ANSYS／LSDYNA 顯式動力學 培訓手冊

《ANSYS／LSDYNA 顯式動力學 培訓手冊》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《ANSYS／LSDYNA 顯式動力學 培訓手冊（278頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-1歡迎歡迎 !歡迎使用歡迎

2、使用ANSYS/LS-DYNA 顯式動力學顯式動力學 培訓手冊培訓手冊!這個培訓課程包括將這個培訓課程包括將ANSYS 前后處理器和前后處理器和LS-DYNA顯式求解器有效結(jié)顯式求解器有效結(jié)合起來完成高度非線性及瞬態(tài)分析的過程。合起來完成高度非線性及瞬態(tài)分析的過程。 同時同時ANSYS 隱式求解器可隱式求解器可以與以與LS-DYNA顯式求解器一起使用來擴展應用范圍。顯式求解器一起使用來擴展應用范圍。假設使用者已經(jīng)了解假設使用者已經(jīng)了解ANSYS中基本的靜態(tài)非線性和動力學分析過程，如中基本的靜態(tài)非線性和動力學分析過程，如金屬塑性分析，接觸及瞬態(tài)現(xiàn)象，及基本的建模和網(wǎng)格劃分技術(shù)，如選金屬塑性分析，

3、接觸及瞬態(tài)現(xiàn)象，及基本的建模和網(wǎng)格劃分技術(shù)，如選擇邏輯的概念。擇邏輯的概念。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7

4、, 2002Inventory #0016301-2培訓安排培訓安排第第1 1天天概述、單元、概述、單元、partpart定義定義第第2 2天天載荷邊界、求解控制、后處理載荷邊界、求解控制、后處理第第3 3天天材料、接觸材料、接觸第第4 4天天重啟動、顯式隱式連續(xù)求解、隱式顯式連續(xù)求解重啟動、顯式隱式連續(xù)求解、隱式顯式連續(xù)求解第第5 5天天跌落分析、總結(jié)、討論跌落分析、總結(jié)、討論Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/

5、LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-3培訓目標和方式培訓目標和方式培訓目標培訓目標:判斷問題屬于顯式求解或隱式求解的能力。判斷問題屬于顯式求解或隱式求解的能力。熟練利用熟練利用ANSYS/LS-DYNA完成顯式動力學分析的過程。完成顯式動力學分析的過程。獲得在顯式動力分析中有效解

6、決問題的實際經(jīng)驗獲得在顯式動力分析中有效解決問題的實際經(jīng)驗培訓方式培訓方式:培訓手冊培訓手冊和和習題集習題集是這套幻燈的拷貝文檔。是這套幻燈的拷貝文檔。習題集的練習用來強化每一章所學習的內(nèi)容。習題集的練習用來強化每一章所學習的內(nèi)容。概述概述第第1-1章章Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dyna

7、mics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-5概述概述 本章目標本章目標本章包括顯式動力學和本章包括顯式動力學和ANSYS/LS-DYNA 程序的背景、應用、理論以及概程序的背景、應用、理論以及概述。述。主題主題:A. 什么是什么是 ANSYS/LS-DYNA ?B. ANSYS/LS-DYNA的應用的應用C. 隱式和顯式方法的比較隱式和顯式方法的比較D. 臨界時間步臨界時間步E. 文件系統(tǒng)文件系統(tǒng) F. 習題習

8、題Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-6概述概述 A. 什么是

9、什么是 ANSYS/LS-DYNA?顯式動力學有限元程序的基本目標顯式動力學有限元程序的基本目標用來求解高度非線性瞬態(tài)動力學問題用來求解高度非線性瞬態(tài)動力學問題對大范圍的接觸類型有效對大范圍的接觸類型有效豐富先進的材料模型豐富先進的材料模型強大的大變形分析能力強大的大變形分析能力ANSYS 和和LS-DYNA 程序的無縫結(jié)合程序的無縫結(jié)合將將LS-DYNA 求解器完全集成到求解器完全集成到 ANSYS程序中程序中所有的前后處理使用所有的前后處理使用ANSYS標準格式標準格式GUI 完全類似于通用完全類似于通用ANSYS程序程序支持隱式顯式順序求解能力支持隱式顯式順序求解能力Explicit D

10、ynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-7概述概述 什么是什么是 ANSYS/LS-D

11、YNA?完美的顯式和隱式求解技術(shù)的結(jié)合完美的顯式和隱式求解技術(shù)的結(jié)合ANSYS 前后處理前后處理:所有的顯式動力學特定的命令有所有的顯式動力學特定的命令有EDxx前綴前綴用戶化用戶化ANSYS GUI能有效的執(zhí)行顯式問題能有效的執(zhí)行顯式問題支持所有的固體建模和布爾操作支持所有的固體建模和布爾操作允許直接輸入允許直接輸入IGES, Pro/E, ACIS, Parasolid等幾何模型等幾何模型支持所有的支持所有的ANSYS自由網(wǎng)格劃分技術(shù)自由網(wǎng)格劃分技術(shù)可以使用可以使用APDL 和優(yōu)化設計和優(yōu)化設計支持所有的通用后處理器特性和動畫宏支持所有的通用后處理器特性和動畫宏專業(yè)的時間歷程后處理器專業(yè)的

12、時間歷程后處理器LS-DYNA 求解器求解器市場上最快的顯式求解器市場上最快的顯式求解器比其他任何顯式程序具有更多的特性比其他任何顯式程序具有更多的特性完全版本的完全版本的 LS-DYNA (帶有氣囊，空氣包帶有氣囊，空氣包, 安全帶安全帶, 炸藥模型等炸藥模型等)完全版的完全版的LS-POST后處理器后處理器Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with A

13、NSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-8概述概述 B. ANSYS/LS-DYNA 的應用的應用 防撞性分析防撞性分析ANSYS/LS-DYNA 適合波的傳播分析適合波的傳播分析: 整車碰撞整車碰撞 汽車部件分析汽車部件分析所有汽車工業(yè)的碰撞所有汽車工業(yè)的碰撞轎車轎車卡車卡車公共汽車公共汽車火車火車輪船輪船航行器航行器Explicit Dynamic

14、s with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-9制造過程的模擬制造過程的模擬 深拉深拉 液壓成形液壓成形

15、 超彈成形超彈成形 軋制軋制 擠壓擠壓 沖壓沖壓 加工加工 鉆鉆所有的這些成形過程可以利用所有的這些成形過程可以利用LS-DYNA 程序的質(zhì)量縮放和變化工程序的質(zhì)量縮放和變化工具速度功能來模擬具速度功能來模擬概述概述 ANSYS/LS-DYNA 的應用的應用Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dy

16、namics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-10 管碰撞管碰撞 (ANSYS News 3/93): 帶有帶有50 rad/sec旋轉(zhuǎn)角速度的管的碰撞旋轉(zhuǎn)角速度的管的碰撞 CPU 時間時間 (SGI Octane R12000) Write Jobname.KJobname.RST與標準的與標準的ANSYS .RST類似的顯式動力學結(jié)果文件類似的顯式動力學結(jié)果文件主要用來在通用后處理器主要用來在通用后處理器A

17、NSYS postprocessor (POST1)中查看結(jié)果中查看結(jié)果包括相對少的時間步結(jié)果包括相對少的時間步結(jié)果 (e.g., 10 - 1000) Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with

18、ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-21ANSYS/LS-DYNA 運行過程中產(chǎn)生的運行過程中產(chǎn)生的ANSYS文件的描述文件的描述(繼續(xù)繼續(xù)): Jobname.HISPOST26 中使用的顯式動力學時間歷程結(jié)果文件中使用的顯式動力學時間歷程結(jié)果文件包含模型中節(jié)點或單元子集的結(jié)果包含模型中節(jié)點或單元子集的結(jié)果通常比通常比 Jobname.rst 包含更多時間步的結(jié)果信息包含更多時間步的結(jié)果信息時間歷程時間歷程 ASCII 輸出文件輸出文件包含顯式分析的附加信息的特定文件包含顯式分析的附加信息的特定文件用

19、戶在求解前定義要輸出的文件用戶在求解前定義要輸出的文件 (EDOUT command)ASCII 輸出文件輸出文件 (一些通過一些通過 POST26 中中EDREAD命令可以獲得的命令可以獲得的) 包括包括:GLSTAT:總體統(tǒng)計和能量總體統(tǒng)計和能量MATSUM:材料能量總結(jié)材料能量總結(jié) (基于基于 Part ID 號號)SPCFORC:單點單點 (節(jié)點節(jié)點) 約束反作用力約束反作用力RCFORC:接觸面反作用力接觸面反作用力RBDOUT:剛體數(shù)據(jù)剛體數(shù)據(jù)NODOUT:節(jié)點數(shù)據(jù)節(jié)點數(shù)據(jù)ELOUT:單元結(jié)果單元結(jié)果etc.概述概述 文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)Explicit Dynamics with A

20、NSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-22概述概述 文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)在顯式求解過程中可以生成下面兩個文件用于在顯

21、式求解過程中可以生成下面兩個文件用于ANSYS/LSDYNA附帶的附帶的 LS-POST后處理后處理 :D3PLOT : 類似于類似于 ANSYS Jobname.RST 的二進制結(jié)果文件的二進制結(jié)果文件D3THDT : 類似于類似于ANSYS Jobname.HIS 的時間歷程結(jié)果文件的時間歷程結(jié)果文件LS-POST可以識別所有的由可以識別所有的由LS-DYNA 生成的生成的 ASCII 時間歷程輸出文件時間歷程輸出文件Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explici

22、t Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-23概述概述F. 習題習題1-1這個習題包括下面問題這個習題包括下面問題:練習練習1-1. 方盒的跌落試驗方盒的跌落試驗單元單元第第1-2章章Explicit Dynamics with ANSYS/

23、LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-25 單元單元 本章目標本章目標本章包括理解和定義本章包括理解和定義ANSYS/LS

24、-DYNA單元單元主題主題:A. 了解顯式動力學單元家族了解顯式動力學單元家族B. 縮減積分縮減積分C. 沙漏沙漏D. 定義定義 ANSYS/LS-DYNA 單元單元E. LINK160 - 3-D Spar (Truss)F. BEAM161 - 3-D BeamG. PLANE162 - 2-D SolidH. SHELL163 - 3-D Thin ShellExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA

25、 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-26 單元單元 本章目標本章目標主題主題 （繼續(xù)（繼續(xù)):I. SOLID164 - 3-D 8-node BrickJ. COMBI165 - 3-D Spring or DamperK. MASS166 - 3-D Mass L. LINK167 - 3

26、-D CableM. 單元使用指導單元使用指導N. 單元習題單元習題Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 20

27、02Inventory #0016301-27單元單元 A. 顯式動力學單元概述顯式動力學單元概述ANSYS/LS-DYNA 程序可以定義程序可以定義8種不同的單元種不同的單元:LINK160: 3-D 顯式桿單元顯式桿單元 (類似于類似于 LINK8)BEAM161: 3-D 顯式梁單元顯式梁單元 (類似于類似于 BEAM4)PLANE162: 2-D 顯式平面體單元顯式平面體單元 (類似于類似于 PLANE42)SHELL163: 3-D 顯式薄殼單元顯式薄殼單元 (類似于類似于 SHELL181)SOLID164: 3-D 顯式體單元顯式體單元 (類似于類似于 SOLID185)COMB

28、I165: 3-D 顯式彈簧阻尼單元顯式彈簧阻尼單元 (類似于類似于 COMBIN14)MASS166: 3-D 顯式結(jié)構(gòu)質(zhì)量單元顯式結(jié)構(gòu)質(zhì)量單元 (類似于類似于 MASS21)LINK167: 3-D 顯式索單元顯式索單元 (類似于類似于 LINK10)除除2-D PLANE162外外 (平面應力，平面應變或軸對稱平面應力，平面應變或軸對稱)，其它顯式單元，其它顯式單元都是三維單元都是三維單元Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics wit

29、h ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-28單元單元 顯式動力學單元概述顯式動力學單元概述顯式單元族在以下方面與顯式單元族在以下方面與 ANSYS 隱式單元明顯不同隱式單元明顯不同:每種顯式單元幾乎對所有的材料模型有效。在隱式每種顯式單元幾乎對所有的材料模型有效。在隱

30、式 ANSYS中，不同的單元類中，不同的單元類型僅僅適用于特定的材料模式，如超彈單元型僅僅適用于特定的材料模式，如超彈單元 (HYPER56, 58, 74) 和粘彈單元和粘彈單元 (VISCO106 , 108), 盡管現(xiàn)在新的盡管現(xiàn)在新的18X 隱式單元允許多種材料選項。隱式單元允許多種材料選項。大多數(shù)顯式單元有許多不同的算法，如大多數(shù)顯式單元有許多不同的算法，如SHELL163最多有最多有12種算法。種算法。 歷史上歷史上，隱式單元根據(jù)不同的算法給單元以不同的名字，隱式單元根據(jù)不同的算法給單元以不同的名字 (如如SHELL43 和和 63), 但是現(xiàn)但是現(xiàn)在新的在新的18X隱式單元正向這

31、個趨勢發(fā)展。隱式單元正向這個趨勢發(fā)展。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #00

32、16301-29顯式單元族在以下方面與顯式單元族在以下方面與 ANSYS 隱式單元明顯不同隱式單元明顯不同:(續(xù)續(xù)):顯式單元支持顯式單元支持ANSYS/LS-DYNA所允許的所有非線性選項。所允許的所有非線性選項。所有的顯式動力學單元具有一次線性位移函數(shù)。目前尚沒有高階的二次位移所有的顯式動力學單元具有一次線性位移函數(shù)。目前尚沒有高階的二次位移函數(shù)。函數(shù)。在在ANSYS/LS-DYNA中，沒有帶有額外形函數(shù)和中間節(jié)點的單元及中，沒有帶有額外形函數(shù)和中間節(jié)點的單元及P-單元。單元。每種顯式單元缺省為單點積分單元。每種顯式單元缺省為單點積分單元。單元單元 顯式動力學單元概述顯式動力學單元概述Ex

33、plicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-30單元單元 B. 縮減積分算

34、法縮減積分算法縮減積分單元縮減積分單元 是使用最少積分點的單元。一個縮減積分體單元在其中心是使用最少積分點的單元。一個縮減積分體單元在其中心有一個積分點，一個縮減積分殼單元有一個平面內(nèi)積分點，但沿著殼的有一個積分點，一個縮減積分殼單元有一個平面內(nèi)積分點，但沿著殼的厚度可以設置多個積分點。厚度可以設置多個積分點。全積分單元全積分單元 主要用于隱式主要用于隱式ANSYS中。中。 在在ANSYS/LS-DYNA中，全積分中，全積分體單元有體單元有8個積分點，全積分殼單元有個積分點，全積分殼單元有4個平面內(nèi)積分點（沿著殼的厚度個平面內(nèi)積分點（沿著殼的厚度有多組積分平面）。有多組積分平面）。 縮減積分通

35、過減小單元處理時間來減少縮減積分通過減小單元處理時間來減少CPU時間，所以縮減積分通常是時間，所以縮減積分通常是ANSYS/LS-DYNA中缺省的形式。中缺省的形式。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics

36、 with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-31單元單元 縮減積分算法縮減積分算法除了節(jié)省除了節(jié)省CPU 時間，單點積分單元有利于大變形分析。時間，單點積分單元有利于大變形分析。ANSYS/LS-DYNA 單元能經(jīng)歷比單元能經(jīng)歷比ANSYS 單元大得多的變形。單元大得多的變形?？s減積分單元有兩個主要的缺點縮減積分單元有兩個主要的缺點可能出現(xiàn)零能模式的變形可能出現(xiàn)零能模式的變形 (沙漏沙漏)應力結(jié)果的精度直接與積分點的個數(shù)相關(guān)應力結(jié)果的精度直接與積分點的個數(shù)相關(guān)Explicit Dynamics wi

37、th ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-32單元單元 C. 沙漏沙漏 沙漏沙漏 是一種以比結(jié)構(gòu)全局響應高得

38、多的頻率震蕩的零能變形模式。是一種以比結(jié)構(gòu)全局響應高得多的頻率震蕩的零能變形模式。 沙沙漏模式導致一種在數(shù)學上是穩(wěn)定的、但在物理上無法實現(xiàn)的狀態(tài)。他們漏模式導致一種在數(shù)學上是穩(wěn)定的、但在物理上無法實現(xiàn)的狀態(tài)。他們通常沒有剛度，變形呈現(xiàn)鋸齒形網(wǎng)格。通常沒有剛度，變形呈現(xiàn)鋸齒形網(wǎng)格。單點單點 (縮減縮減) 積分單元將產(chǎn)生零能模式積分單元將產(chǎn)生零能模式在分析中沙漏變形的出現(xiàn)使結(jié)果無效，所以應盡量減小和避免在分析中沙漏變形的出現(xiàn)使結(jié)果無效，所以應盡量減小和避免如果總體沙漏能超過模型總體內(nèi)能的如果總體沙漏能超過模型總體內(nèi)能的10% ，那么分析可能就是無效的。關(guān)于，那么分析可能就是無效的。關(guān)于沙漏能以后會

39、討論沙漏能以后會討論 (GLSTAT 和和 MATSUM文件文件)， 有時侯甚至有時侯甚至 5% 的沙漏也的沙漏也是不允許的。是不允許的。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS

40、-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-33 單點積分實體單元的零能模式單點積分實體單元的零能模式: 有必要控制零能模式有必要控制零能模式 沙漏控制通過附加的剛度或粘性阻尼來阻止這樣的模式沙漏控制通過附加的剛度或粘性阻尼來阻止這樣的模式單元單元 沙漏沙漏 Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamic

41、s with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-34單元單元 沙漏沙漏 在在 ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏中控制沙漏避免能夠激起沙漏模式的單點載荷。因為一個被激勵的單元會將沙漏模式傳遞到避免能夠激起沙漏模式的單點載荷。因為一個被激勵的單元會將沙漏模式傳遞到周圍的單元，所以不要施加單點載荷。如果可能，盡量將載荷如同壓力那樣施加周圍的單元，

42、所以不要施加單點載荷。如果可能，盡量將載荷如同壓力那樣施加到多個單元上。到多個單元上。細化網(wǎng)格通常減少沙漏，但是一個大的模型通常會增加求解時間并使結(jié)果文件增細化網(wǎng)格通常減少沙漏，但是一個大的模型通常會增加求解時間并使結(jié)果文件增大。大。全積分單元可以避免沙漏，但根據(jù)不同應用，要以求解速度，求解能力甚至求解全積分單元可以避免沙漏，但根據(jù)不同應用，要以求解速度，求解能力甚至求解精度為代價。另一種選擇，可以在網(wǎng)格劃分時，分散一些全積分的精度為代價。另一種選擇，可以在網(wǎng)格劃分時，分散一些全積分的“種子種子”單元單元于模型中從而減少沙漏。于模型中從而減少沙漏。 PLANE162無全積分模式，梁單元不需要全

43、積分。無全積分模式，梁單元不需要全積分。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0

44、016301-35單元單元 沙漏沙漏在在 ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏中控制沙漏(續(xù)續(xù))總體總體 調(diào)整模型的調(diào)整模型的體積粘度體積粘度可以減少沙漏變形?？梢酝ㄟ^可以減少沙漏變形?？梢酝ㄟ^EDBVIS命令的線性命令的線性或二次系數(shù)來增加模型的體積粘度或二次系數(shù)來增加模型的體積粘度: Solution Analysis Options Bulk Viscosity 不推薦過大改變不推薦過大改變 EDBVIS命令的缺省值命令的缺省值 (1.5 and .06) ，因為它將對總體，因為它將對總體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相反的效應。結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相反的效應。粘性沙漏控制推薦用于快速變形粘性沙漏控制推薦用于快速變形的問

45、題中（例如激振波）的問題中（例如激振波）可用的單元包括可用的單元包括PLANE162 和和 SOLID164.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Train

46、ing ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-36單元單元 沙漏沙漏 在在 ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏中控制沙漏(續(xù)續(xù))總體總體 增加增加 彈性剛度彈性剛度 來減少沙漏來減少沙漏. 可以通過可以通過EDHGLS 命令的沙漏系數(shù)命令的沙漏系數(shù)(HGCO) 來實現(xiàn)整體模型的沙漏控制來實現(xiàn)整體模型的沙漏控制: Solution Analysis Options Hourglass Ctrls Global 當增加沙漏系數(shù)時必須謹慎，因為大于當增加沙漏系數(shù)時必須謹慎，因為大于0.15的值會過分剛化變形過程中的值會過分剛化變形過程中的響應并導致不穩(wěn)定。的響

47、應并導致不穩(wěn)定。剛度沙漏控制推薦用于低速變形問剛度沙漏控制推薦用于低速變形問題題（如金屬成型安定碰撞中）如金屬成型安定碰撞中）適用的單元包括適用的單元包括PLANE162, SHELL163, and SOLID164.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/L

48、S-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-37單元單元 沙漏沙漏 ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏中控制沙漏 (續(xù)續(xù))在模型的關(guān)鍵部位在模型的關(guān)鍵部位局部局部 減少沙漏而對模型的總體剛度沒有過大的影響。減少沙漏而對模型的總體剛度沒有過大的影響。 EDMP, HGLS 命令被用來對命令被用來對特定材料特定材料施加沙漏控制?？梢杂孟旅娴拿疃x沙施加沙漏控制。可以用下面的命令定義沙漏控制類型（粘性或剛度）、沙漏系數(shù)、體積粘度系數(shù)、殼彎曲和扭曲系

49、數(shù)漏控制類型（粘性或剛度）、沙漏系數(shù)、體積粘度系數(shù)、殼彎曲和扭曲系數(shù): Solution Analysis Options Hourglass Ctrls Local LS-DYNA 局部施加沙漏控局部施加沙漏控制是基于制是基于Part 號（不是基號（不是基于材料號于材料號), 所以任何帶有所以任何帶有特定材料的特定材料的Part 將有這種將有這種沙漏控制沙漏控制 。 VAL1=5 通常用來定義減通常用來定義減少沙漏。少沙漏。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Expli

50、cit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-38單元單元 D. 定義定義 ANSYS/LS-DYNA 單元單元 使用標準的使用標準的ANSYS方法定義顯方法定義顯式式動力學單元動力學單元:從從ANSYS GUI 過濾器選擇過濾器選擇 LS-

51、DYNA ExplicitANSYS Main Menu Preferences 選擇選擇 LS-DYNA Explicit 將在目前的分析中將將在目前的分析中將單元限制于顯式單元家族。單元限制于顯式單元家族。必須記住，顯式和隱式單元不能在一個分析必須記住，顯式和隱式單元不能在一個分析中同時使用。中同時使用。如果在同一個模型中定義了隱式單元，那么如果在同一個模型中定義了隱式單元，那么當執(zhí)行當執(zhí)行SOLVE命令時，分析將自動被中止。命令時，分析將自動被中止。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/L

52、S-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-39單元單元 定義定義 ANSYS/LS-DYNA 單元單元 增加單元類型增加單元類型:Preprocessor Element type Add/Edit/Dele

53、.可以用標準的格式定義關(guān)鍵選項和實常數(shù)可以用標準的格式定義關(guān)鍵選項和實常數(shù)設置設置LS/DYNA選項后，可選單元選項后，可選單元將被限制于顯將被限制于顯式式單元單元 (160 167)Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit

54、 Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-40單元單元 E. LINK160 - 3-D 桿桿 (Truss) 3-D 桿單元只能承受軸向載荷桿單元只能承受軸向載荷用三個節(jié)點定義單元用三個節(jié)點定義單元第三個節(jié)點用來定義初始桿方向第三個節(jié)點用來定義初始桿方向Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DY

55、NA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-41單元單元 F. BEAM161 - 3-D 梁梁3-D 梁單元適用于剛體旋轉(zhuǎn)，因為它不產(chǎn)生應變梁單元適用于剛體旋轉(zhuǎn)，因為它不產(chǎn)生應變用三個節(jié)點定義單元用三個節(jié)點定義單元第三個節(jié)點用來定義梁的方向第三個節(jié)點用來定義梁的方向可以定義許多標準的梁橫截面可以

56、定義許多標準的梁橫截面Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-42

57、單元單元 G. PLANE162 - 2-D 體體PLANE162 2-D, 4-節(jié)點體節(jié)點體 3節(jié)點三角形單元節(jié)點三角形單元 (不推薦不推薦)僅支持僅支持 Lagrangian 算法算法 UX, UY, VX, VY, AX, AY 自由度自由度 對于軸對稱模式，對于軸對稱模式，Y 軸軸 = 對稱軸對稱軸 不允許混用不允許混用2D 和和3D 單元類型單元類型 不允許全積分選項不允許全積分選項PLANE162 KEYOPT 設置設置:Keyopt(2) 面積加權(quán)或體積加權(quán)面積加權(quán)或體積加權(quán) (AXISYM) Keyopt(3) 平面應力，軸對稱或平面應變平面應力，軸對稱或平面應變 在給定的分析

58、中僅僅可以使用一種在給定的分析中僅僅可以使用一種2-D類型類型 (如在一個模型中不能同時如在一個模型中不能同時軸對稱和平面應力單元軸對稱和平面應力單元) IJKLSHELL162: 2-D PLANAR SOLIDxyExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS

59、-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-43單元單元 PLANE162 - 2-D 體體在在X-Y 平面建立平面建立PLANE162 單元單元PLANE162單元不要定義實常數(shù)單元不要定義實常數(shù) 支持許多材料模式支持許多材料模式 (如塑性，復合材料如塑性，復合材料 ，Mooney-Rivlin橡膠材料橡膠材料)RSYS 支持位移和應力（不包括應變）支持位移和應力（不包括應變）Lagrangian 算法基于大應變理論算法基于大應變理論 ，根據(jù)此理

60、論實體被離散化，并且當，根據(jù)此理論實體被離散化，并且當網(wǎng)格隨時間物理變形時幾何體不斷更新。該算法同樣使用于隱式網(wǎng)格隨時間物理變形時幾何體不斷更新。該算法同樣使用于隱式ANSYS中。中。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit

61、 Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-44單元單元 H. SHELL163 - 3-D 薄殼薄殼SHELL163 有有 12 種不同的單元算法，種不同的單元算法， 重要的包括重要的包括: Belytschko-Tsay (BT, KEYOPT(1)=0 or 2, 缺省缺省): 簡單殼單元簡單殼單元 非?？旆浅？?(相對速度相對速度 = 1.0) 翹曲時易出錯翹曲時易出錯 Belytschko-Wong-Chiang (BWC, KEYOPT(1)=10): 相對速度相對速度

62、 = 1.28 * BT 設用于翹曲分析設用于翹曲分析 推薦使用推薦使用 Belytschko-Leviathan (BL , KEYOPT(1)=8): 相對速度相對速度 = 1.25 * BT 較新，仍在開發(fā)中較新，仍在開發(fā)中 第一個有物理沙漏控制的單元第一個有物理沙漏控制的單元 (對于對于EDMP,HGLS,Mat,Val1無參數(shù)無參數(shù)) S/R co-rotational Hughes-Liu (S/R CHL, KEYOPT(1)=7): 沒有沙漏控制的殼沒有沙漏控制的殼 相對速度相對速度 = 8.84 * BTExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA

63、 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016301-45單元單元 SHELL163 - 3-D Thin Shell單元算法單元算法BT, BWC,

64、BL 僅適用于平面內(nèi)單點積分，而僅適用于平面內(nèi)單點積分，而 S/R CHL 用于平面用于平面內(nèi)內(nèi)4點積分。點積分。所有的殼單元沿著厚度方向有任意多數(shù)目的積分點所有的殼單元沿著厚度方向有任意多數(shù)目的積分點(NIP) 。對于彈性行為對于彈性行為NIP = 2 (缺省缺省)對于塑性行為，對于塑性行為，3 NIP Output Controls Integ Pt Storage EDINT, SHELLIP, BEAMIP SHELLIP 是輸出中殼的積分點數(shù)目是輸出中殼的積分點數(shù)目 SHELLIP 3 每一個積分點與一個每一個積分點與一個LAYER 相關(guān)相關(guān) 缺省值是缺省值是 3 (頂層，中層和底層

65、頂層，中層和底層) BEAMIP是輸出的梁積分點數(shù)目是輸出的梁積分點數(shù)目Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,

66、2002Inventory #0016301-47CPU factor 2.45*BTKEYOPT(1)=11 integration pointnormal CSco-rotational CS標準標準“全縮減全縮減”選擇性選擇性“全積分全積分”CPU factor 1.49*BTKEYOPT(1)=111 integration pointCPU factor 20.01*BTKEYOPT(1)=64 integration pointsCPU factor 8.84*BTKEYOPT(1)=74 integration points這個算法類似于這個算法類似于SHELL143算法算法單元單元 SHELL163 - 3-D Thin Shell有有4種種 Hughes-Liu 殼單元算法殼單元算法:Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with A