案例描述
一个有起始速度的物体因自重作用与刚性墙相撞，碰撞产生的冲击波以压缩波的形式在物体内传播，物体在一个很短的时间内与刚性墙保持接触，压缩波到达物体自由端时被反射为扩张波回传到接触面，物体与刚性墙分离。使用CivilFEM2018分析整个碰撞过程，研究接触面上接触点的位移、速度、应力等变化。
CivilFEM分析类型
- 2D 平面应力分析
- 非线性瞬态分析
- 假定无阻尼
模型结构与材质
使用CivilFEM2018，完成以下两种不同分析：
- 碰撞角在水平方向上位0度，弹性线性碰撞，自定义材质，初始水平速度为202.2in/s
- 碰撞角在水平方向上位2度，物体被撞裂，混凝土材质，Parabolic-Rectangular, 初始水平速度为100in/s
分析一
- 材质： 自定义
- 结构元素类型： 2D Solid-Plane stress
- 厚度： 0.1 in
- 有限元素： 四边形元素细分
- 定义物体和墙体接触： Touching Contact
- 边界条件： 刚性墙在两个方向上完全约束
- 初始条件： 定义物体的初始速度202.2 in/s
- 考虑几何大变形非线性因素
- 设定整个碰撞过程时间： 0.0002秒
- 结果： 选择物体上的节点109和节点111，查看速度的变化、位移、应力等变化。
- X方向的位移变化：
- 开始碰撞时：
- 分离时：
- 位移变化：
- 碰撞状态：
- 应力变化
- 冲击波从右向左传递过程的应力变化
- 扩张波回传过程的应力变化
分析二
- 定义非线性材质
- 结果： 选取物体上107,108,109,110和111五个节点，研究分析结果
- 在节点111处出现塑性变形
- 节点111极限应变
- 应力变化
除了上述案例之外，CivilFEM也多次被应用到实际的碰撞项目研究与分析中，因其强大的仿真能力，降低了项目实际运行的风险，为工程创造了价值。
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CivilFEM 2018 powered by Marc （简称CivilFEM）是一款高级集成的非线性土木工程专用有限元商业软件，由西班牙INGECIBER公司开发，该公司同时开发ANSYS/CIVILFEM土木模块。独立的CivilFEM商业软件采用了Marc非线性求解器，因为其方便易用的建模环境，快速高效的求解过程，丰富的后处理功能，所以CivilFEM2018正在为越来越多的土木工程师使用。上海图杰信息科技公司是CivilFEM在中国的经销商和技术支持机构。
