本系列旨在探讨在LS-DYNA仿真分析中若干问题的解决方案和优化策略,涵盖了从基本的准确性和单位一致性到更高级的主题,如接触能量、截面分析、阻尼特性、双精度计算、有效塑性应变、环境变量设置、状态方程、额外历史变量、力分析、节点力、重力加载、Nastran数据文件读取、内能计算、关节刚度和质量缩放、重力载荷、NASTRAN bulk数据文件如何读取等多个方面,以帮助用户更有效地利用LS-DYNA进行工程模拟和分析。
一个“dynain”文件包含一组关键字数据,可以插入到输入面板中,以初始化变形、壳厚度、单元历史变量(应力、塑性应变、材料模型相关的历史变量)和张量应变。如果关键字命令 *INTERFACE_SPRINGBACK_LSDYNA包含在输入面板中,LS-DYNA将在分析结束时写入dynain文件(有关命令语法,请参阅用户手册)。或者,LS-PrePost 可以选择 Output > dynain ASCII,将存储在D3PLOT 数据库中的任何输出状态写入到一个dynain文件 。
如果预加载引起接触力,dynain不是初始化后续分析的理想方法,因为dynain不会初始化接触力。如果预加载产生接触力,这种疏忽将破坏预加载分析中达到的平衡状态。在第二次分析中预计会出现响应的动态振荡,直到重新建立接触力为止。此外,新的平衡状态将与原始平衡状态略有不同。
在dynain方法中,一种假设的、未经证实的接触力计算方法是将*CONTACT卡片2上的接触发生时间(BT)设置为一个较小的值,例如1e-10,并将*CONTACT 可选卡片B上的触发参数SNLOG设置为1。此外,IGNORE应为0,SOFT应为0或1。这里的想法是,在初始化过程中不会删除初始穿透,然后在一个时间步后,接触产生,并创建了与穿透相对应的接触力。在这种方法中,由于接触力为零,所以在第一个时间步中没有平衡,但随后在第二个时间步中近似恢复了平衡。
这种未初始化接触力的问题可以通过其他方法来规避,例如动态松弛方法、一体式(预加载,然后在一次瞬态分析中加载其它载荷)方法或重启动。
解决该问题的更好方法可能是使用动态松弛(DR)来预加载系统。动态松弛阶段可以是显式瞬态、隐式瞬态或隐式静态。
// 运行隐式动态松弛
1、在*CONTROL_DYNAMIC_RELAXATION中设置IDRFLG=5,并设置动态松弛终止时间DRTERM;
2、根据需要添加*CONTROL_IMPLICIT 命令,以控制 DR 阶段的隐式分析。作为最低要求,您需要将*CONTROL_IMPLICIT_GENERAL中的DT0设置为正值;
3、使用*DEFINETE_CURVE命令,SIDR=1,线性预加载。预加载的时间通常等于DRTERM(见步骤1)。
4、利用*DATABASE_BINARY_D3DRIF,写入隐式动态松弛阶段的输出(推荐)。输出间隔以周期为单位给出,而不是时间。
5、*CONTROL_IMPLICIT_DYNAMICS 控制隐式分析是静态还是瞬态。
6、如要将速度初始化作为动态松弛阶段的结论,请在*INITIAL_VELOCITY_GENERATION上设置iphase=1
作为隐式DR的替代方案,可以通过曲线从隐式切换到显式(*CONTROL_IMPLICIT_GENERAL中的第一个参数是负曲线ID)。这不允许在显式阶段开始时初始化速度。
热载荷(*LOAD_THERMAL)有时用于热收缩螺栓,以产生由于螺栓扭矩引起的预载荷。
以下是结构冲击建模的一般建议。与使用默认值的运行相比,其中一些建议将导致额外的CPU运行成本。这些建议不会克服基本的建模缺陷,如网格划分不佳、约束不当等。
// 基本备注
- 壳单元选择:避免或尽量减少使用三角形单元(见*CONTROL_SHELL)
- 实体单元选择:避免或尽量减少使用四面体、五面体(见*CONTROL_SOLID)
// *CONTACT
- 仅使用带“_AUTOMATIC”的接触类型,*CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE
- 将可选卡A上的 SOFT 设置为 1
- 对于角(锐边)表面的接触处理,SOFT=2通常非常有效
- 对于有问题的壳体边缘到壳体边缘或梁到梁的接触情况,请使用
*CONTACT_AUTOMATIC_GENERAL
// *CONTROL_HOURGLASS, *HOURGLASS
- 对于16号类型壳单元,将沙漏类型设置为8
- 对于其他壳单元公式,将沙漏类型设置为4
// *CONTROL_SHELL
- 如果三角形与四边形在任何壳部分中混合,则将 ESORT 设置为1
- 将BWC=0 和PROJ=1 设置为壳类型10
// *CONTROL_SOLID
- 如果使用四面体或五面体(不推荐),并且这些形状在实体部件中与六面体混合,则将ESORT设置为1
// *CONTROL_ENERGY
- 将所有参数设置为 2,以便计算所有能量
- 设置*DATABASE_GLSTAT、_MATSUM、_SLEOUT命令,以便报告能量
// *CONTROL_CONTACT
- 首先,将NSBCS设置为零或空置,以便使用默认的排序间隔。此默认值取决于所选的接触类型
- 如果在消息文件中报告了小的渗透,请设置IGNORE=1。还可以使用*CONTACT设置IGNORE。
// *SECTION_SHELL
- 如果使用三角形(不推荐),则将ESORT设置为1。
- 如果预计壳体部分会出现非弹性/塑性响应,则将NIP设置为最小值3。
- 将SHRF设置为5/6(0.833)。
// *MAT
- 对包含应变率效应的塑性材料本构模型,设置参数VP=1(调用粘塑性应变率公式)。
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