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1、有限元仿真分析实验一、实验目的通过刚性球与薄板的碰撞仿真实验，学习有限元方法的基本思想与建模仿真的实现过程，并以此实践相关有限元软件的使用方法。本实验使用HyperMesh软件进行建模、网格划分和建立约束及载荷条件，然后使用LS-DYNA软件进行求解计算和结果后处理，计算出钢球与金属板相撞时的运动和受力情况，并对结果进行可视化。二、实验软件HyperMesh、LS-DYNA三、实验基本原理本实验模拟刚性球撞击薄板的运动和受力情况。仿真分析主要可分为数据前处理、求解计算和结果后处理三个过程。前处理阶段任务
2、包括：建立分析结构的几何模型，划分网格、建立计算模型，确定并施加边界条件。四、实验步骤1、按照点－线－面的顺序创建球和板的几何模型（1）建立球的模型：在坐标(0,0,0)建立临时节点，以临时节点为圆心，画半径为5mm的球体。（2）建立板的模型：在tool-translate面板下node选择临时节点，选择Y-axis,magnitude输入5.5，然后点击translate+，return;再在2D－planes-square面板上选择Y-axis,B选择上一步移下来的那个节点，surfaceonly,
3、size=30。2、画网格（1）画球的网格：以球模型为当前part，在2D－atuomesh面板下，surfs选择前面建好的球面，elementsize设为0.5mm，meshtype选择quads，选择elemstocurrentcomp,firstorder，interactive。（2）画板的网格：做法和设置同上。3、对球和板赋材料和截面属性（1）给球赋材料属性：在materials面板内选择20号刚体，设置Rho为2.000e-08,E为200000,NU为0.30。（2）给球赋截面属性：属性选
4、择SectShll,thickness设置为0.1，QR设为0。（3）给板赋材料属性：材料选择MATL1，其他参数：Rho为2.000e-08,E为100000,Nu为0.30，选择DoNotExport。（4）给板赋截面属性：截面选择SectShll，thickness设为0.2。其他参数:SHRE为8.333-01，QR为0，T1为0.2。（5）给板设置沙漏控制：在Properties-Create面板下Cardimage选择HourGlass，IHQ为4，QM为0.100。更新平板。4、加载边界条
5、件（1）将板上最外面的四行节点分别建成4个set。（2）建立一个loadcollector。（3）Analysis－constraints面板中，设置SIZE为1，nodes通过bysets选择set_1、set_2、set_3、set_4，然后点击creat即可，边界条件加载完毕。5、建立载荷条件（给球一个3mm的位移）（1）建立一个plot:post－xyplots-plots-creatplot,然后点击return;(2)在post-xyplots-editcurves面板中输入X{0，0，0.
6、0001},Y{0,3}。(3)给刚性球一个3mm的沿y正方向的位移：cardimage设为PrcrRgd,DOF为2,VAD为2,LCID为1,SF为1,option选择Rigid。6、接触处理（1）做两个用于接触的segment：在Analysis-set_segment面板中，Cardimage选择setSegment，elems选择球这个part。重复操作对平板创建segment。要同时保证球的setsegment的方向朝外，plane的setsegment方向朝上。（2）建立接触：①对称接触：
7、在Analysis-interfaces面板中,type选择SurfaceToSuface,Cardimage选择SingleSurface。master的contactsurfs选择球的setgment;slave的contactsurfs选择平板的setgment。点击edit后，设置FS为10，FD为10，SFS为100，SFM为100，Automatic一项勾选OneWay。②非对称接触：在Analysis-interfaces面板中,type选择SingleSurface,Cardimage选
8、择SingleSurface。master的contactsurfs选择球的setgment;slave的contactsurfs选择平板的setgment。点击edit后，设置FS为10，FD为10，SFS为100，SFM为100，Automatic一项勾选smooth。7、定义控制卡片在Analysis-controlcards面板中，(1)选择Control_Enegy,将hgen设置为2；(2)选择Control_Terminati
