ls-dyna-碰撞-培训内容简介
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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。
lancy@BUAA 2011.12.31✧✧✧✧✧ (LS-DYNA Aerospace Working Group)第一章概述第二章单元和PART第三章边界条件、载荷与刚体第四章接触界面与求解控制第五章重启动分析第六章实例演示✧世界上最著名的通用显式动力有限元程序✧用于求解高度非线性问题有效处理多种接触问题(50+)丰富材料本构(140+)高效解决大变形、大转动和大应变问题✧ANSYS 与 LS-DYNA 的无缝集成LS-DYNA 求解器在 ANSYS中的完全集成所有前后处理采用标准ANSYS界面支持隐式 -- 显式顺序求解✧以Lagrange算法为主,兼有ALE和Euler算法✧以显示求解为主,兼有隐式求解功能✧以非线性分析为主,兼有静力分析功能✧以结构分析为主,兼有热分析、流固耦合功能✧强大的分析能力(非线性动力、热、流体、多场耦合分析,失效与裂纹扩展分析,设计优化,并行处理)✧丰富的材料模型(金属、塑料、泡沫、蜂窝材料、复合材料、粘性流体、推进剂等,支持用户自定义)✧易用的单元库(体、壳、梁单元,焊接单元,离散单元,SPH单元)✧充足的接触方式(柔体、刚体,流固界面)✧SPH、ALE和Euler算法✧隐式和显示交替求解瞬态、稳态热分析✧电子产品跌落测试分析(DROP TEST)✧强大的软硬件平台支持(MPP/SMP)✧自定义网格剖分(薄板冲压变形、三维锻压)✧边界元法(用于求解流体绕刚体或变形体的无粘不可压附着流)✧不可压缩流场分析(模拟瞬态不可压粘性流动问题,采用超级计算机的算法结构,大幅度提高计算性能)001322 10 JAN 20001-9LS-DYNA文件系统分为输入文件和输出文件Jobname.kLS-DYNA 输入流文件,可以用ANSYS的SOLVE命令时自动产生,也可以采用LS-PREPOST等前处理软件生成。
K文件中包括所有几何、载荷、材料和控制信息✧二进制文件✧关键字*DATABASE_BINARY_OPTION✧ASCII文件✧关键字*DATABASE_OPTION✧D3PLOT:用来记录应力、应变等结果数据,可以用来作云图和动画。
hypermesh(ls-dyna)仿真分析整车碰撞视频教程1.整车模型管理包含命名规范,id设置规范,网格划分规范,结构处理规范等。
2.简单车架的碰撞分析从网格划分开始,设计到材料曲线MAT24,重力加速度,焊点,焊缝,接触设置,刚性墙,加速度传感器,结果分析3.铰链的创建整车中的球较和万向节的多种建立方式及常用方式4.铰链的创建整车中转铰和柱铰的多种创建方式及常用方式5.轮胎撞墙的过程模拟主要检测上面课程的运用,其中涉及到材料建立,接触选择,地面刚性强的建立转动铰链。
新内容为轮胎的充气过程(airbag),转动速度(initial_velocity_generation)的运用解析及注意事项6.模型调试及材料介绍针对上面几节课程及案例,学员做后存在问题,课上针对问题进行讲解。
同时详细介绍mat9,mat3,mat27号材料。
7.整车搭建讲解讲解整车搭建过程讲解及其实涉及到的操作经验分享。
介绍新材料mat123和mat126,介绍局部沙漏控制。
8.控制卡片和整车后处理讲解常用控制卡片及能量曲线,质量增加曲线,速度曲线,加速度曲线的制作及后处理。
9.整车后处理及报告制作整车报告制作过程及结果分析,前围入侵量,纵梁弯折,方向盘跳动,A柱后移量,B柱加速度等10.整车偏置碰,侧碰,后碰的讲解第二部分课程(校区二)课程目录:11.整车偏置碰详细讲解及报告制作及后处理分析12.整车侧碰详细讲解及报告制作及后处理分析13:整车后碰碰详细讲解及报告制作及后处理分析14:车顶抗压分析更新小案例:1.侧翻2.翻滚包含整车数据及计算结果。
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。
碰撞仿真项目一、知识点1.有限元基础知识2.显示时间积分算法基本理论3.LS-DYNA中的单元类型4.LS-DYNA中的接触算法、接触定义及接触类型5.LS-DYNA中滑移能(sliding interface energy)的定义及影响因素6.LS-DYNA中沙漏模式的定义、形成原因和沙漏控制方法7.LS-DYNA中时间步控制8.LS-DYNA中的刚体定义9.LS-DYNA中常用的弹塑性材料本构模型(理想弹塑性、双线性弹塑性、指数硬化弹塑性、多线性弹塑性)以及其他常用材料模型(如:刚性材料模型、蜂窝铝材料模型、超弹材料模型及弹簧、阻尼单元的材料模型等)10.LS-DYNA中的加载、约束和边界条件类型二、注意事项1.应用LS-DYNA进行碰撞仿真计算的一般流程:①建立有限元离散模型→②定义材料模型→③定义单元属性→④定义接触→⑤定义边界条件→⑥定义求解时间步长、求解时间及输出文件→⑦应用求解器进行求解→⑧后处理2.LS-DYNA中的时间步长与单元尺寸相关,在前处理建模过程中应避免小尺寸单元的出现;若单元尺寸过小,为与定义的时间步长相匹配,LS-DYNA在求解前会自动进行单元“质量缩放”,模型会产生“附加质量”,一般情况下应控制“附加质量”的占比在5%以内。
3.前处理时,模型中的单元应尽量避免存在初始穿透现象,否则定义接触后会产生“负”的滑移能;当模型中的接触不存在摩擦时,滑移能应控制在非常小的范围内。
4.有限元模型求解的结果中其沙漏能不能超过总能的5%。
5.前处理时,同一个面上的壳单元,应保证其法向方向相同。
6.前处理时,壳单元的“雅克比值”应有效控制,尽量不小于0.7,复杂模型的困难区域可不小于0.3。
7.前处理时,模型中的体单元若定义为弹塑性材料,应尽量保证体单元全部为六面体单元,否则求解计算中易出现“负体积”(negative volume in brick element)错误。
8.前处理时,在预估模型中的体单元在计算过程中会发生大变形的情况下,相关体单元应做“自接触”(single-surface)处理,否则求解计算中易出现“负体积”错误。