第2章 LS-DYNA初始条件、边界条件和约束ppt课件

概要初始条件例子：爆炸球边界条件载荷：例子：对称失效/加载刚墙约束横截面分析,第二章,概述,若FEA模型已具有节点，单元，材料特性和parts等。则可以：施加：初始条件、边界条件、载荷和约束必须具有：boxes，曲线，sets，矢量等当parts间发生碰撞，或与其它问题撞击时：刚墙接触(第三章)怎样测定载荷/动量接触力横截面分析,起爆点和动量初始应力/应变初始温度初始速度缺省状态下初始应力、温度和速度为零边界条件高于初始条件,初始条件,*INITIAL_DETONATION和*INITIAL_MOMENTUM用于模拟施加在体单元上的一种脉冲载荷起爆点:引爆炸药材料(parts)动量:单元上施加一个初始动量,初始条件,*SET节点定义节点组setID号(SID)节点的ID号(NIDs)*SET_NODE_LIST每行定义8个节点*SET_NODE_COLUMN每行定义1个节点,*DEFINE_BOX定义一个BOX形状的体，BOX内的任何事物都可以作为输入BOX的ID号(BOXID)定义BOX的范围：Xmin-XmaxYmin-YmaxZmin-Zmax,初始条件,*INITIAL_VELOCITY_GENERATION对于平动和转动的体parts系列parts系列节点与前两个初始速度的施加方法不能同时使用,初始条件,*INITIAL_VELOCITY对节点和体施加一个初始的平动和转动速度系列节点系列节点外的节点定义的box中的所有节点*INITIAL_VELOCITY_NODE单个的节点,*KEYWORD400000000*TITLEanexplodingsphere$Anexplosivematerialisplacedinsideofasphere.$Theexplosiveislit,expands,andimpactsthesphere.$Thesphereexpands,reachesyield,seamlinesfailandfragments$flyapart.$JohnD.Reid6/4/98$Units:unknown-possiblygm,cm,micros,1E7N,Mbar,1E7N-cm$,爆炸球的例子,爆炸球的例子,爆炸球的例子,爆炸球的例子,爆炸球的例子,爆炸球的例子,爆炸球的例子,*BOUNDARY_OPTION目的：定义施加在边界节点上的运动对流、通量、辐射和温度循环对称无反射边界、滑动边界和具有失效准则的对称(固体)强制运动载荷SPC约束,边界条件,*BOUNDARY_CYCLIC,旋转对称旋转轴矢量x,y和z轴矢量矢量必须是全局的2条边界线(使用节点sets),*DEFINE_VECTOR定义一个矢量矢量ID号(VID)确定尾(xt,yt,zt)和头(xh,yh,zh)坐标,仅对体单元*BOUNDARY_NON_REFLECTING边界处的应力梯度为零边界随冲击波移动*BOUNDARY_SLIDING_PLANE约束一系列节点在一任意方位的平面或矢量上移动*BOUNDARY_SYMMETRY_FAILURE约束节点于一定义的平面上当周围的单元达到定义的拉应力时节点成为自由节点,边界条件,*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION对节点、系列节点或刚体施加节点运动(平动或转动)可适用的自由度运动：位移速度加速度载荷曲线描述的运动起始和结束的时间,边界条件,*DEFINE_CURVE定义一（载荷）曲线载荷曲线ID号(CLID)定义曲线上的点横坐标(x)纵坐标(y)缩放因子偏移例子力vs变形速度vs时间,边界条件,*BOUNDARY_SPC单点约束约束一节点的一个或更多的自由度单个的节点或系列节点*BOUNDARY_SPC_NODE*BOUNDARY_SPC_SET可以在局部坐标系中定义,局部坐标系的定义：*DEFINE_COORDINATE定义一局部坐标系指定坐标系ID号(CID)*DEFINE_COORDINATE_NODES3节点:局部坐标系原点，沿x轴,局部x-y平面内*DEFINE_COORDINATE_SYSTEM三点的x,y,z坐标(与NODES方式一样)*DEFINE_COORDINATE_VECTOR2个矢量:局部x轴,局部x-y平面内矢量,边界条件,目的：定义施加的“力”梁体爆炸效果热，温度节点和刚体壳（压力）,避免单点集中载荷物理上无意义防止沙漏模式避免阶跃载荷要求一载荷曲线载荷能缩放,载荷,*LOAD_BEAM沿梁单元局部轴(r,s,t)定义牵引载荷梁单元或系列梁单元每单位长度上的力,*LOAD_BODY施加指定的体载荷重力加速度概念上是加速指定的坐标系，所以，施加在模型上的惯性载荷是反方向的因重力产生的预应力，与动力松弛结合角速度自由度：X,Y,Z,RX,RY,RZ所有的节点或系列parts,载荷,*LOAD_NODE和*LOAD_RIGID_BODY施加一载荷于一节点，系列节点或刚体上x,y,orz力x,y,orz力矩Follower力或力矩力作用方向为平面的法向坐标系可为总体坐标或局部坐标,载荷,分布压力载荷：施加一个分布压力载荷于一个表面:段(*LOAD_SEGMENT)系列段(*LOAD_SEGMENT_SET)壳(*LOAD_SHELL_ELEMENT)系列壳(*LOAD_SHELL_SET)正的压力值作用方向为壳/段的法向的反方向压力的激活时间,载荷,示例相关关键字*BOUNDARY_SYMMETRY_FAILURE*DEFINE_COORDINATE_VECTOR*DEFINE_CURVE*LOAD_NODE_POINT*SET_SEGMENT,*BOUNDARY_SYMMETRY_FAILURE,刚墙目的：定义一个刚性面模拟屏障、摆锤和压制机等阻止节点穿透一个面系列节点、一个BOX中的节点，所选节点外的节点刚墙能量：GLSTAT刚墙力：RWFORCorGCEOUT关键字：*RIGIDWALL_PLANAR*RIGIDWALL_GEOMETRIC*CONTACT_ENTITY,*RIGIDWALL_PLANAR有限或无限运动条件：固定运动:质量和速度Softwall方式到0速度的循环数由特定的节点跟踪刚墙Ortho各向异性摩擦两种法线方向互相垂直的摩擦系数如：旋转物体：横向的摩擦系数更大,*RIGIDWALL_GEOMETRIC平板、棱柱、圆柱、球运动条件固定运动:速度或位移、载荷曲线、矢量多个几何体墙可以定义，用来模拟多种几何体的结合,*CONTACT_ENTITY一般的具有任意表面的刚体及运动几何实体圆柱、平板、球、圆环、椭圆、VDA性能改进对接触实体和可变形体间的接触进行封闭形状接触计算精度改进表面与网格划分无关,接触实体的应用：冲压成型：凸模和凹模表面几何实体作为几何表面刚体输入处理刚体假人和可变形体如气囊和驾驶面板的接触耦合刚体假人模型软件MADYMO.方向盘中气囊的放置.,约束目的：约束Parts之间的自由度铆接和焊接约束壳与壳约束壳与体各种刚体约束节点必须有质量节点不能属于多重，无关或可能冲突的约束SPC边界不能与约束冲突,约束,*CONSTRAINED_RIVET两节点铆接刚性无质量束作用与一球铰链相似节点坐标不能一致失效时间,焊接*CONSTRAINED_SPOTWELD*CONSTRAINED_GENERALIZED_WELD点焊fillet对接焊缝butt角焊组合焊,焊接失效,焊接失效失效时间在指定的时间自动失效拉伸失效因塑性应变有效节点塑性应变失效塑性应变焊点外的金属板撕裂失效，因为塑性发生在焊接处周围的材料中,焊接失效脆性失效点焊Sn=失效的法向力fn=法向界面力Ss=失效的剪切力fs=剪切界面力fillet角焊,butt对接焊缝n=法向应力f=失效应力n=焊接方向剪切力=失效参数t=焊接方向法向剪切力,*CONSTRAINED_SPOTWELD两节点点焊刚性无质量梁不能传输壳的法向转动刚度节点坐标不能一致焊点连接的节点不能是其他约束设置中的节点，如约束相同的自由度，固连的界面，或刚体,*CONSTRAINED_GENERALIZED_WELD方式：SPOT,FILLET,BUTT,CROSS_FILLET,COMBINED节点坐标可以相同输出可以指定于一局部坐标系中,点焊节点的顺序和局部坐标系的方向对于决定焊点失效是很重要的,Fillet角焊对于Fillet焊，节点的顺序和局部坐标系的方向如图,对于Butt焊，节点的顺序和局部坐标系的方向如图,ButtWeld,Part连接*CONSTRAINED_NODE_SET两节点或更多节点的平动约束x,y,z,或任意组合失效时间,Part连接*CONSTRAINED_SHELL_TO_SOLID在壳边和体单元间定义固连壳单元节点与坐标相同的体单元节点约束体单元节点（线矢量）是线性约束节点刚体可以完成相同的功能,破裂单元*CONSTRAINED_TIE-BREAK壳边对壳边界面作为塑性应变的一个函数局部失效模拟沿预先定义的线（如缝合线或结构铰）失效的结果*CONSTRAINED_TIED_NODES_FAILURE固连的节点set(节点必须坐标一致)可有多个节点（大于2）(如4个壳的角节点）可变形的薄壳和honeycomb材料的体单元基于塑性应变的失效,刚体的Part连接刚体由动力学方程控制运动无失效准则允许转动*CONSTRAINED_EXTRA_NODES*CONSTRAINED_JOINT*CONSTRAINED_NODEL_RIGID_BODY*CONSTRAINED_RIGID_BODIES,其他的Part连接技术一致的节点扭曲的几何体无失效准则不容易分离parts(如操作，重划分)接触厚度冲突梁更复杂的定义影响时间步计算接触(更新)固连(N2S,S2S)固连失效(N2S,S2S),横截面分析在结构的不同部位定义横截面传送力（界面力或截面力）力矩质心位置面积=所有的量为时间的函数很好的分析工具，而不是实验方式全面了解结构怎样作用可对个别的部件进行分析，了解某一事件下的载荷传送，变形和能量吸收精确的校核模型,通过中间结构的力分析,定义横截面通过指定定义横截面：横截面的节点在这些节点上计算力所使用的单元传送力的符号由这些单元位于这些节点的哪一边来决定自动*DATABASE_CROSS_SECTION_PLANE用户指定*DATABASE_CR