Abaqusチュートリアル(衝突解析）

１．解析内容

1.1　解析概要

ボールがある速度で板にあたったときの衝突解析を行いました。

・玉
　寸法：直径75mmの球
    ヤング率72000MPa、密度2850kg/m3、ソリッド要素
・板
　寸法：250ｘ500x５mmの後
　ヤング率210000MPa、密度7850kg/m3、シェル要素
・接触速度10m/s(10000mm/s)、時間：0.01秒後
・使用ソフト：ABAQUS STUDENT EDITION

1.2　解析結果

解析結果を見ていきました。メッシュはABAQUS STUDENT EDITIONの制約上1000接点しかできないため、動作確認を行うまでにとどめました。

1.2.1　開始時（接触なし）

計算結果を見ていきます。
初期状態は接触していないので、すべて変位は０です。

1.2.2　0.015秒後

解析を数ステップ進めると板がへこみはじめるのが見えて取れます。

1.2.3　0.01秒後（解析終了時）

板がへんこんでいきます。

2.解析設定上のメモ

2.1 板と玉の距離の設定

シェル要素はモデル上は面であることから高さ方向寸法は０です。よって、接触解析をおこなうときは板と玉が接触するように距離を設定しています。

2.2　接触設定

玉と板の接触は、相互作用と相互作用特性を設定します。

(1)相互作用
相互作用を右クリック→作成をクリックします。
ダイアログボックスが出てくるので、最初のサーフェスと２番目のサーフェスをクリックします。
今回は、最初のサーフェスはボール全周、２番目のサーフェスは板上面をクリックしました。
その他はデフォルトにしています。

(2)相互作用特性を右クリック→作成をクリックします。
機械的から接触接線方向を選択します。
摩擦係数を0.2、摩擦の定式化をペナルティを選択します。

(2)接触方向挙動をクリックし、下図に示す設定にします。

2.3　メッシュ設定

忘れがちな点です。メッシュ→要素タイプを選択します。
要素ライブラリは、Explit（陽解法）にて計算するので、ライブラリはExplitを選びます。