水杯跌落模拟：WB环境下的物理验证

不同材质水杯跌落模拟研究

本案例研究不同材质的水杯从一定高度垂直跌落时的应变情况，水杯跌落模型如图1和图2所示。

图1

图2

在Workbench中选取LS-DYNA分析模块，若模块菜单没有LS-DYNA，如图3所示，可以点击工具栏ACT Start Page进入，选择Manage Extensions,再点击LSDYNA即可，返回主界面，模块菜单就会出现Workbench LS-DYNA。

图3

橡皮、结构钢以及水的材料参数全部取自Workbench材料库，如表1所示。本案例主要研究三种水杯跌落的情况，一是空杯（橡皮）跌落，二是载水水杯（橡皮）跌落，三是载水水杯（钢）跌落。

网格剖分如图4所示，主单元尺寸为2.5mm，对杯柄细剖，单元尺寸为0.5mm。
 

图4

边界条件分别如图5到图7所示。

图5

图6

图7

步长设置如表2所示。

三种情况分别在1.8ms时的总应变分布如图8到图10所示。我们可以发现没有装水时的橡皮材质的杯子变形最大，在装有一定水时，杯中的水起到了一定缓冲力的作用，杯子的变形力度减小。当杯子的材质为钢时，变形最小，但此时杯中的水承受了更多的力，变形增大。

图8

图9

图10

结果视频如下：

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