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显式跌落分析

跌落测试目前越来越受到3C、运输、航空航天以及包装等众多行业的重视,具有广泛的应用场景。 跌落分析是典型的强非线性瞬态问题,涉及金属、玻璃、泡沫、纸板等材料的非线性以及破碎、大变形等几何非线性,一般采用显式算法来求解。

跌落测试仿真可以帮助用户找到优化设计的方向和思路,大幅地减少试验次数,缩短开发周期,降低成本并提升产品竞争力。

Ansys解决方案

AAnsys提供完备的跌落分析解决方案,从前处理(几何清理和网格划分)的SCDM,到并行求解LS-DYNA,以及实现参数化、流程自动化的WorkBench平台,再到实现优化设计的LS-Tasc、optiSLang等等。

一、3C产品

● 手机跌落
● 家电产品跌落
● 电脑、服务器跌落
● 显示屏跌落
● 带包装/保护壳跌落
● PCB板跌落
● 鼠标跌落
● 相机跌落
● 智能手表跌落

二、航空航天

● 直升机/无人机等坠撞
● 飞机陆上/水上迫降
● 卫星陆上/水上回收
● 降落伞仿真
● 空投过程仿真
● 鸟撞分析(扩展应用)
● 客舱设计
● 复合材料设计

三、交通运输

● 电池包跌落
● BMS跌落
● 商用车A柱碰
● 船舶入水、海浪砰击
● 集装箱货物

四、国土安全

● 侵爆仿真
● 核燃料容器跌落
● 核电设施抗撞击
● 混凝土防护设计

五、医疗、其他

● 医疗设备跌落
● 专用工具跌落
● 防护网设计
● 防护头盔

Ansys LS-DYNA显式有限元及相关技术是解决跌落冲击问题的最佳方案

一般情况下,类似于跌落、冲压、碰撞、侵彻之类的瞬态冲击问题,都适合采用显式有限元方法求解。Ansys一直致力于为客户提供最先进的有限元解决方案。对工程实际中的动力学过程进行数值模拟,需要根据实际问题的固有属性来选择合理的积分算法:

当待求问题的非线性快速发展或响应中高频部分占主导时 (例如跌落、碰撞以及波的传播等),显式积分算法往往更受青睐。

当待求问题为准线性问题或低频部分占主导时 (例如结构振动、冲击后的响应问题等),无条件稳定的隐式算法则更加合适。选择合理积分方法的关键在于确保算法鲁棒性的同时提供足够的 仿真精度,还要尽量提高计算效率。显式算法由于计算稳定性的原因,需要采用较小的临界步长,但是,由于避免了迭代求解、显式算法不受收敛性的影响。

当待求问题属于高频成分占主导地位 (例如波的传播) 或相互作用时间极短的瞬态问题时,为了得到有意义的解答,必须采用较小的时间步长求解,这恰恰与显式算法步长受临界步长限制 的要求是一致的。然而,隐式算法需要在每一时步进行矩阵求逆或迭代,耗费的计算资源较大。

汽车、电子,航空航天等行业广泛采用LS-DYNA 作为碰撞、跌落仿真及优化设计的解决方案,该解决方案提供了高度可扩展的多物理场求解器,能准确预测结构的动力学行为以及产生的影响。 收购LS-DYNA后,Ansys 将在结构、流体、电磁、光学、安全和机器学习的仿真领域都拥有强大实力,将为全球相关客户提供更加全面强大的CAE解决方案。


典型应用案例

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