LS-dyna ppt第一章概述

概述 第1章 March7 2002Inventory 0016301 2 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 March7 2002Inventory 0016301 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 March7 2002Inventory 0016301 4 概述本章目标 本章包括显式动力学和ANSYS LS DYNA程序的背景 使用 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 练习题G 课程提纲 March7 2002Inventory 0016301 5 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 March7 2002Inventory 0016301 6 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ANSYSGUI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 March7 2002Inventory 0016301 7 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 March7 2002Inventory 0016301 8 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 March7 2002Inventory 0016301 9 管碰撞 ANSYSNews3 93 带有50rad sec旋转角速度的管的碰撞CPU时间 SGIOctaneR12000 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 March7 2002Inventory 0016301 10 应力波的传播2500体单元 CPU时间2sec SGIOctaneR12000 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 March7 2002Inventory 0016301 11 静态 准 静态 动态 结构问题 金属成形 碰撞问题 SF 0 SF 0 SF ma 隐式方法 显式方法 概述C 显式和隐式方法的比较 March7 2002Inventory 0016301 12 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 March7 2002Inventory 0016301 13 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 March7 2002Inventory 0016301 14 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 March7 2002Inventory 0016301 15 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 March7 2002Inventory 0016301 16 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 March7 2002Inventory 0016301 17 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 March7 2002Inventory 0016301 18 概述E 文件系统 ANSYS SOLULS DYNAsolvertaskWritesandsubmitsJobname K standardLS DYNAASCIIinputfile ANSYS PREP7Preprocessing database CreatesJobname DBmesh materials loads etc ANSYS POST1GeneralpostprocessingReadsJobname RST generalbinaryresultdataEDRST Freq LS POST phase3 ANSYS POST26PostprocessASCIIoutputfiles GLSTAT MATSUM SPCFORC etc EDOUT FileandEDREAD File ANSYS POST26TimehistorypostprocessingReadsJobname HIS selectivebinaryresultsdataEDHIST CompandEDHTIME Freq LS POST phase1 Postprocessbinaryfiles d3plotSimilartoJobname RSTEDRST Freq LS POST phase2 Postprocesstimehistorybinaryresultsfiles d3thdtSimilartoJobname HISEDHIST CompandEDHTIME Freq March7 2002Inventory 0016301 19 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ANSYSSOLVE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 WriteJobname KJobname 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ANSYSpostprocessor POST1 中查看结果包括相对少的时间步结果 e g 10 1000 March7 2002Inventory 0016301 20 ANSYS LS DYNA运行过程中产生的ANSYS文件的描述 继续 Jobname HISPOST26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 EDOUTcommand 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PartID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 March7 2002Inventory 0016301 21 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ANSYSJobname RST的二进制结果文件D3DHDT 类似于ANSYSJobname 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