高尔夫球杆击打过程模拟
众所周知，高尔夫球杆的杆体在击球过程中会发生断裂，球杆设计过程中进行击打过程的模拟能有效地降低断杆率。
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在计算中考虑的模型包括球头、球杆、杆套、粘胶（用于粘接球头和球杆）、套圈。整体模型中共有4种材料，分别是球杆、球头、固定球头和球杆的粘胶和球体。在ANSYS/LS-DYNA球杆采用多层复合材料，此模型中每层的材料主轴任意定义，能够考虑材料失效。
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载荷数据是球头的击打速度，分别对击打速度为90、120和140英里/小时进行了计算。打击速度通过使球杆和球头为一整体绕一固定轴线以给定的初始旋转角速度实现，即模拟使用人员挥杆击球的运动过程。叠层复合材料的失效采用chang-chang失效准则，可同时考虑复合材料中纤维断裂、基体受拉开裂和材料压缩破坏。
通过有限元分析，可以获得击打过程中整体结构的动态响应，如打击力和接触时间；球体速度、加速度；球杆的速度、加速度、变形（弯曲和扭转）及应力应变分布等结果数据。宝马5系li
球头击打过程中，球杆将同时发生弯曲变形和扭转变形。一般地，出球方向的准确性要求球杆具备良好的抗扭刚度。在结构整体的动态响应过程中，杆体的最大扭转角表征球杆的扭转刚度。杆体的扭转角度
在整个计算时间内是变化的，然而，由于球杆的变形为弹性变形，结构随时间响应分为变形和变形恢复过程，因此可由程序取得球杆扭转角的最大值。研究铺层对球杆应力和扭角的影响是希望寻一种最佳组合，在不增加材料的前提下降低应力水平并提高杆体的抗扭能力，以达到降低断杆率和提高球杆性能的目的。球杆断裂的影响因素包括：疲劳、复合材料缺陷、强度。
计算结果表明：球杆局部承受反复拉压，可能造成疲劳失效，从而造成球杆的正常断裂。然而，在制造工艺或过程中形成的复合材料内部缺陷，例如层间局部疏松、增强纤维断裂或母相有微裂纹等问题的存在，可能导致材料在应力低于强度极限发生断裂，例如一次打击，球杆即断裂现象。分析结果表明，球杆不同的铺层工艺影响应力和转角的大小，因此要提高球杆的抗断抗扭能力，必须对铺层工艺进行深入分析。
在球杆给定的铺层下，打击面背部的应力经历先拉后压，并且在击打瞬间，此处的应力值最大，随着击打速度的提高，应力值迅速增大。由此可知，在通常的多次打击过程中，高应力下的反复拉压容易造成此处材料的疲劳破坏，属正常断裂，可通过对球杆进行力学设计延长球杆寿命；由于材料缺陷引起的断裂会导致球杆在低应力下失效，属于非正常断裂，严重降低球杆寿命，因此在生产中应避免缺陷产生。
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整体结构图（包括球杆、球头、粘胶和球体）锐骐
球心和球头打击点的速度变化曲线图