本文采用WorkBench的Explicit Dynamics和autodyn模块对苏打罐的压垮进行了模拟仿真。

Workbench中的Explicit Dynamics模块是由AUTODYN传承演化过来的，当然到目前为止，还没有100%的继承，估计有些功能要留待于未来的版本继续完善了，不但能够解决固体相互作用的显式动力分析（拉格朗日算法），也能够做流体的模拟（欧拉算法）。

如果你觉得Explicit Dynamics这个模块还不够完善，你还可以直接使用 AUTODYN来解决你的问题。

本文主要参考** ANSYS Autodyn 简介II Crush of Filled Soda Can **

目标

铝制饮料罐的压垮模拟

过程

• 创建一个显式动力学分析系统
• 输入苏打罐模型，并划分网格
• 设置计算选项和边界条件
• 实施计算并观察结果

创建工程

打开workbench软件。

通过双击Explicit Dynamics，创建一个显式动力学分析系统

定义材料模型

• 双击Engineering Data
• 选择最后一个空行，依次添加下面的材料
  • Soda_Can
  • Water
  • Soda_Can_Failure

拖动并将下列物理属性放置到指定的材料模型中。

• Soda_Can 和 Soda_Can_Failure

  • 密度 Density
  • 各向同性弹性 Isotropic Elasticity
  • 双线性各向同性硬化模型 Bilinear Isotropic Hardening

• Soda_Can_Failure

  • 塑性应变失效 Plastic Strain Failure

• Water

  • 密度 Density
  • 各向同性弹性 Isotropic Elasticity

Soda_Can模型参数

Soda_Can_Failure模型参数

Water模型参数

返回项目概览页，并保存项目为crush_soda_can 。

导入几何模型

右键单击Geometry，导入几何模型filled_soda_can.agdb 。

右键单击Model，然后选择Edit，进入Mechanical模块。

为Soda、Punch和Die定义属性。

为Soda Can定义属性。

选择Body Interactions，设置壳厚度因子Shell Thickness Factor为1.0。

右键单击Mesh，选择Generate Mesh来生成网格。

选择Analysis Settings，然后

• 将计算结束时间设置为6.0E-4s。
• 将Scope改变为只对欧拉体(Eulerian Bodies only)，没有必要将欧拉网格扩展到punch和die。
• 将总单元从250000缩小为25000，这是一个简单模型，不需要特别精细的欧拉网格。

定义边界条件

右键单击Explicit Dynamics -> Insert -> Fixed Support，为Die添加固支边界条件。

右键单击Explicit Dynamics -> Insert -> Displacement，为Punch添加位移边界条件，并按照下图进行设置。

定义结果输出

在Solution上右键单击，插入需要的输出项目。比如

执行计算

保存项目，并开始计算。

这个时候容易产生a general error has occured问题，从而不能进行计算。这一般是由于Windows防火墙或者杀毒软件阻止了Workbench各模块之间的通信引起的。关闭杀毒软件或者防火墙，或者将Workbench相关端口设置为例外，可避免该问题。

通过计算可以得到如下计算结果，仿真图像与实际是比较相符合的。

导入到autodyn中计算

如果需要将模型导入到autodyn 中计算，请按照一下步骤操作。

• 回到项目主页面。
• 从左侧选择component system中选择Autodyn，并将其拖动到Explicit Dynamics中的Setup格。
• 会自动生成Autodyn需要的数据，然后右键单击Autodyn模块的Setup，打开Autodyn界面。

然后点击RUN直接运行计算即可。从下图可以看出两者的计算结果基本一致（因为两者基于同样的计算模块，这也在情理之中）。