LS-DYNA常见问题集锦2

2016-09-25 by:CAE仿真在线来源:互联网

16对于具有高度不规则横截面的3D模型什么是最佳网格划分方法?

答:在横截面上自由划分四边形网格,然后在体内扫掠成六面体单元。在扫掠前可对四边形网格加密(如需要)。确认加密后生产的单元保持四边形以保证扫掠成六面体单元。(ANSYS5.6/FLOTRAN支持锲形单元,所以无此要求。)

set,1,1
etabl,kene,kene
ssum

*get,keneval1,ssum,,item,kene
*get,freqval1,mode,1,freq
eigen1=(2*3.14159*freqval1)**2

pmass1=2*keneval1/eigen1

set,1,2
etabl,kene,kene
ssum
*get,keneval2,ssum,,item,kene
*get,freqval2,mode,2,freq
eigen2=(2*3.14159*freqval2)**2
pmass2=2*keneval2/eigen2

17在交互方式下如何施加任意矢量方向的表面载荷?

答:若需在实体表面上施加任意方向的表面载荷,可通过在实体表面生成表面效应单元(比如SURF154单元)的方法来完成。

施加面载荷时,可施加在表面效应单元上,这样可以任意控制面力的方向。

加载过程中,选定表面效应单元,对话框中LKEY取值不同,则所加表面载荷的方向不同。(请仔细看一看surf154的单元手册)。

比如:LKEY=1(缺省),载荷垂直于表面;LKEY=2,载荷为+X切向;LKEY=3,载荷为+Y切向;LKEY=4,载荷垂直于表面;LKEY=5,则可输入任意矢量方向的载荷。

特别地:

LKEY=5,VALUE 项为均布压力值

VAL2、VAL3、VAL4 三项的值确定矢量的方向。

18LS-DYNA94版后(95和96)在爆炸及流固耦合方面的功能增强

在LS-DYNA中,处理爆炸和流固耦合单元一般采用ALE列式和Euler列式(也可采用Lagrange),从而克服单元严重畸变引起的数值计算困难,并实现流体-固体耦合的动态分析。

ALE列式先执行一个或几个Lagrange时步计算,此时单元网格随材料流动而产生变形,然后执行ALE时步计算:(1)保持变形后的物体边界条件,对内部单元进行重分网格,网格的拓扑关系保持不变,称为Smooth Step;(2)将变形网格中的单元变量(密度、能量、应力张量等)和节点速度矢量输运到重分后的新网格中,称为Advection Step。用户可以选择ALE时步的开始和终止时间,以及其频率。Euler列式则是材料在一个固定的网格中流动,在LS-DYNA中只要将有关实体单元标志Euler算法,并选择输运(advection)算法。

LS-DYNA还可将Euler网格与全Lagrange有限元网格方便地耦合,以处理流体与结构在各种复杂载荷条件下的相互作用问题,并在95和96版中得到了极大的增强。

19ANSYS坐标系总结

工作平面(Working Plane)

工作平面是创建几何模型的参考(X,Y)平面,在前处理器中用来建模(几何和网格)

总体坐标系

在每开始进行一个新的ANSYS分析时,已经有三个坐标系预先定义了。它们位于模型的总体原点。三种类型为:

CS,0: 总体笛卡尔坐标系

CS,1: 总体柱坐标系

CS,2: 总体球坐标系

数据库中节点坐标总是以总体笛卡尔坐标系,无论节点是在什么坐标系中创建的。

局部坐标系

局部坐标系是用户定义的坐标系。局部坐标系可以通过菜单路径Workplane>Local CS>Create LC来创建。

激活的坐标系是分析中特定时间的参考系。缺省为总体笛卡尔坐标系。当创建了一个新的坐标系时,新坐标系变为激活坐标系。这表明后面的激活坐标系的命令。菜单中激活坐标系的路径 Workplane>Change active CS to>。

节点坐标系

每一个节点都有一个附着的坐标系。节点坐标系缺省总是笛卡尔坐标系并与总体笛卡尔坐标系平行。节点力和节点边界条件(约束)指的是节点坐标系的方向。时间历程后处理器 /POST26 中的结果数据是在节点坐标系下表达的。而通用后处理器/POST1中的结果是按结果坐标系进行表达的。

例如: 模型中任意位置的一个圆,要施加径向约束。首先需要在圆的中心创建一个柱坐标系并分配一个坐标系号码(例如CS,11)。这个局部坐标系现在成为激活的坐标系。然后选择圆上的所有节点。通过使用 "Prep7>Move/Modify>Rotate Nodal CS to active CS", 选择节点的节点坐标系的朝向将沿着激活坐标系的方向。未选择节点保持不变。节点坐标系的显示通过菜单路径Pltctrls>Symbols>Nodal CS。这些节点坐标系的X方向现在沿径向。约束这些选择节点的X方向,就是施加的径向约束。

注意:节点坐标系总是笛卡尔坐标系。可以将节点坐标系旋转到一个局部柱坐标下。这种情况下,节点坐标系的X方向指向径向,Y方向是周向(theta)。可是当施加theta方向非零位移时,ANSYS总是定义它为一个笛卡尔Y位移而不是一个转动(Y位移不是theta位移)。

单元坐标系

单元坐标系确定材料属性的方向(例如,复合材料的铺层方向)。对后处理也是很有用的,诸如提取梁和壳单元的膜力。单元坐标系的朝向在单元类型的描述中可以找到。

结果坐标系

/Post1通用后处理器中 (位移, 应力,支座反力)在结果坐标系中报告,缺省平行于总体笛卡尔坐标系。这意味着缺省情况位移,应力和支座反力按照总体笛卡尔在坐标系表达。无论节点和单元坐标系如何设定。要恢复径向和环向应力,结果坐标系必须旋转到适当的坐标系下。这可以通过菜单路径Post1>Options for output实现。 /POST26时间历程后处理器中的结果总是以节点坐标系表达。

显示坐标系

显示坐标系对列表圆柱和球节点坐标非常有用(例如, 径向,周向坐标)。建议不要激活这个坐标系进行显示。屏幕上的坐标系是笛卡尔坐标系。显示坐标系为柱坐标系,圆弧将显示为直线。这可能引起混乱。因此在以非笛卡尔坐标系列表节点坐标之后将显示坐标系恢复到总体笛卡尔坐标系。

20显式隐式分析转换的注意事项

运用ANSYS/LS-DYNA进行隐、显式分析时,由于隐、显式分析过程中所涉及的对象一般会有所不同,ANSYS/LS-DYNA使用手册中只介绍了一种方法,即下面所述的第一种。实际上,共有两种方法可以选择使用:

1、将隐、显式分析过程中涉及到的所有对象都在隐式分析前建好模型,把隐式分析不需要的对象的所有节点自由度都约束住,进行隐式求解,转换单元类型,进入显式求解阶段,将显式part的约束去除,执行动力松弛求解以便对相应part进行应力初始化,并按照需要施加新的边界和载荷条件,进行显式分析。

2、在隐式分析时只对隐式分析涉及的对象建模,而不考虑显式分析需要的part,完成隐式分析后,单元类型转换完成后,通过定义新的单元类型和材料,创建显式分析所需的模型,生成新的part列表,选择所有节点,读入隐式求解结果文件进行动力松弛求解,对相应part进行应力初始化,施加必要的约束和载荷条件,执行显式求解。

实际上,动力松弛过程是执行一次稳态或是准静态分析,目的就是将隐式分析的结果中的位移、温度结果作为体载荷施加到相关节点上,实现相应部件的应力初始化,作为后续分析的初始条件。需要注意的是,LS-DYNA中无高阶单元,所以在进行隐式求解时要选择缩减积分的低阶单元。如果隐式分析使用高阶单元,则程序无法自动转换单元类型,需要手动转换。

上面所述的是利用ANSYS作为隐式求解器时的操作方法。我们知道,近几年来,LSTC公司不断加强LS-DYNA程序本身的隐式分析能力,所以我们也可以利用LS-DYNA本身的隐式求解器来完成隐式分析,也基本有两种方法:

1、进行隐式分析时,涉及的关键字主要有:

*control_implicit_solver

*control_implicit_general

*control_implicit_solution

*control_implicit_auto

*control_implicit_dynamics

等。在这些命令中,设置隐式求解的求解方法(波前、迭代)、时间步长等控制参数。

在dyna的输入文件中加入下列命令,

*interface_springback_nike3D

在该关键字中,声明需要进行应力初始化的part号,完成隐式求解后,生成一个nikin文件,包含了相关part的应力应变信息。

在后续的显式分析中,在inputdeck中加入下列命令,