ANSYS Workbench 17·0有限元分析:第11章-显式动力学分析

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ansysWorkbench菜单选项中英文对照翻译

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ansys Workbench;菜单选项中英文对照1、ANSYS12.1 Workbench界面相关分析系统和组件说明【Analysis Systems】分析系统【Component Systems】组件系统】【CustomSystems】自定义系统【Design Exploration】设计优化分析类型Electric (ANSYS)Explicit Dynamics (ANSYS)Fluid Flow (CFX)Fluid Flow (Fluent)Hamonic Response (ANSYS)Linear Buckling (ANSYS)Magnetostatic (ANSYS)Modal (ANSYS)Random Vibration (ANSYS)Response Spectrum (ANSYS)Shape Optimization (ANSYS)Static Structural (ANSYS)Steady-State Thermal (ANSYS)Thermal-Electric (ANSYS)Transient Structural(ANSYS)Transient Structural(MBD)Transient Thermal(ANSYS)说明ANSYS电场分析ANSYS显式动力学分析CFX流体分析FLUENT流体分析ANSYS 谐响应分析ANSYS线性屈曲ANSYS静磁场分析ANSYS模态分析ANSYS 随机振动分析ANSYS响应谱分析ANSYS形状优化分析ANSYS结构静力分析 ANSYS稳态热分析ANSYS热电耦合分析ANSYS结构瞬态分析MBD多体结构动力分析ANSYS瞬态热分析组件类型AUTODYNBladeGenCFXEngineering DataExplicit Dynamic (LS-DYNA )Finite Element ModelerFLUNETGeometryMechanical APDLMechanical ModelMeshResultsTurboGridVista TF说明AUTODYN非线性显式动力分析涡轮机械叶片设计工具CFX高端流体分析工具工程数据工具LS-DYNA显式动力分析FEM有限元模型工具FLUNET流体分析几何建模工具机械APDL命令机械分析模型网格划分工具结果后处理工具涡轮叶栅通道网格生成工具叶片二维性能评估工具2、主菜单【File】文件操作【V iew】窗口显示【Tools】提供工具【Units】单位制【Help】帮助信息3、基本工具条【New】新建文件【Open】打开文件【Save】保存文件【Save As】另存为文件【Import】导入模型【Compact Mode】紧凑视图模式【Shade Exterior and Edges】轮廓线显示【Wireframe】线框显示【Ruler】显示标尺【Legend】显示图例【Triad】显示坐标图示Expand All:展开结构树【Collapse Environments】折叠结构树【Collapse Models】折叠结构树中的Models项【Named Selections】命名工具条【Unit Conversion】单位转换工具【Messages : Messages】信息窗口【Simulation Wizard】向导[Graphics Annotations】注释【Section Planes】截面信息窗口【Reset Layout] 重新安排界面4、建模【Geometry】几何模型【New Geometry】新建几何模型【Details View】详细信息窗口【Graphics】图形窗口:显示当前模型状态【Extrude】拉伸【Revolve】旋转【Sweep】扫掠【Skin/Loft】蒙皮【Thin/Surface】抽壳:【Thin】创建薄壁实体【Surface】创建简化壳【Face to Remove】删除面:所选面将从体中删除。

ANSYS Workbench 2020完全自学一本通

ANSYS Workbench 2020完全自学一本通

20.1电磁场基本理论 20.2静态磁场分析实例1——导体磁场计算 20.3静态磁场分析实例2——电感计算 20.4涡流磁场分析实例3——金属块涡流损耗 20.5本章小结
作者介绍
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读书笔记
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第12章显式动力学 分析
第11章接触分析
第13章复合材料分 析
第14章疲劳分 析
第15章压电分 析
11.1接触分析简介 11.2实例——铝合金板孔受力分析 11.3本章小结
12.1显式动力学分析简介 12.2实例1——钢球撞击金属网分析 12.3实例2——金属块穿透钢板分析 12.4本章小结
ANSYS Workbench 2020完全自学一 本通
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
本书关键字分析思维导图
分析
动力学
第篇
实例
磁场
小结
模态
分析
结构
书 第章
瞬态
平台
模块
受力
概述
力学
有限元
压电
内容摘要
本书针对ANSYS公司的有限元分析平台Workbench 2020,详细介绍了软件的功能及应用。本书内容丰富且涉 及领域较广,使读者在掌握软件操作的同时,也能掌握解决相关工程领域实际问题的思路与方法,并能自如地解 决本领域所出现的问题。全书分为6篇,共26章,第1篇从有限元分析着手,讲解工程问题的数学物理方程及 Workbench平台的基础应用知识;第2篇以基础范例为指导,讲解在Workbench平台中进行结构静力学分析、模态 分析、谐响应分析、响应谱分析、随机振动分析及瞬态动力学分析;第3篇作为进阶部分,讲解接触分析、显式动 力学分析、复合材料分析、疲劳分析及压电分析;第4篇以项目范例为指导,讲解稳态热力学分析、瞬态热力学分 析、计算流体动力学分析、电场分析及磁场分析。本书配套资源中的第5篇作为高级应用篇,讲解结构优化分析、 线性屈曲分析、APDL编程及声学分析等;第6篇主要讲解多物理场耦合分析,包括电磁耦合、流固耦合、振动噪 声等。

第四讲AUTODYN和Workbench详解

第四讲AUTODYN和Workbench详解
经常需要填充流体区域进行耦合分析 用于填充欧拉或SPH区域
Surface Patch功能 选择包含区域的所有面体
填充 使用Surface Patch 进行填充
链接到AUTODYN
D&D
链接到AUTODYN
使用Workbench 和AUTODYN 进行 2D仿真
Workbench 中创 建2D 几何体, 网格 (非结构) 和 (部分) 设置
转换到AUTODYN中 在AUTODYN中进行
碰撞分析
进行有预应力的结构分析 静态结构中产生预应力
显式动力学 (ANSYS) 和AUTODYN
例子: 爆炸对舰艇的影响
显式动力学中定义结构
AUTODYN中加欧拉区 和炸药并计算
显式动力学 (ANSYS) 和AUTODYN
例子: 鸟撞
显式动力学中定义鸟体(ovoid卵形的) 和机翼结构
将鸟体转换为SPH (mesh-free) 并在 AUWorkbench中的显式动力学 (ANSYS)
非线性结构动力学分析 的设置和求解
固体, 壳, 梁 大变形 冲击 穿透 破片
强大的 CAD, 几何体 建立和分网功能
典型应用
跌落 弹丸冲击 航天器碰撞 鸟撞 体育器材设计
显式动力学 (ANSYS) 和AUTODYN
建立完整的显示动力学分析 使用同样的工程数据、几何体和网格
V12.0中不能作为静态结构分析的初始 条件
连接到AUTODYN 进行分析
应用静态结构解作为初始条件(预应力) AUTODYN中求解 AUTODYN中进行后处理
练习 2 – 破片冲击 (Workbench)
目的:
对包含多种物质 的圆柱型破片 冲击平板进行 分析

基于ANSYS Workbench的高速电主轴动力学特性分析

基于ANSYS Workbench的高速电主轴动力学特性分析

态分析 , 究 电主 轴的振 型 、 研 固有 频 率和 临界 转速 , 获得 电主 轴各 阶频 率和 振 型 , 出主轴 远 离抗 振 指
性 的频 率要 求 以及 前 支承 的刚度 和 阻尼 对主 轴 系统 的振 动 的 影响 。通过 模 态分析 为进 一 步 的动 力
学分 析 提 供 必 要 的依 据 。
主轴转速 是否合 理 , 结构 中有 无 薄 弱环 节 , 可对 其 并
进 行优化设 计 , 零 部 件 满 足 机床 对 加 工 质 量 和 加 使 工 精度 的要 求 。 随着 数值 计 算 方 法 的 发 展 , 限 元 理 论 在 工 程 有
分 析 领 域 的 应 用 已 非 常 成 熟 。 目前 , 多 数 机 械 系 大 统 的动力 学分 析 主要 通 过有 限 元 软件 完 成 。A S S NY
固有 特性 是 评 价 动力 学 特 性 的 第 一 个 指 标 , 具
2 高 速 电主 轴 有 限元 模 型 的建 立
本 文 以高 速 、 功率 的铣 削 加 工 中心 用 电 主轴 大
体 说 来高 速 电主 轴 的 固有 特性 主要 是 指 电主 轴 的临
界转速 和 主 振 型 。 电主 轴 轴 系 由轴 本 身 、 装 在 轴 安
q nce n b ai n s n l ype Pontd o tt a he s n l w a fo h n ivb a in fe u nc ue is a d vir to pid et . i e u h tt pid e a y r m t e a t- ir to q e y r o e ue t n h o m e ai g sif e sa d d mpigoft pi de s t m b a i . r ug hem o fr q s sa d t ef r rbe r tfn s n a n n hes n l yse virton Th o h t - d la ayss f rf rh rpr vie t c s ay a i rd a i n l i . a n l i u t e o d hene e s r b ss f yn m c a ayss o o Ke y wor :ee tiiy s n l;knei n l i;AN S S w o k e c ds lc rct pi d e i tc a ayss Y rb n h

ANSYSWORKBENCH疲劳分析指南

ANSYSWORKBENCH疲劳分析指南

ANSYSWORKBENCH疲劳分析指南第一章简介1.1 疲劳概述结构失效的一个常见原因是疲劳,其造成破坏与重复加载有关。

疲劳通常分为两类:高周疲劳是当载荷的循环(重复)次数高(如1e4 -1e9)的情况下产生的。

因此,应力通常比材料的极限强度低,应力疲劳(Stress-based)用于高周疲劳;低周疲劳是在循环次数相对较低时发生的。

塑性变形常常伴随低周疲劳,其阐明了短疲劳寿命。

一般认为应变疲劳(strain-based)应该用于低周疲劳计算。

在设计仿真中,疲劳模块拓展程序(Fatigue Module add-on)采用的是基于应力疲劳(stress-based)理论,它适用于高周疲劳。

接下来,我们将对基于应力疲劳理论的处理方法进行讨论。

1.2 恒定振幅载荷在前面曾提到,疲劳是由于重复加载引起:当最大和最小的应力水平恒定时,称为恒定振幅载荷,我们将针对这种最简单的形式,首先进行讨论。

否则,则称为变化振幅或非恒定振幅载荷。

1.3 成比例载荷载荷可以是比例载荷,也可以非比例载荷:比例载荷,是指主应力的比例是恒定的,并且主应力的削减不随时间变化,这实质意味着由于载荷的增加或反作用的造成的响应很容易得到计算。

相反,非比例载荷没有隐含各应力之间相互的关系,典型情况包括:σ1/σ2=constant在两个不同载荷工况间的交替变化;交变载荷叠加在静载荷上;非线性边界条件。

1.4 应力定义考虑在最大最小应力值σ和σ作用下的比例载荷、恒定振幅的情况:应力围Δσ定义为(σ-σ)平均应力σ定义为(σ+σ)/2应力幅或交变应力σa是Δσ/2应力比R是σ/σ当施加的是大小相等且方向相反的载荷时,发生的是对称循环载荷。

这就是σm=0,R=-1的情况。

当施加载荷后又撤除该载荷,将发生脉动循环载荷。

这就是σ=σ/2,R=0的情况。

1.5 应力-寿命曲线载荷与疲劳失效的关系,采用的是应力-寿命曲线或S-N曲线来表示:(1)若某一部件在承受循环载荷, 经过一定的循环次数后,该部件裂纹或破坏将会发展,而且有可能导致失效;(2)如果同个部件作用在更高的载荷下,导致失效的载荷循环次数将减少;(3)应力-寿命曲线或S-N曲线,展示出应力幅与失效循环次数的关系。

显式动力学实例 _ PVB玻璃的冲击仿真

显式动力学实例 _ PVB玻璃的冲击仿真

ANSYS Workbench显式动力学实例 | PVB玻璃的冲击仿真_搜狐科技_搜狐网
6.设置边界条件:对玻璃底部四个边界施加固定约束,给定钢球的初始速度为1m/s。
7.求解:计算时间为0.005s
8.结果后处理:提取出整体及各部分的应力随时间的变化曲线以及各部分应力分布情况。
/a/202724954_739983
2017-11-06 21:47
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1 问题描述 PVB玻璃中间含有PVB(聚乙烯醇缩丁醛)夹层,在冲击时具有优异的吸能及粘附玻璃碎
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片与以1m/s的速度撞击玻 璃,通过仿真确定撞击过程中玻璃的变形和受力变化。 热门图集 2 问题分析 这是一个典型的碰撞事件,时间短暂,只有5毫秒,需要使用显式动力学分析模块。建模时 钢球与玻璃间有很小的间隙,直接给指定的初速度。
北青网 · 今天 13:02

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觉得 Android P 手势抄袭了 iPhone X?看完这几段演示再下结论吧
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LG重新杀回中国市场 从哪里跌倒真的能从哪里爬起来么?
TechWeb · 今天 13:55

ansys Workbench;菜单选项中英文对照

1、ANSYS12.1 Workbench界面相关分析系统和组件说明【Analysis Systems】分析系统【Component Systems】组件系统】【CustomSystems】自定义系统【Design Exploration】设计优化分析类型说明Electric (ANSYS)ANSYS电场分析Explicit Dynamics (ANSYS)ANSYS显式动力学分析Fluid Flow (CFX) CFX流体分析Fluid Flow (Fluent) FLUENT流体分析Hamonic Response (ANSYS)ANSYS谐响应分析Linear Buckling (ANSYS) ANSYS线性屈曲Magnetostatic (ANSYS)ANSYS静磁场分析Modal (ANSYS) ANSYS模态分析Random Vibration (ANSYS) ANSYS随机振动分析Response Spectrum (ANSYS) ANSYS响应谱分析Shape Optimization (ANSYS)ANSYS形状优化分析Static Structural (ANSYS) ANSYS结构静力分析Steady—State Thermal (ANSYS) ANSYS稳态热分析Thermal-Electric (ANSYS) ANSYS热电耦合分析Transient Structural(ANSYS) ANSYS结构瞬态分析Transient Structural(MBD)MBD 多体结构动力分析Transient Thermal(ANSYS) ANSYS瞬态热分析组件类型说明AUTODYN AUTODYN非线性显式动力分析BladeGen 涡轮机械叶片设计工具CFX CFX高端流体分析工具Engineering Data 工程数据工具Explicit Dynamic(LS-DYNA)LS—DYNA 显式动力分析Finite Element Modeler FEM有限元模型工具FLUNET FLUNET 流体分析Geometry 几何建模工具Mechanical APDL 机械APDL命令Mechanical Model 机械分析模型Mesh 网格划分工具Results 结果后处理工具TurboGrid 涡轮叶栅通道网格生成工具Vista TF 叶片二维性能评估工具2、主菜单【File】文件操作【View】窗口显示【Tools】提供工具【Units】单位制【Help】帮助信息3、基本工具条【New】新建文件【Open】打开文件【Save】保存文件【Save As】另存为文件【Import】导入模型【Compact Mode】紧凑视图模式【Shade Exterior and Edges】轮廓线显示【Wireframe】线框显示【Ruler】显示标尺【Legend】显示图例【Triad】显示坐标图示Expand All:展开结构树【Collapse Environments】折叠结构树【Collapse Models】折叠结构树中的Models项【Named Selections】命名工具条【Unit Conversion】单位转换工具【Messages:Messages】信息窗口【Simulation Wizard】向导【Graphics Annotations】注释【Section Planes】截面信息窗口【Reset Layout】重新安排界面4、建模【Geometry】几何模型【New Geometry】新建几何模型【Details View】详细信息窗口【Graphics】图形窗口:显示当前模型状态【Extrude】拉伸【Revolve】旋转【Sweep】扫掠【Skin/Loft】蒙皮【Thin/Surface】抽壳:【Thin】创建薄壁实体【Surface】创建简化壳【Face to Remove】删除面: 所选面将从体中删除。

ANSYS Workbench教程及实例


1-15
简介
. . . 项目图表
• 识别板块的状态:
Training Manual
• 无法执行:缺少数据。 • 需要注意:需要修正或更新板块。 • 需要刷新:上行数据发生了变化。需要刷新板块(更新也会刷新板块)。
• 需要更新:数据已更改,必须重新生成板块的输出。
• 数据确定。
• 输入变化:板块需要局部更新,但当下一个执行更新是由于上游的改变时 可能会发生变化。
1-7
简介
工具栏
• 工具栏包括四部分:
• Analysis systems :可以直接在项目中 使用预先定义好的模板。
• Component systems :建立、扩展分析 系统的各种应用程序。
• Custom Systems : 应用于耦合 (FSI, 热应力,等 )分析的预先定义好的模板。 用户也可以创建自己的预定义系统。
1-1
6. 热分析
1-6
A. 几何
1-12
1-14 1-18
1-19 1-30
B. 装配体 – 实体接触 C. 热载荷
D. 解决途径 E. 结果与后处理
1-34
F. Workshop 6.1 – 稳态热分析
1-36 2-1 2-3 2-13
7. 线性屈曲分析
A. 屈曲分析背景 B. 屈曲分析步骤
2-15
• “连接”表明系统之间的协作程度。
•• 在下完面成的操例作子之中前,,拖注拉意和有投不放同结的构“分投析放流目程标到”热,分以析便的在A系4 下统。与系统之间提 供不同分析类型之间的联系(下一页继续)。
1-12
简介
. . . 项目图表
Training Manual
• 完成前面的操作之后,请注意这里的联系只在 model 及以上的等级。 • 这样就不存在热/结构耦合。

NYSWoreh学习必备

第1章初识ANSYS Workbench★了解经过多年的潜心开发,ANSYS公司在2002年发布ANSYS 的同时正式推出了前后处理和软件集成环境ANSYS Workbench Environment(AWE)。

到ANSYS 版本发布时,已提升了ANSYS软件的易用性、集成性、客户化定制开发的方便性,深获客户喜爱。

Workbench在2014年发布的ANSYS 版本中,在继承第一代Workbench的各种优势特征的基础上发生了革命性的变化,连同ANSYS 版本可视为第二代Workbench (Workbench ),其最大的变化是提供了全新的项目视图(Project Schematic View)功能,将整个仿真流程更加紧密地组合在一起,通过简单的拖曳操作即可完成复杂的多物理场分析流程。

Workbench所提供的CAD双向参数链接互动、项目数据自动更新机制、全面的参数管理、无缝集成的优化设计工具等,使ANSYS在仿真驱动产品设计(Simulation Driven Product Development)方面达到了前所未有的高度。

ANSYS Workbench 的相关软件知识,如果对其有所了解,可以跳过版本中,ANSYS对Workbench架构进行了全新设计,全新的项目视图(Project Schematic View)功能改变了用户使用Workbench仿真环境(Simulation)的方式。

在一个类似流程图的图表中,仿真项目中的各项任务以互相连接的图形化方式清晰地表达出来,可以非常容易地理解项目的工程意图、数据关系、分析过程的状态等。

项目视图系统使用起来非常简单:直接从左边的工具箱(Toolbox)中将所需的分析系统拖曳到右边的项目视图窗口中或双击即可。

工具箱(Toolbox)中的分析系统(Analysis Systems)部分,包含了各种已预置好的分析类型(如显式动力分析、FLUENT流体分析、结构模态分析、随机振动分析等),每一种分析类型都包含完成该分析所需的完整过程(如材料定义、几何建模、网格生成、求解设置、求解、后处理等过程),按其顺序一步步往下执行即可完成相关的分析任务。

Ansys-Workbench详解教程

一般保存为.dsdb格式的文档。
编辑目标
用户可以对给定的目标进行复制、
粘贴、剪切等常规操作。使用Edit菜单
中的各项命令。
2021/12/31
19
第19页,共71页。
视图显示
视图的显示主要在View菜单中进行控制。 1、图形窗口
Shade Exterior and Edges:轮廓线显示
Wireframe:线框显示
对弹性区域离散化
进行单元集成, 在节点上加外载荷力
将单元内任一节点 位移通过函数表达
(位移函数)
建立单元方程
引入位移边界条件 进行求解
求解得到节点位移
根据弹性力学公式得到单元应变、应力
第7页,共71页。
有限元法的基本步骤
1. 结构离散;
2. 单元分析
a. 建立位移函数
b. 建立单元刚度方程
c. 计算等效节点力
2021/12/31
34
第34页,共71页。
网格划分
三维实体的四面体(Tetrahedron)单元 划分
三维实体的六面体(Hexahedron)单元划

第35页,共71页。
4 选择分析类型
静力学分析(Static Analysis) :
计算在固定不变的载荷作用下结构的响应,不考虑惯性和阻尼的影响,如 结构受随时间变化载荷的影响。
2021/12/31
2
第2页,共71页。
有限元基本概念
概念
把一个原来是连续的物体划分为有限个单元,这些单元通过有限个节点 相互连接,承受与实际载荷等效的节点载荷,并根据力的平衡条件进行分析, 然后根据变形协调条件把这些单元重新组合成能够进行综合求解的整体。
有限元法的基本思想—离散化。
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第11章 显式动力学分析

带有
学的分析方法。

★ 了解显式动力学分析。

11.1 显式动力学分析概述
显式算法主要用于高速碰撞及冲压成型过程的仿真,其在这方面的应用效果已超过隐式算法。

11.1.1 显式算法与隐式算法的区别
1.显式算法
动态显式算法是采用动力学方程的一些差分格式(如中心差分法、线性加速度法、Newmark 法和Wilson法等),该算法不用直接求解切线刚度,也不需要进行平衡迭代,计算速度较快,当时间步长足够小时,一般不存在收敛性问题。

动态显式算法需要的内存也比隐式算法要少,同时数值计算过程可以很容易地进行并行计算,程序编制也相对简单。

显式算法要求质量矩阵为对角矩阵,而且只有在单元级计算尽可能少时,速度优势才能发挥,因而往往采用减缩积分方法,但容易激发沙漏模式,影响应力和应变的计算精度。

2.隐式算法
在隐式算法中,每一增量步内都需要对静态平衡方程进行迭代求解,并且每次迭代都需要求解大型的线性方程组,这一过程需要占用相当数量的计算资源、磁盘空间和内存。

该算法中的增量步可以比较大,至少可以比显式算法大得多,但是实际运算中还要受到迭代次数及非线性程度的限制,所以需要取一个合理值。

第11章显式动力学分析在ANSYS中,显式动力学包括ANSYS Explicit STR、ANSYS AUTODYN 及ANSYS
LS-DYNA 3个模块。

1.ANSYS Explicit STR
ANSYS Explicit STR是基于ANSYS Workbench仿真平台环境的结构高度非线性显式动力学分析软件,可以求解二维、三维结构的跌落、碰撞、材料成型等非线性动力学问题,该软件功能成熟、齐全,可用于求解涉及材料非线性、几何非线性、接触非线性的各类动力学问题。

2.ANSYS AUTODYN
AUTODYN用来解决固体、流体、气体及其相互作用的高度非线性动力学问题。

AUTODYN 已完全集成在ANSYS Workbench中,可充分利用ANSYS Workbench的双向CAD接口、参数化建模以及方便实用的网格划分技术,还具有自身独特的前、后处理和分析模块。

3.ANSYS LS-DYNA
ANSYS LS-DYNA是世界上最著名的通用显式非线性有限元分析程序,能模拟真实世界的各种复杂问题,特别适合求解各种二维、三维非线性结构的碰撞、金属成型等非线性动力冲击问题,同时可以求解传热、流体及流固耦合问题。

其在工程应用领域被广泛认可,并成为最佳的软件分析包。

11.2 显式动力学分析流程
在ANSYS Workbench左侧工具箱中
Analysis Systems下的Explicit Dynamics上按住
鼠标左键拖动到项目管理区中,即可创建显式
动力学分析项目,如图11-1所示。

进入Mechanical后,选中分析树中的
Analysis Settings即可进行分析参数的设置,如
图11-2所示。

在Mechanical模块下,显式动力学分析的
步骤包括:
建立有限元模型,设置材料特性。

定义接触区域。

定义网格控制并划分网格。

施加载荷和边界条件。

定义分析类型。

设置求解选项。

图11-1 创建显式动力学分析项目。

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