基於ABAQUS的CEL技術跌落模擬『參考幫助文檔』

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之前包括最近都有接觸CEL模擬技術，在前面的文章中也作了幾個簡單的實例（1.CEL技術之鉚釘成型模擬(Rivet forming)；2.CEL流體分析實例），本文仍然是對幫助文檔的實例進行簡單介紹，一個裝水瓶子的跌落衝擊過程模擬——Impact of a water-filled bottle。

1、建模

首先我們來看看模型，如圖1所示。有一個裝有液體瓶子跌落到地面，瓶子內部95%的體積被液體充滿，瓶身採用高密度的聚乙烯材料，幫助文檔中瓶子是從離地300mm的地方跌落，小編偷懶任意的給了一個跌落距離。

我們通過前面的文章知道，採用CEL技術進行模擬的話需要定義歐拉區域，並且需要定義歐拉材料初始的狀態，這裡面我們直接下載幫助文檔提供的液體和瓶身的*.sat模型，為了能夠快速的進行計算，與幫助文檔一致，瓶身結構也採用殼單元，小編通過處理倒入Hypermesh進行網格劃分，結果如圖2所示，完成劃分之後以孤立網格形式倒入ABAQUS進行其它處理。

除了瓶身，還需要建立地面模型以及歐拉域，地面很好處理，直接建立600mmx600mm的殼體，然後通過Rigid Body設置為剛體即可；歐拉域建模要求能夠覆蓋整個流體材料可能的流動區域，本例中直接建立一個300mmx200mmx250mm的歐拉幾何體即可，如圖3所示。

最後還有瓶蓋，由於瓶蓋並非我們所重點關注的結構，所以在裝配和接觸關係上設置的比較簡單，甚至可以不用建模，這在文檔中也有簡要說明，那麼我們就不要瓶蓋，最終建立的模擬模型如圖4所示。

2、材料參數

本例中涉及的材料主要是液體材料模型和瓶身材料模型。根據文檔提供各項參數我們依次建立截面屬性，其中瓶身塑性變形的數據如表1所示，液體材料參數如表2所示。

3、接觸及邊界設置

直接採用通用接觸分析，如圖5所示，其中排除地面與液體的接觸。另外將地面設置為剛體，並將其6個自由度全部約束。

設置完成之後建立載荷及初始狀態模型，很明顯主要受重力作用，添加重力加速度；然後對瓶身和液體模型施加-2444mm/s的初速度。

4、初始歐拉材料域

這裡面需要用到上面提到的液體幾何模型，通過Volume Fraction Tool實現初始狀態材料的分布，我們可以得到這樣的操作結果，如圖6所示。

當然不能忘了網格劃分，劃分的結果如圖7所示，這裡不詳細講解。所有設置完成之後，就可以將建立的顯式動力學（Dynamic，Explicit）分析步提交求解。

5、結果

最後可以得到整個跌落過程的模擬動畫，有含瓶蓋和不含瓶蓋的模型，僅供參考，如圖8和圖9所示。

附：上期文章《CEL流體分析實例》inp文件下載地址，鏈接: https://pan.baidu.com/s/1PHspRKi-AYvM_duUQVRK2A 密碼: b2a8

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