基于ADINA的雞蛋跌落沖擊流固耦合有限元分析.pdf

1、雞蛋以其超高的營養(yǎng)價值成為了人們生活中必不可少的食品之一，我國的產蛋量已連續(xù)多年居世界第一。但是，雞蛋在生產、加工、運輸等過程中，極易破損，破損的雞蛋會失去食用價值，造成巨大的經濟損失。因此，如何減少蛋殼的破損成為眾多專家研究的課題。國內外的研究主要集中于雞蛋的靜力學特性和碰撞、跌落等試驗研究，對雞蛋在沖擊環(huán)境下的損傷機理和動力學響應分析研究較少;而且對雞蛋力學特性的有限元分析較少，建立的數值模型并沒有考慮雞蛋蛋殼結構和內部流體之間的耦

2、合效應。因此，對雞蛋跌落沖擊流固耦合系統(tǒng)的有限元分析很有必要。
　　本課題基于流固耦合方法對雞蛋的跌落動力學特性進行研究。首先，進行雞蛋的跌落沖擊試驗。利用Lansmont公司生產的TEST PARTNER 3(TP3)系統(tǒng)采集雞蛋跌落沖擊過程中的加速度，根據不同高度跌落時雞蛋的破損情況，確定出每種緩沖材料下雞蛋的臨界損傷高度，分析在臨界損傷高度下雞蛋跌落的沖擊力峰值;然后分析在同一跌落高度下，不同緩沖材料的緩沖性能，得到跌落過程

3、的沖擊加速度-時間曲線。
　　其次，建立雞蛋流固耦合系統(tǒng)的有限元模型。利用三維掃描系統(tǒng)得到雞蛋的幾何模型，然后運用ADINA軟件，基于ALE理論，利用Structure和CFD模塊分別建立結構和流體的模型，利用FSI模塊分析流固耦合情況，仿真雞蛋跌落沖擊的過程。得到沖擊加速度—時間曲線，并與試驗結果進行對比，完成模型的有效性驗證，最后提取不同條件下的應力云圖。
　　本文通過雞蛋的跌落沖擊試驗，得到導致雞蛋跌落沖擊破損的沖擊力