ANSYS)_LS-DYNA培训教程

1、加载，刚性体和边界条件加载，刚性体和边界条件第第2-1章章Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-2加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体本章的目标本章的目标本章讲术了如何施加载荷、初始条件和阻尼。另外还讨论了刚体和约束本章讲术了如何施加载荷、初始条件和阻尼。另外还讨论了刚体和约束问题。问题。主题主题:加载和边界条件加载和边界条件一般加载过程一般加载过程热载荷的施加热载荷的

2、施加初始速度初始速度阻尼的施加阻尼的施加刚体刚体约束约束A. 本章的例题本章的例题Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-3加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体A. 加载和边界条件加载和边界条件 与隐式静力分析不同，所有显式动力分析施加的载荷必须是时间的函数，与隐式静力分析不同，所有显式动力分析施加的载荷必须是时间的函数，ANSYS中时间载荷步的概念将不再适用。中时间载荷

3、步的概念将不再适用。 因为时间的相关性，许多因为时间的相关性，许多ANSYS 中的加载命令中的加载命令 (如：如： F and SF)在在LS-DYNA中不再适用。中不再适用。 在显式动力分析中只能使用两个数组来定义在显式动力分析中只能使用两个数组来定义载荷。一个数组是时间变量，另一个是载荷载荷。一个数组是时间变量，另一个是载荷变量。变量。 阻尼是用来减小与载荷对应的动力响应。阻尼是用来减小与载荷对应的动力响应。TIMEFORCEExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Tra

4、ining ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-4加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.加载和边界条件加载和边界条件另外，另外，D命令不能用来加载，因为它不与时间相关，它只能用来施加约束命令不能用来加载，因为它不与时间相关，它只能用来施加约束 (永久性的零位移约束永久性的零位移约束).在显式动力分析中，耦合在显式动力分析中，耦合(CP)和约束方程和约束方程(CE)仅对位移的平动仅对位移的平动(U)和转动和转动(ROT) 有效。在大变形中使用耦合有效。在大变形中使用耦合(CP)和约束方程和约束方程(CE) 要分外小心，另要分外小心，另一种约束方

5、法一种约束方法(如如, 用用EDCNSTR)将在本章后面讨论将在本章后面讨论。初始速度初始速度 (EDVEL) 和刚体和刚体 (EDMP, RIGID) 的定义在显式动力分析中非常的定义在显式动力分析中非常重要，它们可以通过避免渐增载荷和减少模型的自由度数来减少重要，它们可以通过避免渐增载荷和减少模型的自由度数来减少CPU 时时间。间。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-5加载，

6、定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.加载和边界条件加载和边界条件ANSYS/LS-DYNA 通常被用来求解瞬态动力分析问题通常被用来求解瞬态动力分析问题 (EDDRELAX, OFF， 它也可以求解静力问题，但这类问题最好使用隐式方法求解，如它也可以求解静力问题，但这类问题最好使用隐式方法求解，如：ANSYS。一个真动力松弛分析一个真动力松弛分析 (EDDRELAX, DYNA) 使得使得LS-DYNA显式求解器可显式求解器可以通过增加阻尼直到动能降为零来执行一个静力分析。一旦动力松弛分以通过增加阻尼直到动能降为零来执行一个静力分析。一旦动力松弛分析已经确定了系统的析已经确定了系统的初

7、始应力状态初始应力状态（如预应力如预应力），就可以接着进行全瞬），就可以接着进行全瞬态动力分析。态动力分析。对预加载几何结构应力初始化对预加载几何结构应力初始化 (EDDRELAX, ANSYS) 类似于真动力松弛类似于真动力松弛分析，但它需要通过前面的隐式静态分析预先获得预载变形。这种类型分析，但它需要通过前面的隐式静态分析预先获得预载变形。这种类型的分析称为的分析称为隐式显式顺序求解，隐式显式顺序求解，详见详见4-3章章。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Train

8、ing ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-6加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体B. 一般加载过程一般加载过程 在在ANSYS/LS-DYNA中，所有瞬态加载必需使用中，所有瞬态加载必需使用EDLOAD 命令命令，并按以下并按以下步骤步骤:创建组元创建组元（ component）或或Part定义数组参数定义数组参数使用使用EDLOAD命令加载命令加载创建组元创建组元（ component）或或Part: ANSYS/LS-DYNA 中的许多载荷是加在节点组元上的中的许多载荷是加在节点组元上的 。但压力是施加在单但压力是施加在单元组元元组元（

9、 element components ）上，而刚体载荷是被施加在上，而刚体载荷是被施加在Part上上。 就当前所选的节点使用就当前所选的节点使用 CM 命令创建节点组元命令创建节点组元 Utility Menu Select Entities NodesUtility Menu Select Comp/Assembly Create ComponentExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #001

10、6302-7加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体 .一般加载过程一般加载过程 最好给创建的集合定义一个意义明确的名字，这样可以避免将载荷加到错误最好给创建的集合定义一个意义明确的名字，这样可以避免将载荷加到错误的结构上。的结构上。 定义数组参数定义数组参数 : 在在 ANSYS/LS-DYNA中，所有载荷都是按特定时间间隔施加中，所有载荷都是按特定时间间隔施加 ，并成组地定义并成组地定义时间数组参数及相应的载荷数组参数时间数组参数及相应的载荷数组参数 (*DIM and *SET):Utility Menu Parameters Array Parameters Define/Ed

11、it AddExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-8加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体 .一般加载过程一般加载过程 每一个时间值与一个载荷值对应每一个时间值与一个载荷值对应。 载荷应施加在整个求解时间中。当达到定义的时间终点时，载荷将会迅速置载荷应施加在整个求解时间中。当达到定义的时间终点时，载荷将会迅速置为零，为避免结构的突然卸载，可以适当延长载荷的终止时间超过分析

12、结束为零，为避免结构的突然卸载，可以适当延长载荷的终止时间超过分析结束的时间，特别是在随后需要进行重起动的分析中应该注意这一点。的时间，特别是在随后需要进行重起动的分析中应该注意这一点。使用使用EDLOAD命令加载命令加载: 完成组元（完成组元（component）或或Part和参数数组定义后可以使用和参数数组定义后可以使用 EDLOAD 命令命令来加载来加载:Solution Loading Options Specify Loads 先选择载荷选项中的（先选择载荷选项中的（Add Loads）. 这一选项同时也可以列出载荷（这一选项同时也可以列出载荷（listing Loads） 和删除载

13、荷（和删除载荷（ deleting load）.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-9加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体 .一般加载过程一般加载过程 选择所要施加载荷的类型选择所要施加载荷的类型:对节点组元（对节点组元（ Components） :Forces: FX, FY, FZDisplacements: UX, UY, UZVelocities: VX, V

14、Y, VZAccelerations: AX, AY, AZBase Accelerations: ACLX, ACLY, ACLZMoments: MX, MY, MZRotations: ROTX, ROTY, ROTZAngular Velocities: OMGX, OMGY, OMGZTemperatures: TEMP对单元组元（对单元组元（ Element Components） :Pressures: PRESS对对 Parts (刚体刚体) :Forces: RBFX, RBFY, RBFZDisplacements: RBUX, RBUY, RBUZVelocities:

15、RBVX, RBVY, RBVZMoments: RBMX, RBMY, RBMZRotations: RBRX, RBRY, RBRZAngular Velocities: RBOX, RBOY, RBOZ 注意左边的规定注意左边的规定 对于刚性体，根据方程对于刚性体，根据方程F=ma ，平，平动加速度可以通过施加等效的力来动加速度可以通过施加等效的力来实现。实现。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Invento

16、ry #0016302-10加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体 .一般加载过程一般加载过程 EDLOAD 菜单的这个选项或者定义菜单的这个选项或者定义一些特定载荷类型（参见命令手册一些特定载荷类型（参见命令手册中的规定）的局部坐标系（中的规定）的局部坐标系（ 通过通过EDLCS定义），或者施加压力时的定义），或者施加压力时的单元面号单元面号(surface) 。 下面的空格根据载荷类型或者定义下面的空格根据载荷类型或者定义节点、单元组元号或者定义节点、单元组元号或者定义Part 号号，如前所述。，如前所述。 选定时间（选定时间（ TIME ）和相应载荷（和相应载荷（LOAD）数组

17、数组 ，如果该栏空着，则可以指定，如果该栏空着，则可以指定预先定义的载荷曲线预先定义的载荷曲线 号号(用用 EDCURVE创建创建) ，通过这种方法可以免去定义多次，通过这种方法可以免去定义多次施加在不同组元上的相同载荷。施加在不同组元上的相同载荷。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-11加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体 .一般加载过程一般加载过程 预先定义的载荷

18、曲线可以有载荷缩放预先定义的载荷曲线可以有载荷缩放系数（没有时间缩放系数）。系数（没有时间缩放系数）。 对多种载荷要指定它的开始时间和终对多种载荷要指定它的开始时间和终结时间，在瞬态分析中，这种方法比结时间，在瞬态分析中，这种方法比赋零值要好。赋零值要好。 最后，你要指定分析阶段，默认值是瞬态阶段最后，你要指定分析阶段，默认值是瞬态阶段 “Transient only” ，如果你的载如果你的载荷是应用于动力松驰分析（用来模拟隐式静态求解），选荷是应用于动力松驰分析（用来模拟隐式静态求解），选 “Dynamic relax”。如果包括两种分析，请选如果包括两种分析，请选 “Trans and D

19、ynam” 。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-12加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体 .一般加载过程一般加载过程 如如ANSYS/LS-DYNA 用户手册第四章讲到的用户手册第四章讲到的, 在动力松驰分析中如果载荷曲线定在动力松驰分析中如果载荷曲线定义了渐变（从零载荷）到稳定的动力松弛阶段，则使用最后一项义了渐变（从零载荷）到稳定的动力松弛阶段，则使用最后一项(

20、Trans and Dynam) 可能会出问题。在松驰阶段后时间重置为可能会出问题。在松驰阶段后时间重置为0，开始瞬态分析，以前预加的，开始瞬态分析，以前预加的载荷被移走，重新渐变加载进行瞬态分析，这样可能会引起不必要的振动。载荷被移走，重新渐变加载进行瞬态分析，这样可能会引起不必要的振动。 最好的途径是使用两条曲线最好的途径是使用两条曲线:一条反映一条反映“Dynamic relax” 阶段的从零渐变的载荷，阶段的从零渐变的载荷，另一条开始于前一条曲线结束点的反映另一条开始于前一条曲线结束点的反映“Transient only”阶段的载荷。阶段的载荷。 在动力松驰分析和指定几何应力初始化分析

21、中，仍然存在时间与载荷的概念。由在动力松驰分析和指定几何应力初始化分析中，仍然存在时间与载荷的概念。由于在随后的瞬态动力学分析中将时间重置为零，你可以认为这是一个假定的初始于在随后的瞬态动力学分析中将时间重置为零，你可以认为这是一个假定的初始时间。时间。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-13加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体 .一般加载过程一般加载过程 在定义了载

22、荷曲线后，你可以用在定义了载荷曲线后，你可以用EDPL命令来显示这条载荷曲线命令来显示这条载荷曲线:Solution Loading Options. Plot Load Curve LCID 此列表能够使你验证所加载荷的信息，其中包括载荷类型，加载的组件，以及此列表能够使你验证所加载荷的信息，其中包括载荷类型，加载的组件，以及时间与加载的数据值。记住要经常检查此列表！时间与加载的数据值。记住要经常检查此列表！ 当选择了当选择了Plot Load Curve选项时，载荷选项时，载荷参考号（参考号（LCID ）会自会自动显示在右图的表中动显示在右图的表中。Explicit Dynamics wi

23、th ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-14加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体 .一般加载过程一般加载过程 通过执行通过执行EDFPLOT, ON 可以显示载荷标识可以显示载荷标识 Utility Menu PlotCtrls Symbols LS-DYNA Load Symbols Show 载荷标识载荷标识总是沿坐标系总是沿坐标系正向显示。正向显示。 因为载荷标识仅标识施因为载荷标识仅标识施加载荷的加载荷

24、的components或或Parts,所以需要显示载所以需要显示载荷曲线以保证采用了正荷曲线以保证采用了正确的载荷方向和数值。确的载荷方向和数值。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-15加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体 C. 热载荷的施加热载荷的施加 在在ANSYS/LS-DYNA中有两种类型的温度载荷中有两种类型的温度载荷:静态热载荷静态热载荷 (Preload

25、) 使用使用TUNIF/BFUNIF and LDREAD 命令命令瞬态热载荷瞬态热载荷 使用使用EDLOAD, ,TEMP 命令命令静态热载荷静态热载荷 (Preload) : 通常应用于从隐式显式顺序求解过程中通常应用于从隐式显式顺序求解过程中 (第第4-3章章).如温度载荷突然施加，将会出现过度的振动如温度载荷突然施加，将会出现过度的振动。 TUNIF/BFUNIF 命令是施加定常温度载荷到模型的所有节点上。命令是施加定常温度载荷到模型的所有节点上。 LDREAD 命令是用来施加来自热分析中的非均匀温度载荷命令是用来施加来自热分析中的非均匀温度载荷 。LDREAD 命令假设温度不随时间变

26、化命令假设温度不随时间变化 (single .RTH solution)LDREAD 命令覆盖用命令覆盖用 TUNIF/BFUNIF 命令所加的温度载荷。命令所加的温度载荷。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-16加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体. .热载荷的施加热载荷的施加瞬态热载荷瞬态热载荷 :EDLOAD, ,TEMP 命令施加随时间变化的温度载荷到节点组元

27、上。命令施加随时间变化的温度载荷到节点组元上。EDLOAD, ,TEMP 命令不能和命令不能和 LDREAD 或或TUNIF/BFUNIF命令一起使用。命令一起使用。在同一模型中不能同时施加瞬态和静态热载荷。在同一模型中不能同时施加瞬态和静态热载荷。静态和瞬态的结构载荷可以和热载荷一起施加。静态和瞬态的结构载荷可以和热载荷一起施加。两种类型均需考虑两种类型均需考虑 :为了施加热载需要定义与温度相关的材料为了施加热载需要定义与温度相关的材料目前支持双线性各向同性材料目前支持双线性各向同性材料 (TB, BISO) 。最多定义六种不同温度的材料数据。最多定义六种不同温度的材料数据。不能超过指定的材

28、料温度范围。不能超过指定的材料温度范围。为模拟热弹性材料，需要将材料的屈服应力值设大一些。为模拟热弹性材料，需要将材料的屈服应力值设大一些。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-17加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.热载荷的施加热载荷的施加两种类型均需考虑两种类型均需考虑(继续继续):实际温度载荷实际温度载荷=用户施加的温度用户施加的温度-TREFTREF 默认值为

29、默认值为0PLANE162, SHELL163, and SOLID164 单元支持单元支持PLANE162 不支持不支持 “drelax” 文件文件(参见第参见第4-3章章), 只有瞬态热载荷或冲击热载荷只有瞬态热载荷或冲击热载荷适于单元适于单元 PLANE162设置设置ALPX=0 ，仅定义与温度相关的机械力学性能仅定义与温度相关的机械力学性能(EX, PRXY, ) ，使瞬态热，使瞬态热显式分析稳定。显式分析稳定。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training

30、 ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-18加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体D. 初始速度初始速度在开始瞬态分析时，初始速度有利于稳定加载。在开始瞬态分析时，初始速度有利于稳定加载。ANSYS/LS-DYNA 允许使用允许使用EDVEL命令对节点或节点组元（命令对节点或节点组元（component）施加平动或转动的初始速度，同样也可以使用施加平动或转动的初始速度，同样也可以使用 EDPVEL 命令对命令对 Parts 或或 Part 集合施加初始速度集合施加初始速度. EDPVEL 命令实际上是对属于某个命令实际上是对属于某个Part 的节

31、点建立一个集合，所以它可以象的节点建立一个集合，所以它可以象EDVEL命令一样使用，输入参数类似，在这儿不再讨论。命令一样使用，输入参数类似，在这儿不再讨论。使用使用EDVEL命令有两种方法定义初始速度命令有两种方法定义初始速度: VGEN :在在GUI操作中使用操作中使用 w/ Axial Rotate VELO :在在GUI操作中使用操作中使用 w/ Nodal RotateExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002I

32、nventory #0016302-19加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.初始速度初始速度EDVEL, VGEN 命令命令:VGEN 命令定义相对于总体坐标系的平动和对任一轴的转动命令定义相对于总体坐标系的平动和对任一轴的转动。VGEN 命令可以对转动的命令可以对转动的component施加速度施加速度。VGEN命令不能用在简单或完全重起动分析中命令不能用在简单或完全重起动分析中 。EDVEL, VELO 命令命令:VELO 命令可以施加节点或节点组元相对于总体坐标系的初始平动或命令可以施加节点或节点组元相对于总体坐标系的初始平动或 转动速度。转动速度。VELO 命令将旋转自由

33、度直接施加于节点上，所以只对命令将旋转自由度直接施加于节点上，所以只对 BEAM161 和和 SHELL163 单元适用单元适用.VELO 不能用在完全重启动分析中不能用在完全重启动分析中。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-20加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.初始速度初始速度EDVEL, VGEN命令命令 : w/ Axial Rotate指定所要施加初始速度

34、的节点或节点组元。指定所要施加初始速度的节点或节点组元。同样存在同样存在listing 和和deleting 选项。选项。在总体在总体Cartesian坐标系中施加坐标系中施加X, Y, Z方向方向 的平动速度。的平动速度。定义角速度，旋转轴的定义角速度，旋转轴的X、Y、 Z 坐标和相坐标和相对于对于 总体笛卡儿坐标系总体笛卡儿坐标系 X、 Y、 Z的角度。的角度。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventor

35、y #0016302-21加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.初始速度初始速度EDVEL, VELO命令命令 : w/ Nodal Rotate 指定所要施加初始速度的节点或节点指定所要施加初始速度的节点或节点组元。同样存在组元。同样存在listing 和和deleting 选选项。项。输入总体坐标系输入总体坐标系X, Y, Z 方向的平动速方向的平动速度。度。输入相对于总体坐标系输入相对于总体坐标系X, Y, Z方向的方向的角速度角速度(W W) 。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with AN

36、SYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-22加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.初始速度初始速度VGEN和和VELO :对相同的节点或节点组元重新执行对相同的节点或节点组元重新执行 EDVEL 命令将会覆盖以前设定的值命令将会覆盖以前设定的值 。VGEN 和和 VELO 命令不能在同一个分析中使用命令不能在同一个分析中使用.如果如果EDDRELAX, ANSYS (隐式到显式顺序求解隐式到显式顺序求解) 在在 EDVEL, VGEN命令之前命令之前使用使用, 那么那么ANSYS将自动设置将自动设置

37、*INITIAL_VELOCITY_GENERATION 命令命令PHASE 项项:PHASE=0 用于刚体节点用于刚体节点 (初始速度基于最初的几何模型初始速度基于最初的几何模型)PHASE=1 用于可变形体的节点用于可变形体的节点 (初始速度基于变形体的几何模型初始速度基于变形体的几何模型)因此，一个节点组元不应该把刚性体和变形体混合在一起。因此，一个节点组元不应该把刚性体和变形体混合在一起。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch

38、 7, 2002Inventory #0016302-23阻尼阻尼是在瞬态动力学分析中用来减小结构分析中不切实际的振动。是在瞬态动力学分析中用来减小结构分析中不切实际的振动。可以通过可以通过EDDAMP 命令在命令在 ANSYS/LS-DYNA中定义质量中定义质量 阻尼阻尼(alpha) 和刚度阻尼和刚度阻尼 (beta) :Preprocessor Material Props Damping .定义施加阻尼的定义施加阻尼的 Part 号号. 如果如果 Part = ALL (or blank), global alpha 阻尼将被应用于整个模型。阻尼将被应用于整个模型。加载，定义边界条件及

39、刚体加载，定义边界条件及刚体E. 阻尼控制阻尼控制LCID (EDCURVE) 命令用来指定相对于命令用来指定相对于时间的时间的alpha阻尼阻尼或者，不变的阻尼系数或者，不变的阻尼系数, VALDMP (alpha or beta), 可以用来代替对时间的可以用来代替对时间的alpha阻尼曲线阻尼曲线 或者使用或者使用alpha LCID 命命令中的比例系数令中的比例系数.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inv

40、entory #0016302-24当当 Part = ALL 或曲线或曲线 ID (LCID)被指定时，被指定时，alpha 阻尼会自动的应用于模型。阻尼会自动的应用于模型。 质量比例质量比例 阻尼对于低频率振动是有效的，并会抑制刚性体运动。不能被同时阻尼对于低频率振动是有效的，并会抑制刚性体运动。不能被同时定义常数和与时间相关的定义常数和与时间相关的alpha阻尼。阻尼。当当LCID = 0（or blank） 且阻尼系数被指定时，且阻尼系数被指定时，beta 阻尼被应用于指定的阻尼被应用于指定的 Part。 刚度比例阻尼对于高频率振动是有效的。与时间相关的刚度阻尼是无刚度比例阻尼对于高频

41、率振动是有效的。与时间相关的刚度阻尼是无效的。效的。如果对一个如果对一个 Part要同时定义要同时定义 alpha 和和 beta 阻尼时阻尼时, 可以使用可以使用 EDDAMP, PART, LCID来定义来定义 alpha 阻尼阻尼 ， 用用MP, DAMP, MAT, VALDMP来定义相对于来定义相对于材料（不是材料（不是Part）的的beta阻尼。所以最好每种材料定义在单独阻尼。所以最好每种材料定义在单独Part中，以免互中，以免互相冲突。相冲突。加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.阻尼控制阻尼控制Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA

42、 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-25加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.阻尼控制阻尼控制为了看到为了看到EDDAMP命令所指定的阻尼，执行命令所指定的阻尼，执行:edsolv$stat ! Utility Menu-List-Status-LS-DYNA列出了显式动力加权阻尼列出了显式动力加权阻尼 Load Part Lcid Valdmp Damping ALL 0 20.0000000 Damping 1 0 0.1000000

43、00E-04 Damping 2 0 0.100000000E-04 Damping 3 0 0.100000000E-04 Damping 4 0 0.100000000E-04 Damping 5 0 0.100000000E-04 Damping 6 0 0.100000000E-04 Damping 7 0 0.100000000E-04上面的信息显示在上面的信息显示在ANSYS输出窗口（或输出文件）输出窗口（或输出文件）.MPLIST 只列出只列出 由由 MP,DAMP 命令指定的命令指定的BETA 阻尼阻尼.这里所显示的大的质量比例这里所显示的大的质量比例 (ALPHA) 阻尼将迅

44、速减小动阻尼将迅速减小动力响应。力响应。施加在每一个施加在每一个Part 上的刚度上的刚度 (BETA) 阻尼用来消除高频振阻尼用来消除高频振荡。荡。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-26加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体F. 刚体刚体刚体的一般介绍刚体的一般介绍:刚体刚体用于定义模型中的用于定义模型中的刚性部分刚性部分 并且可以减少执行一个显式分析所使用的并且可

45、以减少执行一个显式分析所使用的CPU时间。时间。在在ANSYS/LS-DYNA中，所有刚体的节点自由度都与其质心自由度耦合在一起中，所有刚体的节点自由度都与其质心自由度耦合在一起。 因此，刚性体无论其单元节点数量多大，都只有六个自由度。因此，刚性体无论其单元节点数量多大，都只有六个自由度。程序通过组成刚体的单元的体积和密度自动计算出质量、质心和惯量特性。这程序通过组成刚体的单元的体积和密度自动计算出质量、质心和惯量特性。这些特性都可以由些特性都可以由EDIPART 命令定义的值覆盖。命令定义的值覆盖。作用于刚体上力和力矩由每一时间步的节点值叠加而得作用于刚体上力和力矩由每一时间步的节点值叠加而

46、得， 刚体的运动通过质心刚体的运动通过质心计算而得，并把相应的位移值传递给节点计算而得，并把相应的位移值传递给节点。 Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-27加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.刚体刚体必须输入精确的刚体材料特性必须输入精确的刚体材料特性 (EX, NUXY, and DENS)。 杨氏模量用来计算杨氏模量用来计算接触罚刚度（接触罚刚度（penalt

47、y stiffness），），所以它的值不应该是任意大。所以它的值不应该是任意大。 通过这些命令定义刚体通过这些命令定义刚体: EDMP, RIGID, MATID, CON1, CON2Preprocessor Material Props Material Models LS-DYNA Rigid MaterialGUI在一个在一个 窗口里同时包括窗口里同时包括 MP 命命令令 (定义定义 EX, NUXY, and DENS) 和和 EDMP, RIGID 命令命令 (施加刚体约束施加刚体约束)的定义。的定义。 具有相同具有相同MATID的单元，尽管互相的单元，尽管互相不相连，可以定义在

48、一个刚性体中不相连，可以定义在一个刚性体中。平动和转动约束被施加在刚体质心平动和转动约束被施加在刚体质心。定义刚体定义刚体 :Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-28加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.刚体刚体 GUI根据定义方式显示材料特性，命令根据定义方式显示材料特性，命令（ MPLIST ）则以另一种格式输出。则以另一种格式输出。平动、转动约束平动、转动约束用

49、相应的标识号用相应的标识号显示。显示。约束是平行于总约束是平行于总体坐标系的体坐标系的.0 - no global translational constraint1 - constrain UX only2 - constrain UY only3 - constrain UZ only4 - constrain UX and UY5 - constrain UY and UZ6 - constrain UX and UZ7 - constrain UX, UY, and UZ0 - no global rotational constraint1 - constrain ROTX only

50、2 - constrain ROTY only3 - constrain ROTZ only4 - constrain ROTX and ROTY5 - constrain ROTY and ROTZ6 - constrain ROTX and ROTZ7 - constrain ROTX, ROTY, and ROTZExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-29加载，定义边界条件及

51、刚体加载，定义边界条件及刚体.刚体刚体刚体加载刚体加载 :如前所述，所有的刚体位移都应用于如前所述，所有的刚体位移都应用于Part号号 而不应用于而不应用于component。在使用在使用EDLOAD命令施加刚体载荷前要经常检查命令施加刚体载荷前要经常检查 Part 列表，因为列表，因为EDMP, RIGID, MATID 命令定义材料刚性命令定义材料刚性 (不是不是 Part)。此外，此外， 划网格时对不同的划网格时对不同的PART尽量尽量要使用不同的材料要使用不同的材料. Solution Loading Options Specify Loads Add Loads可以施加的刚体载荷可以

52、施加的刚体载荷 :RBFX, RBFY, RBFZ (Forces)RBUX, RBUY, RBUZ (Displacements)RBVX, RBVY, RBVZ (Velocities)RBMX, RBMY, RBMZ (Moments)RBRX, RBRY, RBRZ (Rotations)RBOX, RBOY, RBOZ (Angular Velocities)对某些载荷类型可选择局部坐标系号对某些载荷类型可选择局部坐标系号(用用EDLCS命令建立命令建立) 。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with

53、ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-30加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.刚体刚体合并刚体合并刚体 :可以使用可以使用 EDCRB 命令将两命令将两 个刚体合并，合并后它们将被看作一个刚体个刚体合并，合并后它们将被看作一个刚体:Preprocessor Coupling / Ceqn Rigid Body CE从从Part 附属于主附属于主 Part. 从从PART的参的参数将被忽略。数将被忽略。根据需要，可以将多个从根据需要，可以将多个从PART合并合并到主到主PART中，但不要创建新

54、的主中，但不要创建新的主PART。为避免覆盖合并了的刚体，不要重复使用为避免覆盖合并了的刚体，不要重复使用 EDCRB 命令定义同一参考号。命令定义同一参考号。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-31加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.刚体刚体刚体的惯性量刚体的惯性量 :使用使用EDIPART 定义刚体的惯性量定义刚体的惯性量。缺省情况下缺省情况下, LS-DYNA

55、自动地通过有限元网格（单元体积，密度，位置）来自动地通过有限元网格（单元体积，密度，位置）来计算刚体的惯性计算刚体的惯性。当模型比较复杂或网格比较粗糙时，人工定义刚体的惯性比缺省值要准确。当模型比较复杂或网格比较粗糙时，人工定义刚体的惯性比缺省值要准确。EDIPART 允许仅对部分结构进行网格划分。允许仅对部分结构进行网格划分。使用使用EDIPART命令时必须已经定义了命令时必须已经定义了Parts 。Preprocessor LS-DYNA Options Inertia Options Define InertiaExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6

56、.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-32加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.刚体刚体指定刚体的惯性量和初始状态指定刚体的惯性量和初始状态: 质心的位置质心的位置 (X, Y, Z) 平动质量平动质量 惯性张量惯性张量 (IXX, IXY, IXZ, IYY, IYZ, IZZ) 初始速度初始速度 (RBVX, RBVY, RBVZ, RBOX, RBOY, RBOZ)如果没有选择如果没有选择global origin ， GUI自动跳出一个

57、窗口要自动跳出一个窗口要求指定相应坐标向量求指定相应坐标向量。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-33加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.刚体刚体总结总结 :与与ANSYS中的隐式分析不同中的隐式分析不同, 在定义在定义PART时不要使用过高的弹性模量值（时不要使用过高的弹性模量值（EX ）来使之刚化，需要精确的材料特性来计算接触刚度来使之刚化，需要精确的材料特性来

58、计算接触刚度。 使用使用 EDMP, RIGID 命令来定义相应材料刚性。命令来定义相应材料刚性。 不能给刚体的节点施加约束，所有的约束都必须施加到刚体的质心上。不能给刚体的节点施加约束，所有的约束都必须施加到刚体的质心上。两个刚体不能共享同一节点，用两个刚体不能共享同一节点，用EDCRB 命令可以将刚体合并到一起。命令可以将刚体合并到一起。将结构中变形不重要的部位定义为刚体将结构中变形不重要的部位定义为刚体 (如：金属成形中的冲头与模具），如：金属成形中的冲头与模具），这样可以大大节省这样可以大大节省CPU时间。时间。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA

59、6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-34加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体G. 约束约束在在 ANSYS/LS-DYNA中中, 非零位移作为与时间相关的载荷施加，然而有许多非零位移作为与时间相关的载荷施加，然而有许多种约束方式可以用来定义其它的边界条件。种约束方式可以用来定义其它的边界条件。ANSYS/LS-DYNA 约束约束 :约束约束节点坐标系旋转节点坐标系旋转对称边界面对称边界面非反射边界面非反射边界面额外节点组元额外节点组元节点刚

60、体节点刚体壳与实体的连接壳与实体的连接铆接铆接点焊点焊注注: 同一节点或同一自由度不允许多重约束。同一节点或同一自由度不允许多重约束。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-35加载，定义边界条件及刚体加载，定义边界条件及刚体.约束约束约束约束 : Solution Constraints Apply On Nodes (etc.) D 命令只能对节点施加零位移命令只能对节点施加零位