第11章 LS-DYNA自适应网格划分汇编
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LS-DYNA常见问题集锦教学文案1 如何处理LS-DYNA中的退化单元?在网格划分过程中,我们常遇到退化单元,如果不对它进行一定的处理,可能会对求解产生不稳定的影响。
在LS-DYNA中,同一Part ID 下既有四面体,五面体和六面体,则四面体,五面体既为退化单元,节点排列分别为N1,N2,N3,N4,N4,N4,N4,N4和N1,N2,N3,N4,N5,N5,N6,N6。
这样退化四面体单元中节点4有5倍于节点1-3的质量,而引起求解的困难。
其实在LS-DYNA的单元公式中,类型10和15分别为四面体和五面体单元,比退化单元更稳定。
所以为网格划分的方便起见,我们还是在同一Part ID下划分网格,通过*CONTROL_SOLID关键字来自动把退化单元处理成类型10和15的四面体和五面体单元。
2 LS-DYNA中对于单元过度翘曲的情况有何处理方法有两种方法:1. 采用默认B-T算法,同时利用*control_shell控制字设置参数BWC=1,激活翘曲刚度选项;2. 采用含有翘曲刚度控制的单元算法,第10号算法。
该算法是针对单元翘曲而开发的算法,处理这种情况能够很好的保证求解的精度。
除了上述方法外,在计算时要注意控制沙漏,确保求解稳定。
3 在ANSYS计算过程中结果文件大于8GB时计算自动中断,如何解决这个问题?解决超大结果文件的方案:1. 将不同时间段内的结果分别写入一序列的结果记录文件;2. 使用/assign命令和重启动技术;3. ANSYS采用向指定结果记录文件追加当前计算结果数据方式使用/assign指定的文件,所以要求指定的结果记录文件都是新创建的文件,否则造成结果文件记录内容重复或混乱。
特别是,反复运行相同分析命令流时,在重复运行命令流文件之前一定要删除以前生成的结果文件序列。
具体操作方法和过程参见下列命令流文件的演示。
4关于梁、壳单元应力结果输出的说明问题:怎样显示梁单元径向和轴向的应力分布图(我作的梁单元结果只有变形图DOF SOLUTIN –Translation,但是没有stress等值线图,只有一种颜色)和壳单元厚度方向的应力、变形图(我们只能显示一层应力、变形,不知道是上下表层或中间层的结果)。
第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。
用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。
使用本程序,可以用ANSYS建立模型,用LS-DYNA做显式求解,然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。
也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式-显式/显式-隐式分析,如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
1.1显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似,主要由三个步骤组成:1:建立模型(用PREP7前处理器)2:加载并求解(用SOLUTION处理器)3:查看结果(用POST1和POST26后处理器)本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。
没有详细论述上面的三个步骤。
如果熟悉ANSYS程序,已经知道怎样执行这些步骤,那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。
如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程:·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时,我们建议用户使用程序提供的缺省设置。
多数情况下,这些设置适合于所要求解的问题。
1.2显式动态分析采用的命令在显式动态分析中,可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。
同样,也可以采用ANSYS图形用户界面(GUI)中类似的选项来建模和求解。
然而,在显式动态分析中有一些独特的命令,如下:EDADAPT:激活自适应网格EDASMP:创建部件集合EDBOUND:定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS:指定体积粘性系数EDBX:创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT:指定自适应网格控制EDCGEN:指定接触参数EDCLIST:列出接触实体定义EDCMORE:为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR:定义各种约束EDCONTACT:指定接触面控制EDCPU:指定CPU时间限制EDCRB:合并两个刚体EDCSC:定义是否使用子循环EDCTS:定义质量缩放因子EDCURVE:定义数据曲线EDDAMP:定义系统阻尼EDDC:删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELAX:进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛EDDUMP:指定重启动文件的输出频率(d3dump)EDENERGY:定义能耗控制EDFPLOT:指定载荷标记绘图EDHGLS:定义沙漏系数EDHIST:定义时间历程输出EDHTIME:定义时间历程输出间隔EDINT:定义输出积分点的数目EDIS:定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART:定义刚体惯性EDLCS:定义局部坐标系EDLOAD:定义载荷EDMP:定义材料特性EDNB:定义无反射边界EDNDTSD:清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT:应用旋转坐标节点约束EDOPT:定义输出类型,ANSYS或LS-DYNAEDOUT:定义LS-DYNA ASCII输出文件EDPART:创建,更新,列出部件EDPC:选择、显示接触实体EDPL:绘制时间载荷曲线EDPVEL:在部件或部件集合上施加初始速度EDRC:指定刚体/变形体转换开关控制EDRD:刚体和变形体之间的相互转换EDREAD:把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中EDRI:为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性EDRST:定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL:定义壳单元的计算控制EDSOLV:把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP:定义接触实体的小穿透检查EDSTART:定义分析状态(新分析或是重启动分析)EDTERM:定义中断标准EDTP:按照时间步长大小绘制单元EDVEL:给节点或节点组元施加初始速度EDWELD:定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE:将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL:选择部件集合RIMPORT:把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYSREXPORT:把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNAUPGEOM:相加以前分析得到的位移,更新几何模型为变形构型关于ANSYS命令按字母顺序排列的详细资料(包括每条命令的特定路径),请参阅《ANSYS Commands Reference》。
第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。
用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。
使用本程序,可以用ANSYS建立模型,用LS-DYNA做显式求解,然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。
也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式-显式/显式-隐式分析,如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
1.1显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似,主要由三个步骤组成:1:建立模型(用PREP7前处理器)2:加载并求解(用SOLUTION处理器)3:查看结果(用POST1和POST26后处理器)本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。
没有详细论述上面的三个步骤。
如果熟悉ANSYS程序,已经知道怎样执行这些步骤,那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。
如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程:·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时,我们建议用户使用程序提供的缺省设置。
多数情况下,这些设置适合于所要求解的问题。
1.2显式动态分析采用的命令在显式动态分析中,可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。
同样,也可以采用ANSYS图形用户界面(GUI)中类似的选项来建模和求解。
然而,在显式动态分析中有一些独特的命令,如下:EDADAPT:激活自适应网格EDASMP:创建部件集合EDBOUND:定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS:指定体积粘性系数EDBX:创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT:指定自适应网格控制EDCGEN:指定接触参数EDCLIST:列出接触实体定义EDCMORE:为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR:定义各种约束EDCONTACT:指定接触面控制EDCPU:指定CPU时间限制EDCRB:合并两个刚体EDCSC:定义是否使用子循环EDCTS:定义质量缩放因子EDCURVE:定义数据曲线EDDAMP:定义系统阻尼EDDC:删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELAX:进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛EDDUMP:指定重启动文件的输出频率(d3dump)EDENERGY:定义能耗控制EDFPLOT:指定载荷标记绘图EDHGLS:定义沙漏系数EDHIST:定义时间历程输出EDHTIME:定义时间历程输出间隔EDINT:定义输出积分点的数目EDIS:定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART:定义刚体惯性EDLCS:定义局部坐标系EDLOAD:定义载荷EDMP:定义材料特性EDNB:定义无反射边界EDNDTSD:清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT:应用旋转坐标节点约束EDOPT:定义输出类型,ANSYS或LS-DYNAEDOUT:定义LS-DYNA ASCII输出文件EDPART:创建,更新,列出部件EDPC:选择、显示接触实体EDPL:绘制时间载荷曲线EDPVEL:在部件或部件集合上施加初始速度EDRC:指定刚体/变形体转换开关控制EDRD:刚体和变形体之间的相互转换EDREAD:把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中EDRI:为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性EDRST:定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL:定义壳单元的计算控制EDSOLV:把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP:定义接触实体的小穿透检查EDSTART:定义分析状态(新分析或是重启动分析)EDTERM:定义中断标准EDTP:按照时间步长大小绘制单元EDVEL:给节点或节点组元施加初始速度EDWELD:定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE:将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL:选择部件集合RIMPORT:把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYSREXPORT:把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNAUPGEOM:相加以前分析得到的位移,更新几何模型为变形构型关于ANSYS命令按字母顺序排列的详细资料(包括每条命令的特定路径),请参阅《ANSYS Commands Reference》。
LS-DYNA软件1.1 LS-DYNA 简介LS-DYNA 是世界上最著名的通用显式动力分析程序,能够模拟真实世界的各种复杂问题,特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和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。
在工程应用领域被广泛认可为最佳的分析软件包。
与实验的无数次对比证实了其计算的可靠性。
由J.O.Hallquist主持开发完成的DYNA程序系列被公认为是显式有限元程序的鼻祖和理论先导,是目前所有显式求解程序(包括显式板成型程序)的基础代码。
1988年J.O.Hallquist创建LSTC公司,推出LS-DYNA程序系列,并于1997年将LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D等程序合成一个软件包,称为LS-DYNA。
LS-DYNA的最新版本是2004年8月推出的970版。
1.1.1 LS-DYNA功能特点LS-DYNA程序是功能齐全的几何非线性(大位移、大转动和大应变)、材料非线性(140多种材料动态模型)和接触非线性(50多种)程序。
它以Lagrange 算法为主,兼有ALE和Euler算法;以显式求解为主,兼有隐式求解功能;以结构分析为主,兼有热分析、流体-结构耦合功能;以非线性动力分析为主,兼有静力分析功能(如动力分析前的预应力计算和薄板冲压成型后的回弹计算);军用和民用相结合的通用结构分析非线性有限元程序。
LS-DYNA功能特点如下:1.分析能力:●非线性动力学分析●多刚体动力学分析●准静态分析(钣金成型等)●热分析●结构-热耦合分析●流体分析:✧欧拉方式✧任意拉格郎日-欧拉(ALE)✧流体-结构相互作用✧不可压缩流体CFD分析●有限元-多刚体动力学耦合分析(MADYMO,CAL3D)●水下冲击●失效分析●裂纹扩展分析●实时声场分析●设计优化●隐式回弹●多物理场耦合分析●自适应网格重划●并行处理(SMP和MPP)2.材料模式库(140多种)●金属●塑料●玻璃●泡沫●编制品●橡胶(人造橡胶)●蜂窝材料●复合材料●混凝土和土壤●炸药●推进剂●粘性流体●用户自定义材料3.单元库●体单元●薄/厚壳单元●梁单元●焊接单元●离散单元●束和索单元●安全带单元●节点质量单元●SPH单元4.接触方式(50多种)●柔体对柔体接触●柔体对刚体接触●刚体对刚体接触●边-边接触●侵蚀接触●充气模型●约束面●刚墙面●拉延筋5.汽车行业的专门功能●安全带●滑环●预紧器●牵引器●传感器●加速计●气囊●混合III型假人模型6.初始条件、载荷和约束功能●初始速度、初应力、初应变、初始动量(模拟脉冲载荷);●高能炸药起爆;●节点载荷、压力载荷、体力载荷、热载荷、重力载荷;●循环约束、对称约束(带失效)、无反射边界;●给定节点运动(速度、加速度或位移)、节点约束;●铆接、焊接(点焊、对焊、角焊);●二个刚性体之间的连接-球形连接、旋转连接、柱形连接、平面连接、万向连接、平移连接;●位移/转动之间的线性约束、壳单元边与固体单元之间的固连;●带失效的节点固连。
第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。
用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。
使用本程序,可以用ANSYS建立模型,用LS-DYNA做显式求解,然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。
也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式-显式/显式-隐式分析,如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
1.1显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似,主要由三个步骤组成:1:建立模型(用PREP7前处理器)2:加载并求解(用SOLUTION处理器)3:查看结果(用POST1和POST26后处理器)本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。
没有详细论述上面的三个步骤。
如果熟悉ANSYS程序,已经知道怎样执行这些步骤,那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。
如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程:·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时,我们建议用户使用程序提供的缺省设置。
多数情况下,这些设置适合于所要求解的问题。
1.2显式动态分析采用的命令在显式动态分析中,可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。
同样,也可以采用ANSYS图形用户界面(GUI)中类似的选项来建模和求解。
然而,在显式动态分析中有一些独特的命令,如下:EDADAPT:激活自适应网格EDASMP:创建部件集合EDBOUND:定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS:指定体积粘性系数EDBX:创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT:指定自适应网格控制EDCGEN:指定接触参数EDCLIST:列出接触实体定义EDCMORE:为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR:定义各种约束EDCONTACT:指定接触面控制EDCPU:指定CPU时间限制EDCRB:合并两个刚体EDCSC:定义是否使用子循环EDCTS:定义质量缩放因子EDCURVE:定义数据曲线EDDAMP:定义系统阻尼EDDC:删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELAX:进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛EDDUMP:指定重启动文件的输出频率(d3dump)EDENERGY:定义能耗控制EDFPLOT:指定载荷标记绘图EDHGLS:定义沙漏系数EDHIST:定义时间历程输出EDHTIME:定义时间历程输出间隔EDINT:定义输出积分点的数目EDIS:定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART:定义刚体惯性EDLCS:定义局部坐标系EDLOAD:定义载荷EDMP:定义材料特性EDNB:定义无反射边界EDNDTSD:清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT:应用旋转坐标节点约束EDOPT:定义输出类型,ANSYS或LS-DYNAEDOUT:定义LS-DYNA ASCII输出文件EDPART:创建,更新,列出部件EDPC:选择、显示接触实体EDPL:绘制时间载荷曲线EDPVEL:在部件或部件集合上施加初始速度EDRC:指定刚体/变形体转换开关控制EDRD:刚体和变形体之间的相互转换EDREAD:把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中EDRI:为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性EDRST:定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL:定义壳单元的计算控制EDSOLV:把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP:定义接触实体的小穿透检查EDSTART:定义分析状态(新分析或是重启动分析)EDTERM:定义中断标准EDTP:按照时间步长大小绘制单元EDVEL:给节点或节点组元施加初始速度EDWELD:定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE:将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL:选择部件集合RIMPORT:把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYSREXPORT:把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNAUPGEOM:相加以前分析得到的位移,更新几何模型为变形构型关于ANSYS命令按字母顺序排列的详细资料(包括每条命令的特定路径),请参阅《ANSYS Commands Reference》。
第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。
用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。
使用本程序,可以用ANSYS建立模型,用LS-DYNA做显式求解,然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。
也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式-显式/显式-隐式分析,如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
1.1显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似,主要由三个步骤组成:1:建立模型(用PREP7前处理器)2:加载并求解(用SOLUTION处理器)3:查看结果(用POST1和POST26后处理器)本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。
没有详细论述上面的三个步骤。
如果熟悉ANSYS程序,已经知道怎样执行这些步骤,那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。
如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程:·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时,我们建议用户使用程序提供的缺省设置。
多数情况下,这些设置适合于所要求解的问题。
1.2显式动态分析采用的命令在显式动态分析中,可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。
同样,也可以采用ANSYS图形用户界面(GUI)中类似的选项来建模和求解。
然而,在显式动态分析中有一些独特的命令,如下:EDADAPT:激活自适应网格EDASMP:创建部件集合EDBOUND:定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS:指定体积粘性系数EDBX:创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT:指定自适应网格控制EDCGEN:指定接触参数EDCLIST:列出接触实体定义EDCMORE:为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR:定义各种约束EDCONTACT:指定接触面控制EDCPU:指定CPU时间限制EDCRB:合并两个刚体EDCSC:定义是否使用子循环EDCTS:定义质量缩放因子EDCURVE:定义数据曲线EDDAMP:定义系统阻尼EDDC:删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELAX:进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛EDDUMP:指定重启动文件的输出频率(d3dump)EDENERGY:定义能耗控制EDFPLOT:指定载荷标记绘图EDHGLS:定义沙漏系数EDHIST:定义时间历程输出EDHTIME:定义时间历程输出间隔EDINT:定义输出积分点的数目EDIS:定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART:定义刚体惯性EDLCS:定义局部坐标系EDLOAD:定义载荷EDMP:定义材料特性EDNB:定义无反射边界EDNDTSD:清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT:应用旋转坐标节点约束EDOPT:定义输出类型,ANSYS或LS-DYNAEDOUT:定义LS-DYNA ASCII输出文件EDPART:创建,更新,列出部件EDPC:选择、显示接触实体EDPL:绘制时间载荷曲线EDPVEL:在部件或部件集合上施加初始速度EDRC:指定刚体/变形体转换开关控制EDRD:刚体和变形体之间的相互转换EDREAD:把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中EDRI:为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性EDRST:定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL:定义壳单元的计算控制EDSOLV:把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP:定义接触实体的小穿透检查EDSTART:定义分析状态(新分析或是重启动分析)EDTERM:定义中断标准EDTP:按照时间步长大小绘制单元EDVEL:给节点或节点组元施加初始速度EDWELD:定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE:将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL:选择部件集合RIMPORT:把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYSREXPORT:把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNAUPGEOM:相加以前分析得到的位移,更新几何模型为变形构型关于ANSYS命令按字母顺序排列的详细资料(包括每条命令的特定路径),请参阅《ANSYS Commands Reference》。
第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。
用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。
使用本程序,可以用ANSYS建立模型,用LS-DYNA做显式求解,然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。
也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式-显式/显式-隐式分析,如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似,主要由三个步骤组成:1:建立模型(用PREP7前处理器)2:加载并求解(用SOLUTION处理器)3:查看结果(用POST1和POST26后处理器)本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。
没有详细论述上面的三个步骤。
如果熟悉ANSYS程序,已经知道怎样执行这些步骤,那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。
如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程:·ANSYS Basic A nalysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时,我们建议用户使用程序提供的缺省设置。
多数情况下,这些设置适合于所要求解的问题。
显式动态分析采用的命令在显式动态分析中,可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。
同样,也可以采用ANSYS图形用户界面(GUI)中类似的选项来建模和求解。
然而,在显式动态分析中有一些独特的命令,如下:EDADAPT:激活自适应网格EDASMP:创建部件集合EDBOUND:定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS:指定体积粘性系数EDBX:创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT:指定自适应网格控制EDCGEN:指定接触参数EDCLIST:列出接触实体定义EDCMORE:为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR:定义各种约束EDCONTACT:指定接触面控制EDCPU:指定CPU时间限制EDCRB:合并两个刚体EDCSC:定义是否使用子循环EDCTS:定义质量缩放因子EDCURVE:定义数据曲线EDDAMP:定义系统阻尼EDDC:删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELAX:进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛EDDUMP:指定重启动文件的输出频率(d3dump)EDENERGY:定义能耗控制EDFPLOT:指定载荷标记绘图EDHGLS:定义沙漏系数EDHIST:定义时间历程输出EDHTIME:定义时间历程输出间隔EDINT:定义输出积分点的数目EDIS:定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART:定义刚体惯性EDLCS:定义局部坐标系EDLOAD:定义载荷EDMP:定义材料特性EDNB:定义无反射边界EDNDTSD:清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT:应用旋转坐标节点约束EDOPT:定义输出类型,ANSYS或LS-DYNAEDOUT:定义LS-DYNA ASCII输出文件EDPART:创建,更新,列出部件EDPC:选择、显示接触实体EDPL:绘制时间载荷曲线EDPVEL:在部件或部件集合上施加初始速度EDRC:指定刚体/变形体转换开关控制EDRD:刚体和变形体之间的相互转换EDREAD:把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中EDRI:为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性EDRST:定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL:定义壳单元的计算控制EDSOLV:把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP:定义接触实体的小穿透检查EDSTART:定义分析状态(新分析或是重启动分析)EDTERM:定义中断标准EDTP:按照时间步长大小绘制单元EDVEL:给节点或节点组元施加初始速度EDWELD:定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE:将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL:选择部件集合RIMPORT:把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYS REXPORT:把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNA UPGEOM:相加以前分析得到的位移,更新几何模型为变形构型关于ANSYS命令按字母顺序排列的详细资料(包括每条命令的特定路径),请参阅《ANSYS Commands Reference》。
自适应网格总结在金属成形和高速撞击分析中,物体要经历很大的塑性变形。
单积分点显式单元,常用于大变形,但是在这种情况下,由于单元纵横比不合适可能给出不精确的结果。
为了解决这一问题,ANSYS/LS-DYNA程序可以在分析过程中自动重新划分表面来改善求解精度。
这一功能,即自适应网格划分,由EDADAPT 和EDCADAPT 命令控制。
EDADAPT 命令在一个指定的PART内激活自适应网格划分。
(用EDPART 命令创建或显示有效PART IDs),例如,为了给PART1打开自适应网格划分,可以执行下列命令:EDADAPT,1,ON注意—自适应网格划分功能仅对包含SHELL163单元的部件有效。
当此项功能打开时,分析中该部件的网格将自动重新生成。
从而保证在整个变形过程中有合适的单元纵横比。
自适应网格划分一般应用在大变形分析例如金属变形中(调节网格最典型的应用是板料)。
在一个模型中要在多个部件上应用此功能,必须对每个不同的PART ID执行EDADAPT 命令。
缺省时,该功能是关闭的。
在指定哪些部件重新划分后,必须用EDCADAPT 命令定义网格划分参数。
采用EDADAPT 命令定义需要网格划分的所有PART ID号,用EDCADAPT 命令对其设置控制选项。
EDCADAPT 命令控制的参数如下所示:·Frequency(FREQ)- 调节自适应网格划分的时间间隔。
例如,假设FREQ设置为0.01,如果单元变形超过指定的角度容差,则其将每隔0.01秒被重新划分一次(假设时间单位为秒)。
因为FREQ的缺省值为0.0,所以在分析中应用自适应网格划分时必须指定此项。
·Angle Tolerance(TOL)-对于自适应网格划分(缺省值为1e31)有一个自适应角度公差。
TOL 域控制着单元间的纵横比,它对保证结果的精度是非常重要的,如果单元之间的相对角度超过了指定的TOL值,单元将会被重新划分。
1.1LS-DYNA发展概况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, LS-DYNA的最新版本是2008年5月推出的971版,它在970版基础上增加了不可压缩流体求解程序模块,并增加了一些新的材料模型和新的接触计算功能,详见以下介绍。
LS-DYNA程序971版是功能齐全的几何非线性(大位移、大转动和大应变)、材料非线性(140多种材料动态模型)和接触非线性(40多种接触类型)程序。
LS-DYNA软件1.1 LS-DYNA 简介LS-DYNA 是世界上最著名的通用显式动力分析程序,能够模拟真实世界的各种复杂问题,特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和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。
在工程应用领域被广泛认可为最佳的分析软件包。
与实验的无数次对比证实了其计算的可靠性。
由J.O.Hallquist主持开发完成的DYNA程序系列被公认为是显式有限元程序的鼻祖和理论先导,是目前所有显式求解程序(包括显式板成型程序)的基础代码。
1988年J.O.Hallquist创建LSTC公司,推出LS-DYNA程序系列,并于1997年将LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D等程序合成一个软件包,称为LS-DYNA。
LS-DYNA的最新版本是2004年8月推出的970版。
1.1.1 LS-DYNA功能特点LS-DYNA程序是功能齐全的几何非线性(大位移、大转动和大应变)、材料非线性(140多种材料动态模型)和接触非线性(50多种)程序。
它以Lagrange 算法为主,兼有ALE和Euler算法;以显式求解为主,兼有隐式求解功能;以结构分析为主,兼有热分析、流体-结构耦合功能;以非线性动力分析为主,兼有静力分析功能(如动力分析前的预应力计算和薄板冲压成型后的回弹计算);军用和民用相结合的通用结构分析非线性有限元程序。
LS-DYNA功能特点如下:1.分析能力:z非线性动力学分析z多刚体动力学分析z准静态分析(钣金成型等)z热分析z结构-热耦合分析z流体分析:欧拉方式任意拉格郎日-欧拉(ALE)流体-结构相互作用不可压缩流体CFD分析z有限元-多刚体动力学耦合分析(MADYMO,CAL3D)z水下冲击z失效分析z裂纹扩展分析z实时声场分析z设计优化z隐式回弹z多物理场耦合分析z自适应网格重划z并行处理(SMP和MPP)2.材料模式库(140多种)z金属z塑料z玻璃z泡沫z编制品z橡胶(人造橡胶)z蜂窝材料z复合材料z混凝土和土壤z炸药z推进剂z粘性流体z用户自定义材料3.单元库z体单元z薄/厚壳单元z梁单元z焊接单元z离散单元z束和索单元z安全带单元z节点质量单元z SPH单元4.接触方式(50多种) z柔体对柔体接触z柔体对刚体接触z刚体对刚体接触z边-边接触z侵蚀接触z充气模型z约束面z刚墙面z拉延筋5.汽车行业的专门功能 z安全带z滑环z预紧器z牵引器z传感器z加速计z气囊z混合III型假人模型6.初始条件、载荷和约束功能z初始速度、初应力、初应变、初始动量(模拟脉冲载荷);z高能炸药起爆;z节点载荷、压力载荷、体力载荷、热载荷、重力载荷;z循环约束、对称约束(带失效)、无反射边界;z给定节点运动(速度、加速度或位移)、节点约束;z铆接、焊接(点焊、对焊、角焊);z二个刚性体之间的连接-球形连接、旋转连接、柱形连接、平面连接、万向连接、平移连接;z位移/转动之间的线性约束、壳单元边与固体单元之间的固连;z带失效的节点固连。