关于ANSYS_LS_DYNA的产品跌落仿真.pdf

20 3 ( ) Vol.20 No.3 第 卷 第 期 洛阳理工学院学报 自然科学版 2010 9 Journal of Luoyang Institute of Science and Technology(Natural Science Edition) Sep. 2010 年 月 ANSYS/LS-DYNA 1，2 1 董海东 ，葛正浩 （ 陕西科技大学机电工程学院，陕西西安 ； 陕西工业职业技术学院材料工程学院，陕西咸阳 ） 1. 710021 2. 712000 摘 要：对各种工业产品进行跌落测试数值仿真是ANSYS/LS-DYNA程序的一个重要的应用领域。作者以个人数字助理 的有限元跌落仿真分析为例，讨论了 跌落测试模块 提供的数值仿真分析方法及实现过程。 ANSYS/LS-DYNA (DTM) 关键词：ANSYS/LS-DYNA；有限元分析；跌落仿真 DOI:10.3969/j.issn.1674-5043.2010.03.010 中图分类号 　 文献标志码 文章编号 : TG115.5+6 : A : 1674-5043(2010)03-0035-05 为降低开发成本，更好地检验电子产品抗跌落冲击性能，以个人数字助理(PDA，Personal Digital Assistant)为例进行跌落冲击试验。目的是观察PDA 从2 000 mm 高度跌下时，电池是否被弹出，外壳是否 被摔坏。利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对其跌落过程进行仿真，得到结构的瞬态动力响应，清晰地 展示在不同时刻的应力、变形情况。此方法可以取代传统的跌落冲击试验，同时工程师也可以依据其设 计出更好的抗跌落、抗冲击的产品，提前新产品上市的时间。 1 ANSYS/LS-DYNA 1.1 便携式电子产品制作精巧，通常结构都比较复杂。ANSYS软件虽建模能力比较强大，但是对于建立 精确的电子产品模型来说相对比较困难。因此，在建立模型时通常选择三维造型功能比较强大的软件， 如PROE、UG等。然后利用ANSYS与这些三维软件的无缝集成功能，将其导入到ANSYS。如果导入 ANSYS 中的模型过于复杂，进行合适的有限元网格划分相对比较困难。即使划分好了网格，也可能由于 划分不当导致无法求解。因此，在进行碰撞仿真之前，有必要对其几何模型进行合适的简化，以便提高 运算质量。由于CAE和CAD存在本质区别，很多加工工艺上需要的过渡圆角、小孔以及尖锐的曲面过渡 都会增加有限元建模的难度，影响单元质量，对于用于碰撞计算的显式有限元模型，这个问题尤其突 出。所以在进行划分网格之前要对原几何模型进行修模，如除去过渡圆角、小孔以及使相连的曲面尽量 化零为整等。 在对PDA建模的过程中，综合考虑各种因素，最 ANSYS/LS-DYNA 1 终导入到 中的模型如图 所示。 1.2 定义单元类型：对于PDA涉及到两种单元类型。 对于外壳、LCD屏幕、电池盖均使用SHELL163壳单 元；而对于电池则使用SOLID164实体单元。 定义实常数：对于 PDA ，需要对外壳、LCD 屏幕 的壳单元定义实常数，它包括剪切因子、积分点数和 壳厚等。电池属于实体单元无实常数，其实常数的具 1 体参数如表 所示。 以同样的方法可以定义外壳的壳单元实常数。 1 ANSYS/LS-DYN