Hypermesh与LS-Dyna接口实例-手机跌落仿真

模拟手机跌落过程
一、问题描述
模型文件：example.hm(模型见附件)
目标：模拟手机掉落到刚性地面上的过程，手机的跌落高度为0.8m。

采用单位：质量T；时间S；长度mm
分析手段：前处理工作在HyperMesh9.0中完成，运算提交采用LS-Dyna971。

二、有限元建模
1.手机部件的网格划分过程略
2.导入example.hm文件前，在Hypermesh中主菜单的Preferences下选择User Profile面板中选择LS-Dyna模板。

3.在impoer面板下hm model子面板中打开example.hm文件。

4.建立刚性地面的网格
①建立一个以Ground命名的Component，将其设置成Current component。

②在view面板中将当前视角设为Top，在tool面板下进入Translate面板，将translate面板改为如下内容：
③选择Housing最下端的一个节点，对其duplicate一下，然后沿y轴向下translate 1(mm)；然后将该节点分别沿x方向和z方向平移一定的距离，在平移的过程中记得对node进行duplicate操作，最终形成的四个点如下：
④在2d面板中进入planes子面板，将其内容修改为如下：
⑤选择之前建立的四个节点，然后Create一下，完成对地面的建模，return返回。

5.建立材料
①进入Materials面板，选择create子面板，为材料取名为PC-ABS，选择一种颜色，在card image中选择MA TL3，选择3号弹塑性材料，点击create/edit，并在Rho下输入数值1.14e-9(T/mm³)，设定弹性模量E为2600(MPa)，泊松比Nu为0.38，输入屈服应力SIGY为80(Mpa)，点击return退出材料编辑，如下图：
②以同样的步骤建立名为Alloy的材料，材料参数如上述材料属性表所述。

③仍在Materials面板，为材料取名为Rigid，选择一种颜色，在card image中选择MA TL20，选择20号刚体材料，点击create/edit，并在Rho下输入数值7.83e-9，设定弹性模量E为2.07e+5，泊松比Nu为0.3，点击CMO将其值设定为1，分别点击CON1和CON2，分别将其值设为7，点击return退出材料编辑，如下图：
6.建立Property
①进入Properties面板，选择create子面板，为Property取名为solid，选择一种颜色，在card image中选择SectSld，点击create/edit，如下图：
②在section编辑面板中，点击ELFORM，将其值设定为2，Solid单元用2号全积分公式，点击return退出，如下图：
③仍在Properties面板，选择create子面板，为Property取名为Shell2.0，选择一种颜色，在card image中选择SectShll，点击create/edit，如下图：
④在section编辑面板中，点击ELFORM，将其值设定为16，shell单元用16号积分公式；点击Nip，将Nip设为5，使壳单元具有5个积分点；点击T1，将其值设成2，使Shell单元的厚度为2（mm），点击return退出，如下图：
7.将properties分别赋予三个部件
①进入Component面板，选择update子面板，点击component，勾选housing，点击select；点击Card image，令Card image=Part；点击Material，令Material=PC-ABS；点击property，令property=solid，点击update，至此顺利将相应的材料和property赋给housing，如下图：
②同样的步骤，分别将Card image=Part，Material=PC-ABS，property=solid赋予Cover；将Card image=Part，Material=Alloy，property=solid赋予Battery；将Card image=Part，Material=Rigid，property=Shell2.0赋予Ground。

至此，有限元模型建模完成。

三、边界条件设定
1.定义接触
①为接触定义一个Part set，从Analysis面板中进入entity sets子面板，令name=contact_set，Card image=Part，将set type改为comps，点击comps，选择By collector，选中所有的Components，点击Create，如下图：
②顺便建立速度的Part set，仍在entity sets子面板中，令name=Velocity_set，Card image=Part，将set type改为comps，点击comps，选择By collector，选中除了Ground以外的所有的Components，点击Create。

③点击主菜单的Tools→Create Cards→*Contact→*Contact_AOTUMA TIC_SINGLE_SURFACE，在出现的对话框中令Name=contact，分别如下图所示：
④单击OK进入Contact编辑面板，点击FS，令FS=0.1；点击FD，令FD=0.05；点击DC，令DC=0.001；勾选AdditionalCards，点击SOFT，令SOFT=1，如下图：
⑤点击Return，进入interface中的Add子面板，点击slave下的按键，使之成为Sets；点击Sets，选择contact_set，点击select退出，点击Update，完成对Contact的定义，如下图：
2.定义跌落初速度
①点击主菜单的Tools→Create Cards→*INITIAL→*INITIAL_VELOCITY_GENERA TION，在出现的对话框中令Name=velocity，如下图所示：
②单击OK进入velocity编辑面板，单击PSID，勾选Velocity_set；单击Vy，将Vy的值改为-3960,点击Return退出，如下图：
至此边界条件设置完成。

四、输出控制
1.从Analysis面板进入到control cards子面板，点击Title card，输入drop test。

2.点击Return退出面板Title card子面板，点击CONTROL_CONTACT，进入CONTROL_CONTACT子面板，将卡片设置成如下图所示：
进入CONTROL_ENERGY编辑面板，将面板的内容设置成如下图所示：
4.点击Return退出CONTROL_ENERGY子面板，点击CONTROL_HOURGLASS，进入CONTROL_HOURGLASS编辑面板，令IHQ=1，QH=1。

5.点击Return退出CONTROL_HOURGLASS面板，点击next，点击CONTROL_TERMINA TION，进入CONTROL_TERMINA TION编辑面板，令ENDTIM=0.004（s），将求解时间定义为0.003秒。

6.点击Return退出CONTROL_TERMINA TION子面板，点击next，点击CONTROL_TIMESTEP，进入到CONTROL_TIMESTEP面板，将面板的内容设置成如下图
所示：
7.点击Return退出CONTROL_TIMESTEP面板，点击DA TABASE_BINARY_D3PLOT，进入DA TABASE_BINARY_D3PLOT编辑面板，令面板中的DT=1e-4。

8.点击Return退出DA TABASE_BINARY_D3PLOT子面板，点击next，点击
DA TABASE_OPTION，进入DA TABASE_OPTION编辑面板，将面板的内容设置成如下图
所示：
9.点击Return，退出DA TABASE_OPTION子面板，点击Return，退出control cards面板，完成输出控制项的设置。

10. 将模型save as为example_complete.hm。

至此，所有的前处理工作完成。

五、输出模型并求解
1. 输出example_complete.dyn文件，点击Apply按钮，如下图：
2.打开LS-Dyna971程序，点击求解开始按钮，弹出求解文件设置窗口，点击Browse…，将之前生成的Dyn文件写入到LS-Dyna求解器中，根据计算机的配置设置相应的NCPU和MEMORY，点击Run求解，如下图：
3.求解顺利结束后，打开LS-Prepost可以查看各手机部件上的应力、应变分布状况，速度、加速度曲线等，如下图：。