11_LS-DYNA碰撞解释

三节点仅拉伸单元，第三个节点定义单元初始方向，用于索绳建模MASS166 是一个有9个自由度的单点质量单元:在x,y,z方向的平动、速度、加速度这个单元还有附加的选项用来定义无质量的转动惯量:KEYOPT(1)=0 无惯量的3-D质量: 输入质量KEYOPT(1)=1 3-D转动惯量(无质量):输入6 个惯量值这个单元用来调整例如汽车碰撞这样复杂模型的质量，其中许多组件：（如座位，车灯，控制工具和假人等）未被建模（以质量单元替代）•使用两个节点和离散的材料模式来定义•能与其它所有显式单元连接•具有平动和转动自由度•能定义复杂的力－位移关系•而COMBIN14, 弹簧和阻尼必须是不同的单元..由于只能同时定义一个弹簧或阻尼选项，所以定义弹簧－阻尼集合体时需要重叠定义两个单元有两种实体单元算法:–单点积分实体(整个单元中常应力)•缺省形式•对于单元大变形单元非常快和有效•通常需要沙漏控制来阻止沙漏模式–全积分实体(2x2x2 积分)•比较慢，但无沙漏•对于高的泊松比时会同时出现剪切锁定和体积锁定，得到比较差的结果•精度比缺省算法对单元形状更敏感•在特定区域被选用来降低病态效应极力反对用退化的四面体网格////对显式动力学单元使用映射网格SHELL163 有12 种不同的单元算法，重要的包括:•Belytschko-Tsay ( BT, KEYOPT(1)=0 or 2, 缺省):–简单壳单元–非常快(相对速度= 1.0)–翘曲时易出错•Belytschko-Wong-Chiang ( BWC, KEYOPT(1)=10 ):–相对速度= 1.28 * BT–设用于翘曲分析–推荐使用•Belytschko-Leviathan ( BL , KEYOPT(1)=8 ):–相对速度= 1.25 * BT–较新，仍在开发中–第一个有物理沙漏控制的单元–(对于EDMP,HGLS,Mat,Val1无参数)•S/R co-rotational Hughes-Liu (S/R CHL, KEYOPT(1)=7):–没有沙漏控制的壳–相对速度= 8.84 * BT•单元算法BT, BWC, BL 仅适用于平面内单点积分，而S/R CHL 用于平面内4点积分。

LS-DYNA 理论及功能LS-DYNA 的理论及功能LS-DYNA 发展概况 (LS-DYNA Introduction)LS-DYNA是以显式为主、隐式为辅的通用非线性动力分析有限元程序，特别适合求解 各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成形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。

DYNA 程序系列最初是 1976 年在美国 Lawrence Livermore National Lab. 由 J.O.Hallquist 博士主持开发完成的，主要目的是为武器设计提供分析工具，后经 1979、1981、1982、1986、 1987、1988 年版的功能扩充和改进，成为国际著名的非线性动力分析软件，在武器结构设 计、内弹道和终点弹道、军用材料研制等方面得到了广泛的应用。

1988 年 J.O.Hallquist 创建 LSTC 公司，推出 LS-DYNA 程序系列，主要包括显式 LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、隐式 LS-NIKE2D、LS-NIKE3D、热分析 LS-TOPAZ2D、 LS-TOPAZ3D、前后处理 LS-MAZE、LS-ORION、LS-INGRID、LS-TAURUS 等商用程序， 进一步规范和完善 DYNA 的研究成果，陆续推出 930 版（1993 年）、936 版（1994 年）、940 版（1997 年），950 版（1998 年）增加了汽车安全性分析（汽车碰撞、气囊、安全带、假人）、 薄板冲压成形过程模拟以及流体与固体耦合（ALE 和 Euler 算法）等新功能，使得 LS-DYNA 程序系统在国防和民用领域的应用范围进一步扩大，并建立了完备的质量保证体系。

1997 年LSTC公司将LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D等程序 合成一个软件包，称为LS-DYNA，PC版的前后处理采用ETA公司的FEMB，新开发的后处 理器为LS-POST。

LS-DYNA 碰撞分析调试LS-DYNA碰撞计算模型的主要检查、调试项目有：a、质量增加百分比小于5%；b、总沙漏能小于5%；c、滑移界面能；d、检查各部件之间的连接、接触关系是否定义正确，检查模型的完整性；e、检查数值输出的稳定性。

一、质量缩放Mass scale的检查：质量缩放——对于时间步长小于控制卡片中设置的最小时间步长的单元，我们通常采取增加单元材料密度的方法来增大其时间步长，以减短模型的计算时间。

关于LS-DYNA中单元时间步长的计算方法请参见附录一。

1、初步检查。

让模型在dyna中运行2个时间步，在Hyper view中调出glstat 文件并检查mass scaling项（质量增加应该小于5%）；调出matsum文件并检查各部件的质量增加情况，对于质量增加过大以及有快速增长趋势的部件应检查此部件的网格质量和材料参数设置（质量增加一般是由于单元的特征长度太小或者是材料参数E、ρ设置错误，导致该单元的时间步长低于控制卡片中设置的最小时间步长，从而引起质量缩放）。

2、全过程检查。

调整模型使其符合初步检查的标准，计算模型至其正常结束。

再按[初步检查]的要求检查调试整个模型直至达到要求。

一个计算收敛的模型在其整个计算过程中，最大质量缩放应小于总质量的5% 。

二、沙漏能Hourglass energy的检查：沙漏能的出现是因为模型中采用了缩减积分引起的，我们常用的B-T单元采用的是面内单点积分，这种算法会引起沙漏效应（零能模式）。

具体介绍参见附录二。

检查：在dyna中计算模型至其正常结束。

在Hyper view中调出glstat文件并检查energy的total energy 、Hourglass energy两项，整个计算过程中沙漏能应小于总能量的5% 。

三、滑移界面能sliding interface energy的检查：滑移界面能是由摩擦和阻尼所引起的。

剧烈的滑动摩擦会引起大的正值的滑移界面能；未能检测到的穿透（undetected penetrations）常常会引起大的负值的滑移截面能。

LS-DYNA 碰撞分析调试LS-DYNA碰撞计算模型的主要检查、调试项目有：a、质量增加百分比小于5%；b、总沙漏能小于5%；c、滑移界面能；d、检查各部件之间的连接、接触关系是否定义正确，检查模型的完整性；e、检查数值输出的稳定性。

一、质量缩放Mass scale的检查：质量缩放——对于时间步长小于控制卡片中设置的最小时间步长的单元，我们通常采取增加单元材料密度的方法来增大其时间步长，以减短模型的计算时间。

关于LS-DYNA中单元时间步长的计算方法请参见附录一。

1、初步检查。

让模型在dyna中运行2个时间步，在Hyper view中调出glstat 文件并检查mass scaling项（质量增加应该小于5%）；调出matsum文件并检查各部件的质量增加情况，对于质量增加过大以及有快速增长趋势的部件应检查此部件的网格质量和材料参数设置（质量增加一般是由于单元的特征长度太小或者是材料参数E、ρ设置错误，导致该单元的时间步长低于控制卡片中设置的最小时间步长，从而引起质量缩放）。

2、全过程检查。

调整模型使其符合初步检查的标准，计算模型至其正常结束。

再按[初步检查]的要求检查调试整个模型直至达到要求。

一个计算收敛的模型在其整个计算过程中，最大质量缩放应小于总质量的5% 。

二、沙漏能Hourglass energy的检查：沙漏能的出现是因为模型中采用了缩减积分引起的，我们常用的B-T单元采用的是面内单点积分，这种算法会引起沙漏效应（零能模式）。

具体介绍参见附录二。

检查：在dyna中计算模型至其正常结束。

在Hyper view中调出glstat文件并检查energy的total energy 、Hourglass energy两项，整个计算过程中沙漏能应小三、滑移界面能sliding interface energy的检查：滑移界面能是由摩擦和阻尼所引起的。

剧烈的滑动摩擦会引起大的正值的滑移界面能；未能检测到的穿透（undetected penetrations）常常会引起大的负值的滑移截面能。