LS-DYNA材料的二次开发PPT课件

.,1,LS-DYNA材料的二次开发,ANSYS/LS-DYNA专题培训,.,2,内容,二次开发环境主程序及入口条件开发材料的本构、子程序及求解输入文件描述编译、运行新的求解器开发Kelvin_voigt粘弹材料用新材料模式做大变形分析,.,3,LS-DYNA二次开发基于FORTRAN环境在PC和UNIX平台下都需要进行连接编译，生成新的求解器Pc平台需安装digitalvisualfortran5.0或Microsoftpowerstation4.0提供的资源包括：Ls-dyna.f用户自定义本构子程序Ls-dyna.lib静态连接库Ls-dyna.dspdigitalFORTRANworkspace文件或MAKEFILE用于（包括主程序）Readme.txt说明文件,二次开发环境,.,4,在UNIX平台提供如下资源：Makefile执行编译批处理文件（？）object文件（内含主程序）dyn21.f用户定义本构子程序,支持的平台：940.2版DECNECIBMHPSGISUN950d版COMPAQCRAYSGIIBMLINUXSUN,用户平台需安装FORTRAN77,.,5,二次开发如何实现？用户自定义的本构代替ls-dyna.f或dyn21.f中的相关本构描述LS-DYNA共提供10种*user_defined_material_model,由这些输入数据为自定义本构提供参数，完成分析在程序中使用的自定义subroutine要和Jobname.K中指定的相同在一次分析中，用户最多可同时使用10种自定义材料本构,.,6,主程序及入口条件,c*c|LS-DYNAmainprogramentry|c*programlsdyna3dcalldyna3dstopendc*,.,7,入口条件,参数传递ccm(1)=youngsmodulusccm(2)=poissonsratioCcm(n)=用户在点K中给定的新本构参数ceps(1)=x应变增量ceps(2)=y应变增量ceps(3)=z应变增量ceps(4)=xy应变增量ceps(5)=yz应变增量ceps(6)=zx应变增量c单元类型etype:ceq.“brick”实体单元ceq.“shell”壳单元ceq.“beam”梁单元cctime=当前时间cdt1=当前时间步长ccapa=纵向剪切缩减因子,csig(1)=x应力csig(2)=y应力csig(3)=z应力csig(4)=xy应力csig(5)=yz应力csig(6)=zx应力cchisv(1)=历史变量1chisv(2)=历史变量2chisv(n)=历史变量n,.,8,每个积分步、主程序提供如下这些已知量：,6个应变增量可能涉及的历史变量hisv（n）单元类型的字符串当前时间当前时间步长,用户在点K文件中给定如下参数：弹性模量波松比其它参数cm(n),Ls-dyna.f或dyn21.f应完成的工作：求出6个应力增量求出其它可能涉及的历史变量hisv（n）,.,9,参数说明,由主程序提供的所有参数基于单元坐标系，计算得到的应力显然如此，之后由主程序将其转换到整体坐标系所有的历史变量在初始调用子程序时将置零能量计算完全由主程序完成,.,10,子程序举例,c*c|user-definedsubroutineexample|c*subroutineumat41(cm,eps,sig,hisv,dt1,capa,etype,time)cisotropicelasticmaterial(sampleusersubroutine)cvariablesccm(1)=youngsmodulusccm(2)=poissonsratiocceps(1)=localxstrainincrementceps(2)=localystrainincrementceps(3)=localzstrainincrementceps(4)=localxystrainincrementceps(5)=localyzstrainincrementceps(6)=localzxstrainincrement,.,11,csig(1)=localxstresscsig(2)=localystresscsig(3)=localzstresscsig(4)=localxystresscsig(5)=localyzstresscsig(6)=localzxstresschisv(1)=1sthistoryvariablechisv(2)=2ndhistoryvariablechisv(n)=nthhistoryvariablecdt1=currenttimestepsizeccapa=reductionfactorfortransverseshearcetype:ceq.brickforsolidelementsceq.shellforallshellelementsceq.beamforallbeamelementsctime=currentproblemtime.,.,12,character*(*)etypedimensioncm(*),eps(*),sig(*),hisv(*)cccomputeshearmodulus,gcg2=cm(1)/(1.+cm(2)g=.5*g2cif(etype.eq.brick)thendavg=(-eps(1)-eps(2)-eps(3)/3.p=-davg*cm(1)/(1.-2.*cm(2)sig(1)=sig(1)+p+g2*(eps(1)+davg)sig(2)=sig(2)+p+g2*(eps(2)+davg)sig(3)=sig(3)+p+g2*(eps(3)+davg)sig(4)=sig(4)+g*eps(4)sig(5)=sig(5)+g*eps(5)sig(6)=sig(6)+g*eps(6),.,13,elseif(etype.eq.shell)thencgc=capa*gq1=cm(1)*cm(2)/(1.0+cm(2)*(1.0-2.0*cm(2)q3=1./(q1+g2)eps(3)=-q1*(eps(1)+eps(2)*q3davg=(-eps(1)-eps(2)-eps(3)/3.p=-davg*cm(1)/(1.-2.*cm(2)sig(1)=sig(1)+p+g2*(eps(1)+davg)sig(2)=sig(2)+p+g2*(eps(2)+davg)sig(3)=0.0sig(4)=sig(4)+g*eps(4)sig(5)=sig(5)+gc*eps(5)sig(6)=sig(6)+gc*eps(6)c,.,14,elseif(etype.eq.beam)thenq1=cm(1)*cm(2)/(1.0+cm(2)*(1.0-2.0*cm(2)q3=q1+2.0*ggc=capa*gdeti=1./(q3*q3-q1*q1)c22i=q3*deti;c23i=-q1*detifac=(c22i+c23i)*q1eps(2)=-eps(1)*fac-sig(2)*c22i-sig(3)*c23ieps(3)=-eps(1)*fac-sig(2)*c23i-sig(3)*c22idavg=(-eps(1)-eps(2)-eps(3)/3.p=-davg*cm(1)/(1.-2.*cm(2)sig(1)=sig(1)+p+g2*(eps(1)+davg)sig(2)=0.0sig(3)=0.0sig(4)=sig(4)+gc*eps(4)sig(5)=0.0sig(6)=sig(6)+gc*eps(6)endifreturnend,.,15,对应的点K中的材料描述,*MAT_USER_DEFINED_MATERIAL_MODELS$MIDROMTLMCNHVIORTHOIBULKIG17.890E-094140043$IVECTIFAIL00$P1(E)P2(NU)P3(G)P4(K)2.100E+053.000E-0180.769E+3175.0E+3,.,16,练习：在PC上开发并应用kelvin-voigt粘弹材料,橡胶采用kelvin-voigt模型,本构方程由下式给定：=E0+E1（/t）其中：E0=0.6437Mpa,E1=0.0136Mpas;密度：4000Kg/m3应用此材料做大变形分析球直径10cm,下面由地板支撑，上部由一钢板在10ms将其到厚度为5cm的圆饼,.,17,步骤：,得到LSTC公司提供的资源Ls-dyna.fLs-dyna.libLs-dyna.dsp打开digitvisualfortran在此环境中打开Ls-dyna.dsp，将,.,18,subroutineumat41(cm,eps,sig,hisv,dt1,capa,etype,time,d,s,t)character*(*)etypedimensioncm(*),eps(*),sig(*),hisv(*),d(6),s(6),t(6)Cccharacter*(*)etypedimensioncm(*),eps(*),sig(*),hisv(*),d(6),s(6),t(6)cg2=cm(1)/(1.+cm(2)g=.5*g2,Ls-dyna.f,.,19,if(etype.eq.brick)thendavg=(-eps(1)-eps(2)-eps(3)/3.p=-davg*cm(1)/(1.-2.*cm(2)s(1)=p+g2*(eps(1)+davg)s(2)=p+g2*(eps(2)+davg)s(3)=p+g2*(eps(3)+davg)s(4)=g*eps(4)s(5)=g*eps(5)s(6)=g*eps(6)d(1)=eps(1)/dt1d(2)=eps(2)/dt1d(3)=eps(3)/dt1d(4)=eps(4)/dt1d(5)=eps(5)/dt1d(6)=eps(6)/dt1Cforthesecondtermintheconstitutiveg2=cm(5)/(1.+cm(2)davg=(-d(1)-d(2)-d(3)/3.,.,20,p=-davg*cm(5)/(1.-2.*cm(2)t(1)=p+g2*(d(1)+davg)t(2)=p+g2*(d(2)+davg)t(3)=p+g2*(d(3)+davg)t(4)=g*d(4)t(5)=g*d(5)t(6)=g*d(6)sig(1)=sig(1)+s(1)+t(1)sig(2)=sig(2)+s(2)+t(2)sig(3)=sig(3)+s(3)+t(3)sig(4)