ansys

March 7, 2002 Inventory #001630 1-1,欢迎 !,欢迎使用ANSYS/LS-DYNA 显式动力学 培训手册! 这个培训课程包括将ANSYS 前后处理器和LS-DYNA显式求解器有效结合起来完成高度非线性及瞬态分析的过程。 同时ANSYS 隐式求解器可以与LS-DYNA显式求解器一起使用来扩展应用范围。 假设使用者已经了解ANSYS中基本的静态非线性和动力学分析过程，如金属塑性分析，接触及瞬态现象，及基本的建模和网格划分技术，如选择逻辑的概念。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-2,培训安排 第1天 概述、单元、part定义 第2天 载荷边界、求解控制、后处理 第3天 材料、接触 第4天 重启动、显式隐式连续求解、隐式显式连续求解 第5天 跌落分析、总结、讨论,March 7, 2002 Inventory #001630 1-3,培训目标和方式,培训目标: 判断问题属于显式求解或隐式求解的能力。 熟练利用ANSYS/LS-DYNA完成显式动力学分析的过程。 获得在显式动力分析中有效解决问题的实际经验 培训方式: 培训手册和习题集是这套幻灯的拷贝文档。 习题集的练习用来强化每一章所学习的内容。,概述,第1-1章,March 7, 2002 Inventory #001630 1-5,概述 本章目标,本章包括显式动力学和ANSYS/LS-DYNA 程序的背景、应用、理论以及概述。 主题: A. 什么是 ANSYS/LS-DYNA ? B. ANSYS/LS-DYNA的应用 C. 隐式和显式方法的比较 D. 临界时间步 E. 文件系统 F. 习题,March 7, 2002 Inventory #001630 1-6,概述 A. 什么是 ANSYS/LS-DYNA?,显式动力学有限元程序的基本目标 用来求解高度非线性瞬态动力学问题 对大范围的接触类型有效 丰富先进的材料模型 强大的大变形分析能力 ANSYS 和LS-DYNA 程序的无缝结合 将LS-DYNA 求解器完全集成到 ANSYS程序中 所有的前后处理使用ANSYS标准格式 GUI 完全类似于通用ANSYS程序 支持隐式显式顺序求解能力,March 7, 2002 Inventory #001630 1-7,概述 什么是 ANSYS/LS-DYNA?,完美的显式和隐式求解技术的结合 ANSYS 前后处理: 所有的显式动力学特定的命令有EDxx前缀 用户化ANSYS GUI能有效的执行显式问题 支持所有的固体建模和布尔操作 允许直接输入IGES, Pro/E, ACIS, Parasolid等几何模型 支持所有的ANSYS自由网格划分技术 可以使用APDL 和优化设计 支持所有的通用后处理器特性和动画宏 专业的时间历程后处理器 LS-DYNA 求解器 市场上最快的显式求解器 比其他任何显式程序具有更多的特性 完全版本的 LS-DYNA (带有气囊，空气包, 安全带, 炸药模型等) 完全版的LS-POST后处理器,March 7, 2002 Inventory #001630 1-8,概述 B. ANSYS/LS-DYNA 的应用,防撞性分析 ANSYS/LS-DYNA 适合波的传播分析: 整车碰撞 汽车部件分析,所有汽车工业的碰撞 轿车 卡车 公共汽车 火车 轮船 航行器,March 7, 2002 Inventory #001630 1-9,制造过程的模拟 深拉 液压成形 超弹成形 轧制 挤压 冲压 加工 钻 所有的这些成形过程可以利用LS-DYNA 程序的质量缩放和变化工具速度功能来模拟,概述 ANSYS/LS-DYNA 的应用,March 7, 2002 Inventory #001630 1-10,管碰撞 (ANSYS News 3/93): 带有50 rad/sec旋转角速度的管的碰撞 CPU 时间 (SGI Octane R12000) 20 秒,接触/碰撞 跌落试验 摆锤碰撞试验 喷气发动机扇片的包容性分析 大范围的接触分析类型,概述 ANSYS/LS-DYNA 的应用,March 7, 2002 Inventory #001630 1-11,应力波的传播 2500 体单元. CPU 时间2 sec (SGI Octane R12000),F(t),概述 ANSYS/LS-DYNA 的应用,非线性屈曲 阶越屈曲 声波的传播 失效分析,March 7, 2002 Inventory #001630 1-12,静态,“准” 静态,动态,结构问题,金属成形,碰撞问题,S F = 0,S F 0,S F = ma,隐 式 方 法,显 式 方 法,概述 C. 显式和隐式方法的比较,March 7, 2002 Inventory #001630 1-13,隐式时间积分: 时间t+Dt 时计算平均加速度位移:,线性问题: 当K 是线性时无条件稳定 可以采用大的时间步 非线性问题: 通过一系列线性逼近(Newton-Raphson) 来获得解 要求对非线性刚度矩阵K求逆 收敛需要小的时间步 对于高度非线性问题无法保证收敛,概述 显式隐式方法的比较,March 7, 2002 Inventory #001630 1-14,显式时间积分 用中心差分法在时间 t 求加速度: 其中 Ftext为施加外力和体力矢量, Ftint为下式决定的内力矢量:,Fhg 为沙漏阻力 (见 单元 一章) ；Fcont 为接触力. 速度与位移用下式得到:,其中 tt+t/2=.5(tt+ tt+ t) and tt- t/2=.5(tt- tt+ t),概述 显式隐式方法的比较,March 7, 2002 Inventory #001630 1-15,显式时间积分（续）: 新的几何构形由初始构形xo加上位移增量 获得,非线性问题: 集中质量矩阵需要简单求逆 方程非耦合，可以直接求解 (显式) 无须对刚度矩阵求逆，所有非线性（包括接触） 都包含在内力矢量中 内力计算是主要的计算部分 无须收敛检查 保持稳定状态需要小的时间步,概述 显式隐式方法的比较,March 7, 2002 Inventory #001630 1-16,概述 显式隐式方法的比较,隐式时间积分 对于线性问题，时间步可以任意大（稳定）。 对于非线性问题，时间步由于收敛困难变小,显式时间积分 当时间步小于临界时间步时稳定,其中wmax = 最大自然角频率 由于时间步小，显式分析对瞬态问题有效,March 7, 2002 Inventory #001630 1-17,杆件的临界时间步长 自然频率: 临界时间步长:,其中,(波传播速度),概述 D. 临界时间步,Courant-Friedrichs-Levy-准则 t 为波传播杆长 l需要的时间 注意: 临界时间步尺寸由LS-DYNA 自动计算。它依赖于单元长度和材料特性（音速）它很少需要用户重新定义（后面将讨论）。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-18,ANSYS/LS-DYNA在计算所需时间步时检查所有单元. 为达到稳定采用一个比例系数（缺省为0.9）来减小时间步: 特征长度 l 和波速 c 取决于单元类型:,L1,L4,L3,L2,A,壳单元:,梁单元:,概述 临界时间步,March 7, 2002 Inventory #001630 1-19,概述 E. 文件系统,ANSYS /SOLU LS-DYNA solver task Writes and submits Jobname.K - standard LS-DYNA ASCII input file,ANSYS /PREP7 Preprocessing (database) Creates Jobname.DB mesh, materials, loads, etc.,ANSYS /POST1 General postprocessing Reads Jobname.RST - general binary result data EDRST,Freq,LS-POST (phase 3) & ANSYS /POST26 Postprocess ASCII output files - GLSTAT, MATSUM, SPCFORC, etc. EDOUT,File and EDREAD, ,File,ANSYS /POST26 Time history postprocessing Reads Jobname.HIS - selective binary results data EDHIST,Comp and EDHTIME,Freq,LS-POST (phase 1) Postprocess binary files - d3plot Similar to Jobname.RST EDRST,Freq,LS-POST (phase 2) Postprocess time history binary results files - d3thdt Similar to Jobname.HIS EDHIST,Comp and EDHTIME,Freq,March 7, 2002 Inventory #001630 1-20,概述 文件系统,ANSYS/LS-DYNA 运行过程中产生的ANSYS文件的描述: Jobname.K 在执行ANSYS SOLVE命令后自动生成的LS-DYNA 输入文件 包括存在于ANSYS数据库中的几何、载荷和材料数据 ASCII 输入文件 100% 相容于 LS-DYNA 版本960 能自动地通过EDWRITE命令生成: Solution Write Jobname.K Jobname.RST 与标准的ANSYS .RST类似的显式动力学结果文件 主要用来在通用后处理器ANSYS postprocessor (POST1)中查看结果 包括相对少的时间步结果 (e.g., 10 - 1000),March 7, 2002 Inventory #001630 1-21,ANSYS/LS-DYNA 运行过程中产生的ANSYS文件的描述(继续): Jobname.HIS POST26 中使用的显式动力学时间历程结果文件 包含模型中节点或单元子集的结果 通常比 Jobname.rst 包含更多时间步的结果信息 时间历程 ASCII 输出文件 包含显式分析的附加信息的特定文件 用户在求解前定义要输出的文件 (EDOUT command) ASCII 输出文件 (一些通过 POST26 中EDREAD命令可以获得的) 包括: GLSTAT: 总体统计和能量 MATSUM: 材料能量总结 (基于 Part ID 号) SPCFORC: 单点 (节点) 约束反作用力 RCFORC: 接触面反作用力 RBDOUT: 刚体数据 NODOUT: 节点数据 ELOUT: 单元结果 etc,概述 文件系统,March 7, 2002 Inventory #001630 1-22,概述 文件系统,在显式求解过程中可以生成下面两个文件用于ANSYS/LSDYNA附带的 LS-POST后处理 : D3PLOT : 类似于 ANSYS Jobname.RST 的二进制结果文件 D3THDT : 类似于ANSYS Jobname.HIS 的时间历程结果文件 LS-POST可以识别所有的由LS-DYNA 生成的 ASCII 时间历程输出文件,March 7, 2002 Inventory #001630 1-23,概述 F. 习题1-1,这个习题包括下面问题: 练习1-1. 方盒的跌落试验,单元,第1-2章,March 7, 2002 Inventory #001630 1-25,单元 本章目标,本章包括理解和定义ANSYS/LS-DYNA单元 主题: A. 了解显式动力学单元家族 B. 缩减积分 C. 沙漏 D. 定义 ANSYS/LS-DYNA 单元 E. LINK160 - 3-D Spar (Truss) F. BEAM161 - 3-D Beam G. PLANE162 - 2-D Solid H. SHELL163 - 3-D Thin Shell,March 7, 2002 Inventory #001630 1-26,单元 本章目标,主题 （继续): I. SOLID164 - 3-D 8-node Brick J. COMBI165 - 3-D Spring or Damper K. MASS166 - 3-D Mass L. LINK167 - 3-D Cable M. 单元使用指导 N. 单元习题,March 7, 2002 Inventory #001630 1-27,单元 A. 显式动力学单元概述,ANSYS/LS-DYNA 程序可以定义8种不同的单元: LINK160: 3-D 显式杆单元 (类似于 LINK8) BEAM161: 3-D 显式梁单元 (类似于 BEAM4) PLANE162: 2-D 显式平面体单元 (类似于 PLANE42) SHELL163: 3-D 显式薄壳单元 (类似于 SHELL181) SOLID164: 3-D 显式体单元 (类似于 SOLID185) COMBI165: 3-D 显式弹簧阻尼单元 (类似于 COMBIN14) MASS166: 3-D 显式结构质量单元 (类似于 MASS21) LINK167: 3-D 显式索单元 (类似于 LINK10) 除2-D PLANE162外 (平面应力，平面应变或轴对称)，其它显式单元都是三维单元,March 7, 2002 Inventory #001630 1-28,单元 显式动力学单元概述,显式单元族在以下方面与 ANSYS 隐式单元明显不同: 每种显式单元几乎对所有的材料模型有效。在隐式 ANSYS中，不同的单元类型仅仅适用于特定的材料模式，如超弹单元 (HYPER56, 58, 74) 和粘弹单元 (VISCO106 , 108), 尽管现在新的18X 隐式单元允许多种材料选项。 大多数显式单元有许多不同的算法，如SHELL163最多有12种算法。 历史上，隐式单元根据不同的算法给单元以不同的名字 (如SHELL43 和 63), 但是现在新的18X隐式单元正向这个趋势发展。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-29,显式单元族在以下方面与 ANSYS 隐式单元明显不同:(续): 显式单元支持ANSYS/LS-DYNA所允许的所有非线性选项。 所有的显式动力学单元具有一次线性位移函数。目前尚没有高阶的二次位移函数。 在ANSYS/LS-DYNA中，没有带有额外形函数和中间节点的单元及P-单元。 每种显式单元缺省为单点积分单元。,单元 显式动力学单元概述,March 7, 2002 Inventory #001630 1-30,单元 B. 缩减积分算法,缩减积分单元 是使用最少积分点的单元。一个缩减积分体单元在其中心有一个积分点，一个缩减积分壳单元有一个平面内积分点，但沿着壳的厚度可以设置多个积分点。 全积分单元 主要用于隐式ANSYS中。 在ANSYS/LS-DYNA中，全积分体单元有8个积分点，全积分壳单元有4个平面内积分点（沿着壳的厚度有多组积分平面）。 缩减积分通过减小单元处理时间来减少CPU时间，所以缩减积分通常是ANSYS/LS-DYNA中缺省的形式。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-31,单元 缩减积分算法,除了节省CPU 时间，单点积分单元有利于大变形分析。ANSYS/LS-DYNA 单元能经历比ANSYS 单元大得多的变形。 缩减积分单元有两个主要的缺点 可能出现零能模式的变形 (沙漏) 应力结果的精度直接与积分点的个数相关,March 7, 2002 Inventory #001630 1-32,单元 C. 沙漏,沙漏 是一种以比结构全局响应高得多的频率震荡的零能变形模式。 沙漏模式导致一种在数学上是稳定的、但在物理上无法实现的状态。他们通常没有刚度，变形呈现锯齿形网格。 单点 (缩减) 积分单元将产生零能模式 在分析中沙漏变形的出现使结果无效，所以应尽量减小和避免 如果总体沙漏能超过模型总体内能的10% ，那么分析可能就是无效的。关于沙漏能以后会讨论 (GLSTAT 和 MATSUM文件)， 有时侯甚至 5% 的沙漏也是不允许的。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-33,单点积分实体单元的零能模式:,有必要控制零能模式,沙漏控制通过附加的刚度或粘性阻尼来阻止这样的模式,单元 沙漏,March 7, 2002 Inventory #001630 1-34,单元 沙漏,在 ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏 避免能够激起沙漏模式的单点载荷。因为一个被激励的单元会将沙漏模式传递到周围的单元，所以不要施加单点载荷。如果可能，尽量将载荷如同压力那样施加到多个单元上。 细化网格通常减少沙漏，但是一个大的模型通常会增加求解时间并使结果文件增大。 全积分单元可以避免沙漏，但根据不同应用，要以求解速度，求解能力甚至求解精度为代价。另一种选择，可以在网格划分时，分散一些全积分的“种子”单元于模型中从而减少沙漏。 PLANE162无全积分模式，梁单元不需要全积分。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-35,单元 沙漏,在 ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏(续) 总体 调整模型的体积粘度可以减少沙漏变形。可以通过EDBVIS命令的线性或二次系数来增加模型的体积粘度: Solution Analysis Options Bulk Viscosity 不推荐过大改变 EDBVIS命令的缺省值 (1.5 and .06) ，因为它将对总体结构产生相反的效应。,粘性沙漏控制推荐用于快速变形的问题中（例如激振波） 可用的单元包括PLANE162 和 SOLID164.,March 7, 2002 Inventory #001630 1-36,单元 沙漏,在 ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏(续) 总体 增加 弹性刚度 来减少沙漏. 可以通过EDHGLS 命令的沙漏系数(HGCO) 来实现整体模型的沙漏控制: Solution Analysis Options Hourglass Ctrls Global 当增加沙漏系数时必须谨慎，因为大于0.15的值会过分刚化变形过程中的响应并导致不稳定。,刚度沙漏控制推荐用于低速变形问题（如金属成型安定碰撞中） 适用的单元包括PLANE162, SHELL163, and SOLID164.,March 7, 2002 Inventory #001630 1-37,单元 沙漏,ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏 (续) 在模型的关键部位局部 减少沙漏而对模型的总体刚度没有过大的影响。 EDMP, HGLS 命令被用来对特定材料施加沙漏控制。可以用下面的命令定义沙漏控制类型（粘性或刚度）、沙漏系数、体积粘度系数、壳弯曲和扭曲系数: Solution Analysis Options Hourglass Ctrls Local ,LS-DYNA 局部施加沙漏控制是基于Part 号（不是基于材料号), 所以任何带有特定材料的Part 将有这种沙漏控制 。 VAL1=5 通常用来定义减少沙漏。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-38,单元 D. 定义 ANSYS/LS-DYNA 单元,使用标准的ANSYS方法定义显式动力学单元: 从ANSYS GUI 过滤器选择 LS-DYNA Explicit ANSYS Main Menu Preferences ,选择 LS-DYNA Explicit 将在目前的分析中将单元限制于显式单元家族。 必须记住，显式和隐式单元不能在一个分析中同时使用。 如果在同一个模型中定义了隐式单元，那么当执行SOLVE命令时，分析将自动被中止。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-39,单元 定义 ANSYS/LS-DYNA 单元,增加单元类型: Preprocessor Element type Add/Edit/Dele 可以用标准的格式定义关键选项和实常数,设置LS/DYNA选项后，可选单元将被限制于显式单元 (160 167),March 7, 2002 Inventory #001630 1-40,单元 E. LINK160 - 3-D 杆 (Truss),3-D 杆单元只能承受轴向载荷 用三个节点定义单元 第三个节点用来定义初始杆方向,March 7, 2002 Inventory #001630 1-41,单元 F. BEAM161 - 3-D 梁,3-D 梁单元适用于刚体旋转，因为它不产生应变 用三个节点定义单元 第三个节点用来定义梁的方向 可以定义许多标准的梁横截面,March 7, 2002 Inventory #001630 1-42,单元 G. PLANE162 - 2-D 体,PLANE162 2-D, 4-节点体 3节点三角形单元 (不推荐) 仅支持 Lagrangian 算法 UX, UY, VX, VY, AX, AY 自由度 对于轴对称模式，Y 轴 = 对称轴 不允许混用2D 和3D 单元类型 不允许全积分选项 PLANE162 KEYOPT 设置: Keyopt(2) 面积加权或体积加权 (AXISYM) Keyopt(3) 平面应力，轴对称或平面应变 在给定的分析中仅仅可以使用一种2-D类型 (如在一个模型中不能同时轴对称和平面应力单元),March 7, 2002 Inventory #001630 1-43,单元 PLANE162 - 2-D 体,在X-Y 平面建立PLANE162 单元 PLANE162单元不要定义实常数 支持许多材料模式 (如塑性，复合材料 ，Mooney-Rivlin橡胶材料) RSYS 支持位移和应力（不包括应变） Lagrangian 算法基于大应变理论 ，根据此理论实体被离散化，并且当网格随时间物理变形时几何体不断更新。该算法同样使用于隐式ANSYS中。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-44,单元 H. SHELL163 - 3-D 薄壳,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,March 7, 2002 Inventory #001630 1-45,单元 SHELL163 - 3-D Thin Shell,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。 所有的壳单元沿着厚度方向有任意多数目的积分点(NIP) 。 对于弹性行为NIP = 2 (缺省) 对于塑性行为，3 NIP 5 (推荐NIP=5) 实常数用来定义积分点的数目 R, NSET, SHRF,NIP,T1 NSET = 实常数组参考号 SHRF = 剪切因子 (对于薄壳推荐为5/6) NIP = 积分点数 T1 = 单元厚度 目前SHELL163 不支持新的壳截面命令 (SECTYPE, SECDATA, SECOFFSET等),March 7, 2002 Inventory #001630 1-46,单元 SHELL163 - 3-D Thin Shell,用 EDINT命令定义结果输出的沿厚度方向的积分点数目 Solution Output Controls Integ Pt Storage EDINT, SHELLIP, BEAMIP SHELLIP 是输出中壳的积分点数目 SHELLIP 3 每一个积分点与一个LAYER 相关 缺省值是 3 (顶层，中层和底层) BEAMIP是输出的梁积分点数目,March 7, 2002 Inventory #001630 1-47,CPU factor 2.45*BT KEYOPT(1)=1 1 integration point,normal CS,co-rotational CS,标准 “全缩减”,选择性 “全积分”,CPU factor 1.49*BT KEYOPT(1)=11 1 integration point,CPU factor 20.01*BT KEYOPT(1)=6 4 integration points,CPU factor 8.84*BT KEYOPT(1)=7 4 integration points,这个算法类似于SHELL143算法,单元 SHELL163 - 3-D Thin Shell,有4种 Hughes-Liu 壳单元算法:,March 7, 2002 Inventory #001630 1-48,单元 SHELL163 - 3-D Thin Shell,对于三角形壳单元有两种算法: C0 三角形壳 (KEYOPT(1)=4) 基于 Mindlin-Reissner 平板理论 此算法刚度偏大，不推荐用于整个壳体网格中 BCIZ 三角形壳 (KEYOPT(1)=3) 基于 Kirchhoff 平板理论 较慢 在混合网格中, C0 三角形单元通常比退化的4节点单元算法更好。所以当混合划分（自由划分）通常使用下面的命令： EDSHELL, , , , , ,ITRST ITRST = 1 : 退化的四边形单元被当作三角形单元（缺省） ITRST = 2 : 退化的四边形单元保持不变 Preprocessor Shell Elem Ctrls Triangular Shell Sorting Full Sorting OK,March 7, 2002 Inventory #001630 1-49,单元 SHELL163 - 3-D Thin Shell,有两种膜单元算法: Belytschko-Tsay-膜(KEYOPT(1)=5): 单点积分的膜单元 全积分 Belytschko-Tsay-膜 (KEYOPT(1)=9): 具有4点积分的膜单元 全积分 Belytschko-Tsay 壳 (KEYOPT(1)=12): 不需要沙漏控制 对横向剪切，假设的小应变弥补了剪切锁定 平面内4点积分 (2 X 2 积分) ，但速度仍然很快 比缩减积分的Belytschko-Tsay 壳慢2.5 倍 当沙漏模式难以控制时推荐使用 在每一层的单元中心平均各层应力结果,March 7, 2002 Inventory #001630 1-50,单元 I. SOLID164 - 3-D 8-node 实体,极力反对用退化的四面体网格 一个完全四面体网格甚至不能运行 对显式动力学单元使用映射网格 拖拉生成的三棱柱单元可以接受 尽可能保持接近于立方体的实体形状,March 7, 2002 Inventory #001630 1-51,单元 SOLID164 - 3-D 8-node 实体,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,March 7, 2002 Inventory #001630 1-52,单元 J. COMBI165 - 3-D 弹簧或阻尼,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 不象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,March 7, 2002 Inventory #001630 1-53,单元 K. MASS166 - 3-D 质量,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）。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-54,单元 L. LINK167 - 3-D 索,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,March 7, 2002 Inventory #001630 1-55,单元 M. 单元使用指导,只要可能尽量避免小单元，因为它将大大减小时间步，从而增加求解时间。如果小单元不可避免，使用质量缩放（见第2-2章）。 减少使用三角形、四面体和棱柱单元，尽管程序支持，但不推荐使用。 避免尖角单元和翘曲的壳，因为它们将降低结果精度。 在需要沙漏控制的地方使用全积分单元，但是全积分六面体单元会导致体积锁定（由于泊松比接近于0.5）和剪切锁定（如剪支梁的弯曲）。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-56,单元 N. 练习1-2,这个练习包括下面的问题: 练习1-2. 显式动力学单元,Part 定义,第1-3章,March 7, 2002 Inventory #001630 1-58,Part 定义 本章目的,本章目的主要是了解part的定义，学习在ANSYS/LS-DYNA中如何定义和应用part. 主要内容 什么是Part? 在ANSYS/LS-DYNA中如何使用Part? 如何对Part进行创建，更新和列表？ 使用Part的步骤 Part的选择 Part的显示 Part集 Part定义的练习题,March 7, 2002 Inventory #001630 1-59,Part 定义 A. 什么是Part ?,一个 Part 是指具有相同的单元类型，实常数和材料号组合的一个单元集. 可以说, Part 是模型中的一个特定部分. 每个 Part 具有一个给定的参考号 Part ID, 用于在后续 ANSYS/LS-DYNA 命令中使用。 为了说明在有限元分析中如何定义 Part, 参考球与平板接触的问题。描述如下, 模型由两个 part 组成: 一个是球，一个是平板。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-60,例子：,Part 定义 B. ANSYS/LS-DYNA中Part的应用,由于 ANSYS/LS-DYNA 中许多命令要用到PART ID，因此PART 的定义在ANSYS/LS-DYNA 中十分重要。 下面是一些需要 Part ID的操作: 1. 定义和删除两个实体之间的接触 (EDCGEN 和 EDCDELE 命令) 2 定义刚体载荷和约束, 惯量属性和集合 (EDLOAD, EDCRB, EDIPART, 和EDASMP 命令) 3. 读取时间历程材料数据 (EDREAD 命令) 4. 向模型的组元施加阻尼(EDDAMP 命令),March 7, 2002 Inventory #001630 1-61,Part 定义 C. 创建、列表和更新 Part,Parts 是通过EDPART命令来创建、列表和更新 菜单操作路径： Preprocessor LS-DYNA Options Parts Options,在一个模型中创建Part，点击Ok即可，Part IDs 会自动按顺序生成。,March 7, 2002 Inventory #001630 1-62,Part 定义 创建、列表和更新 Part,对于每种单元类型, 如果实常数或材料号等属性发生变化, 这组单元将被赋以新的PART ID。 创建一个新的Part后, 它会自动在屏幕上列出。 也可通过EDPART命令列出Part表。 Preprocessor LS-DYNA Options Parts Options,March 7, 2002 Inventory #001630 1-63,Part 定义 创建、列表和更新 Part,在Part表中, Part ID 号在 PART 一列中与 MAT, TYPE, 和REAL 号相对应给出。 从上面列表可见，存在两种Part标号USED (1) 和UNUSED (0) 。 一个 UNUSED Part ID 是指此PART中已没有任何具有MAT、 TYPE和 REAL 的组合属性的单元。 UNUSED Parts 通常当单元被从模型中删除后出现。,Part ID 列 表,March 7, 2002 Inventory #001630 1-64,Part 定义 创建、列表和更新 Part,如果列表中显示有未用的Part, 当重新列表时这些Parts将被删除 (EDPART, CREATE)。重建的列表删除了未使