Должен ли я применить силу или давление, Ansys Static Structural

Я работаю над проектом, в котором я должен найти максимальные главные напряжения на объекте, подвергающемся воздействию ударной нагрузки. Я знаю скорость объекта (тот, который ударит тестовый объект) и его вес. Мои вопросы:

Для анализа следует ли применить силу или давление к зоне удара?
Как рассчитать силу / давление?

— raihannirvik
источник

Ваша проблема некорректна, как указано.

Однако оценка ударного усилия нулевого порядка может быть рассчитана с использованием одномерного баланса энергии. Кинетическая энергия снаряда равна где- масса снаряда, а- его скорость.

KE = \frac{1}{2} m v^{2}

$\text{KE} = \tfrac{1}{2} m v^2$

m

$m$

v

$v$

Энергия деформации мишени при условии линейной упругости составляет где- напряжение в мишени,- деформация в мишени, а- объем мишени.

U = \frac{1}{2} σ ε V

$\text{U} = \tfrac{1}{2} \sigma \varepsilon V$

σ

$\sigma$

ε

$\varepsilon$

V

$V$

Уравнение два, мы имеем где- сила удара,- зона удара, а- длина цели, перпендикулярная направлению удара.

m v^{2} = σ ε V = \frac{F}{A} ε A L = F ε L

$m v^2 = \sigma \varepsilon V = \frac{F}{A} \varepsilon A L = F \varepsilon L$

F

$F$

A

$A$

L

$L$

Следовательно, оценка силы удара , гдеэто глубина проникновения.

F = \frac{m v^{2}}{ε L} = \frac{m v^{2}}{d}

$F = \frac{m v^2}{\varepsilon L} = \frac{m v^2}{d}$

d

$d$

Если вместо этого вы хотите использовать давление, Любой может быть использован, но обратите внимание, что сила должна быть применена к области контакта.

p = σ = \frac{m v^{2}}{ε A L} = \frac{m v^{2}}{A d}

$p = \sigma = \frac{m v^2}{\varepsilon A L} = \frac{m v^2}{A d}$

$A$ $\varepsilon$ $L$ $L$ $\varepsilon$ $d$

Единственный точный способ вычисления ударных сил - это динамическое моделирование с полной физикой.

— Бисваджит Банерджи
источник

Вы правильно сказали, что проблема ОП некорректна, но это «приблизительное» решение может быть ошибочным на несколько порядков по нескольким причинам (слишком долго для комментария, и я не собираюсь публиковать ответ, который просто объясняет, почему другой ответ неверно, за исключением последнего предложения : либо ОП должен объяснить проблемную ситуацию более подробно, либо провести динамический анализ для моделирования самого воздействия

— alephzero

@alephzero: Как я уже сказал, это подход нулевого порядка, который, как ни странно, широко используется инженерами. Сейчас у меня нет времени вдаваться в подробности, и я буду очень признателен, если вы отредактируете мой ответ, добавив список причин, по которым точность может быть низкой. Или, по крайней мере, добавить список в виде набора комментариев, которые я могу включить в ответ позже.

— Бисваджит Банерджи

спасибо за ваш ответ, действительно вопрос плохо информирован, извините за это. Я пытаюсь провести анализ напряжений, когда движущийся объект сталкивается со статическим объектом. работать над динамическим моделированием было бы лучше, но мне нужен ответ статическим анализом. У меня все еще есть вопрос, если я приму время удара, смогу ли я рассчитать Силу по нему? Используя эту формулу F = mv / t

— raihannirvik

@raihannirvik: Во многих случаях разрушение цели вызвано не ударом, а внутренним напряжением, создаваемым взаимодействием упругопластических волн. Таким образом, упрощенный подход даст вам некоторое число, которое может не иметь отношения к реальности. Там нет ярлыков. Чтобы понять проблему, даже когда оба тела жесткие, см. Ruina.tam.cornell.edu/research/topics/collision_mechanics/… .

— Бисваджит Банерджи