ANSYS Workbench汽车防撞梁碰撞仿真，附讲解视频及模型文件

ANSYS Workbench防撞梁碰撞仿真指导手册

本案例文档，适合本科毕业设计水平，具有极高参考价值，请合理使用文档。涉及汽车防撞梁结构的几何处理，模型建立，碰撞分析，结果处理等各个方面。设置方法程详细，结果结果合理。相关复合材料铺层均可使用该文档方法设置完成。

附带详细讲解视频和案例模型

1. 概述

本手册旨在指导用户使用ANSYS Workbench进行防撞梁碰撞仿真分析。通过几何处理、材料定义、网格划分、接触设置、边界条件定义、计算参数配置及结果分析等步骤，完成从建模到仿真的全流程操作。本手册适用于结构工程师、仿真分析师及相关技术人员。

2. 几何处理

2.1 几何导入

推荐使用SpaceClaim或DesignModeler (DM) 进行几何前处理，二者在抽壳、几何修复等操作中效率较高。也可选择用其他三维CAD软件（如SolidWorks、CATIA）导入几何，但需确保导出格式兼容（如.stp、.igs）。

打开Workbench，进入Geometry模块。右键点击Import Geometry，选择防撞梁模型文件（如.stp格式）。点击Generate生成几何体，双击进入该模块，检查模型完整性。也可以先打开该模块，再导入几何。

2.2 几何简化（抽壳）

防撞梁通常采用壳单元（Shell Element）简化，以减少计算量。

操作步骤：在SpaceClaim/DM中选择抽壳工具（Thin/Surface）。点击目标面，设置厚度方向（例如3mm），生成壳模型。隐藏实体模型（快捷键F9），仅显示壳结构。

几何检查：切换至线框模式（Wireframe），检查自由边（红色显示）。若存在未连接的边或面，需手动修复（如延伸面、填补间隙）。

2.3 几何修复

间隙处理：若抽壳后存在间隙（如6mm），通过移动面工具调整至设计厚度。

面方向控制：确保壳单元的正反面一致，避免接触对方向错误（通过颜色区分）。

完成后关闭几何界面即可。推荐使用Spaceclaim模块处理几何，过程更快一下，选择面后crtl+c，crtl+v即可创建面体。

3. 材料属性定义

3.1 材料选择

非线性材料：防撞梁常用钢或铝合金，需定义非线性属性（如塑性应变、硬化模型）。

双击工程数据可以进入材料数据库。

在Engineering Data中新建材料，设置密度、弹性模量、屈服强度等参数。

示例：钢材密度7850 kg/m³，弹性模量210 GPa，泊松比0.3。选中对应材料后点击加号即可把材料放入到该模型中。关闭材料模块后，进入dyna设置模块。

3.2 厚度赋予

壳厚度设置：点击几何体，选择Thickness，输入设计值（如横板10mm，竖板12mm）。

4. 接触设置

4.1 接触对定义

摩擦接触：选择防撞梁与吸能盒接触面，设置静摩擦系数（0.2）和动摩擦系数（0.2）。右击选择不需要的接触设置，禁用不必要的自动接触（如吸能盒与不接触的部件）。自接触：对可能发生大变形区域（如吸能盒）启用自接触（Self-Contact），防止穿透。

 

4.2 接触方向调整

确保接触面正反面匹配（如红色面与蓝色面对应），避免计算错误。可以通过接触设置调整top或者bottom，也可以通过几何调整面法向。

5. 网格划分

5.1 网格生成策略

撞击面细化：撞击区域网格尺寸建议≤3mm，其他区域可放宽。网格类型：优先使用四边形网格（计算效率高），复杂区域可采用三角形网格。