lsdyna使用方法2

1、第1章ANSYSLS-DYNA基石出知識有限元2009-05-1220:06:17閱讀62評論0字號：大中小訂閱近年來，非線性結構動力仿真分析方面的研究工作和工程應用取得了很大的發(fā)展。20世紀90年代中后期，著名的通用顯式動力分析程序LS-DYNA被引入中國，在相關的工程領域中迅速得到廣泛的應用，已成為國內(nèi)科研人員開展數(shù)值實驗的有力上具。LS-DYNA的顯式算法特別適合于分析各種非線性結構沖擊動力學問題，如爆炸，結構碰撞、金屬加工成形等高度非線性的問題，同時還可以求解傳熱、流體以及流固耦合問題。LSTC公司和ANSYS公司合作推出的ANSYS/LS-DYNA軟件，結合了LS-DYNA強大的顯式

2、動力分析方法與ANSYS的前后處理功能。對于曾經(jīng)接觸過ANSYS結構分析的讀者而言，誼程序無疑是最理想的輔助動力分析工具。本章的目的在于全面介紹ANSYS/LS-DYNA的基礎知識，包括下面的幾個主題：+LS-DYNA計算程序的發(fā)展過程LS-DYNA的分析功能與應用范圍+ANSYS/LS-DYNA的工作環(huán)境+ANSYS/LS-DYNA的一般分析過程+ANSYSS-DYNA的程序組織和丈件系統(tǒng)+LS-DYNA顯式動力分析的基本概念1.1LSDYNA計算程序的發(fā)展過程1976年，美國LawrenceLivermore國家實驗室JOHallquist博士主持開發(fā)完成了DYNA程序系列，主要目的是為武

3、器設計提供分析工具。1986年部分DYNA源程序在PublicDomain（北約局域網(wǎng)）發(fā)布，從此在研究和教育機構廣泛傳播，被公認為是顯式有限元程序的先導，是目前所有顯式求解程序的基礎代碼。1988年J.O.Hallquist創(chuàng)建LSTC公司（LivermoreSoftwarenchnolOWCorporation）,推出LS-DYNA程序系列，主要包括顯式LS-DYNA2D、LS-DYNA3D，隱式LS-NIKE2D、LS-NIKE3D、熱分析LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D，前后處理LS-MAZE、LS-ORION、LS-INGRID、LS-TAURUS等商用程序，逐步規(guī)范和完善

4、程序的分析功能，陸續(xù)推出930版（1993年）和936版（1995年），同時增加了汽車安全性分析、金屬板的沖壓成形以及流固耦合（ALE算法和Eluer算法），使得LS-DYNA程序系統(tǒng)的應用范圍不斷擴大，并建立起完備的軟件質(zhì)量保證體系。1997年，LSTC公司將LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D等程序合成一個軟件包，稱為LS-DYNA（940版），PC版的前處理采用ETA公司的FEMB，同時新開發(fā)了后處理程序LS-POST。此后，LS-DYNA又經(jīng)過多次改進和擴充。1999年8月，LS-DYNA發(fā)布950版本，增加了LS-NIKE2D、LS-NI

5、KE3D隱式分析模塊，確定了軟件的發(fā)展策略，即通過個求解核心解決Implicit與Explicit問題。此外還在以前版本的基礎上增加了一些新的材料模型和計算功能，如邊界元法和SPH法。LS-DYNA960版于2001年5月發(fā)布，它在950版的基礎上增加了不可壓縮流體求解模塊，并增加了一些新的材料模型和新的接觸算法。時隔不到兩年，LS-DYNA970版于2003年3月面世，是目前LS-DYNA的最新版本。970版除了秉承以往版本強大的運算能力之外，更加精益求精地在不同計算領域及方法上做了進一步的整合。在LS-DYNA發(fā)展歷程中，與ANSYS的合作是具有重要意義的事件之一。1996年，LSTC公司

6、和ANSYS公司開始進行技術和市場方面的合作，共同推出了ANSYS/LS-DYNA的第一個版本5.5,日前最新版本的ANSYS/LS-DYNA已支持LS-DYNA970的大部分功能。ANSYS/LS-DYNA的推出，使得熟悉ANSYS操作的用戶可以充分地利用ANSYS的仿真分析環(huán)境來實現(xiàn)LS-DYNA顯式分析的建模以及計算結果的后處理。如果已經(jīng)熟悉ANSYS，那么在這個基礎上將很容易亡手使用ANSYS/LS-DYNA來處理各種動態(tài)問題。1.2LS-DYNA程序的分析功能與應用范圍1.2.1LS-DYNA動力分析功能綜述LS-DYNA是功能齊全的非線性顯式分析程序包，可以求解各種幾何非線性、材料

7、非線性和接觸非線性問題。其顯式算法特別適合于分析各種非線性結構沖擊動力學問題，如爆炸、結構碰撞、金屬加工成形等高度非線性的問題，同時還可以求解傳熱、流體以及流固耦合問題。其算法特點是以Lagrange為主，兼有ALE和Euler算法：以顯式求解為主，兼有隱式求解功能；以結構分析為主，兼有熟分析、流固耦合功能：以非線性動力分析為主，兼有靜力分析功能(如預應力結構動力分析前的預應力計算以及金屬板材沖壓成形后的回彈分析)，是軍用和民用相結合的通用結構分析非線性有限元程序。LS-DYNA具有豐富的單元庫，具有二維、三維實體單元，薄、厚殼單元，梁單元以及LE、Eulirian、Lagrangian單元等

8、，各類單元又有多種算法可供選擇，具有大位移、大應變和大轉(zhuǎn)動性能，單元積分采用沙漏粘性阻尼以克服零能模式，計算速度快，可滿足各種實體結構、薄壁結構和流固耦合問題的有限元網(wǎng)格剖分的需要。關于LS-DYNA單元的具體類型以及算法選項將在后面專列一章進行介紹。在材料模型方面，LS-DYNA目前擁有近150余種金屬和非金屬材料模型，涵蓋了彈性、彈塑性、超彈、泡沫、玻璃、地質(zhì)、土壤、混凝土、流體、復合材料、炸藥、剛體等各種材料模型以及多種氣體狀態(tài)方程，可以考慮材料的失效、損傷、粘性、蠕變、與溫度相關、與應變率相關等材料性質(zhì)。此外，程序還支持用戶自定義材料功能。LS-DYNA的全自動接觸分析功能非常易于使用

9、，有50多種可供選擇的接觸分析方式，可以求解各種柔性體與柔性體、柔性體與剛性體、剛性體與剛性體之間的接觸問題，并可分析接觸表面的靜動力摩擦、固連失效以及流體與固體的界面等。此外，LS-DYNA程序采用材料失效和侵蝕接觸(ErodingContact)算法，可以成功地分析高速彈丸對靶板的穿甲過程。關于第2章建立顯式動力分析的模型有限元2009-05-1220:08:08閱讀49評論0字號：大中小訂閱建模是整個分析過程中最重要的環(huán)節(jié)，大約要花費全部分析時間的一半左右。打好建模的基礎對今后進行正確、高效率的動力分析而言，可以說已經(jīng)成功了一半。因此，請讀者朋友仔細領會本章的每一個操作細節(jié)的介紹，必將事

10、半功倍。在第1章中已經(jīng)提及，建模之前應首先根據(jù)問題的特點對分析過程進行總體規(guī)劃，制定分析方案，然后按照預定方案建模和分析。本章將結合一個演示性的例子，系統(tǒng)地介紹ANSYS/LS-DYNA的典型建模過程。本章包括如下幾個主題：+顯式動力分析建模概述+常用的基本概念+開始一個新的分析+ANSYS建模常用操作與傘令群組+按自底向上的順序建立幾何模型+實體建模與各種實體操作+建立有限元模型+定義接觸信息個一個演示性的例子建立分析模型21顯式動力分析建模概述本章重點介紹在ANSYS/LS-DYNA環(huán)境中，利用ANSYS的前處理器PREP7進行LS-DYNA顯式分析建模的過程和方法。211建模的一般流程利

11、用ANSYS的前處理器創(chuàng)建LS-DYNA的分析模型時，可以采用直接法或間接法。直接法即通過逐個定義節(jié)點和單元的方式建立有限元模型，僅適用于單元數(shù)日較少的簡單結構。間接法是首先建立由各種幾何圖形元素組成的實體模型，再對其進行網(wǎng)格劃分以形成有限單元模型，間接法適用于各種大型結構或幾何外形復雜的結構。由于直接法構建復雜的有限元模型費時費力，因此本章將主要討論實體建模的方法，其創(chuàng)建模型的過程包括如下的一些基本環(huán)節(jié)。規(guī)劃分析方案根據(jù)工程問題的特點，確定分析的目標、分析的規(guī)模、精度和總體方案。分析環(huán)境設置進入ANSYS/LS-DYNA仿真環(huán)境之后，為新的分析指定工作名稱、圖形顯示標題和單位制：根據(jù)分析的總

12、體規(guī)劃，定義分析中將用到的顯式分析單元類型和材料模型。建立幾何模型建立幾何模型就是建立一個與實際結構外形大致相同(相同程度視訓算精度要求，按照結構簡化原則而定)的幾何圖形元素的組合體。所有問題的幾何模型都是由關鍵點、線、面、體等各種圖形元素(簡稱圖元)所構成的，圖元層次由高到低依次為體、面積、線及關鍵點。可以通過自底向上(Bottom-upMethod)或者自頂向下(Top-downMethod)兩種途徑來建立幾何模型：白底向上的建模方式：首先定義關鍵點，再由這些點連成線，由線組成面，由面圍合形成體積，即由低級圖元向高級圖元的建模順序。自頂向下的建模方式：直接建立較高層次的圖元對象，其對應的較

13、低層的圖元對象隨之自動產(chǎn)生。這種方式建模將用到布爾運算，即各種類型對象的相互加、減、組合等操作。劃分網(wǎng)格對建立的幾何實體模型進行有限單元劃分一般包括如下一些步驟：定義要劃分的單元屬性(單元類型、實常數(shù)、材料屬性)。設定網(wǎng)格尺寸控制。執(zhí)行網(wǎng)格的劃分，形成分析的有限單元模型。定義接觸信息選擇能夠表達實際物理模型的接觸類型，定義相關的接觸信息和接觸參數(shù)。施加邊界條件及載荷施加各種邊界條件和顯式分析的載荷，為后面的求解做好準備，具體操作方法在下一章講解。212建模的基本原則建立分析模型是ANSYS/LS-DYNA顯式動力分析的重要環(huán)節(jié)，也是整個分析中花費時間最多的一項工作，為了能夠經(jīng)濟、高效、正確地建

14、立分析模型，在模型創(chuàng)建過程中一般應遵循下面的幾條基本準則：+建立的分析模型必須能夠客觀地反映真實結構系統(tǒng)的主要特征，否則將無法保證數(shù)值仿真的可信度。在開始建模前，應對整個問題的分析過程進行必要的規(guī)劃。+在模型中變形結果不重要的任何部分使用剛體，剛體可以節(jié)省大量的CPU時間，但不要用很高的不切實際的值來定義剛性體的彈性模量。+對材料或單元的性能要使用能符合實際的值，對于殼單元不要使用不切實際的厚度值。對于材料特性、長度和時間等應使用白協(xié)調(diào)單位系統(tǒng)。+盡可能不用三角形/四面體/棱柱形的退化實體單元，這些形狀在彎曲時經(jīng)常很僵硬，為了得到滿意的分析結果，應盡量使用立方體的磚塊單元。+無論何時都要盡可能

15、地避免小單元，因為它們將極大地降低時間步長。如果需要小單元，可使用質(zhì)量縮放來增加極限時間步長。關于質(zhì)量縮放技術，請參閱第10章，特第3章載荷、約束與邊界條件有限元2009-05-1220:09:30閱讀202評論1字號：大中小訂閱在有限單元模型上定義載荷、施加約束和初始條件、邊界條件，是建模的又一重要環(huán)節(jié)。這些操作中，要特別注意計算模型與結構實際情況的一致性，即必須引入正確的符合實際的有限元動力分析定解條件。本章將在上一章的基礎上，介紹如何在ANSYS/LS-DYNA中施加顯式動力分析的載荷條件、邊界條件以及約束的相關基本概念和操作方法。作為操作示例，本章最后一節(jié)繼續(xù)上一章“一個演示性的例子”

16、，在建模的基礎上進行加載。本章包括下面的幾個主題：+顯式分析荷載概述+施加顯式分析的荷載+施加初始條件+施加邊界條件+施加約束條件+一個演示性的例子(續(xù))加載31顯式分析荷載概述動力問題荷載的最大特點之一就是隨時間變化，結構在這些荷載作用下的加速度響應不能忽略。LS-DYNA程序可以成功地將各類動力荷載施加到結構模型的特定受載部分(節(jié)點組元、剛體部件或單元表面上)，可供選擇的荷載種類包括：施加于節(jié)點組元的荷載類型集中力(FX,FY,FZ)集中力矩(MX,MY,MZ)位移(UX,UY,UZ)轉(zhuǎn)角(ROTX,ROTY,ROTZ)速度(VX,VY,VZ)節(jié)點加速度(AX,AY,AZ)體加速度(ACL

17、X,ACLY,ACLZ)角速度(OMGX,OMGY,OMGZ)溫度(TEMP)施加于剛性體部件的荷載類型力(RBFX,RBFY,RBFZ)力矩(RBMX,RBMY,RBMZ)轉(zhuǎn)角(RBRX,RBRY,RBRZ)速度(RBVX,RBVY,KBVZ)角速度(RBOX,RBOY,RBOZ)施加于單元組元的荷載類型壓力(PRESS)上述各類荷載具有一個共同的特點,即都是隨著時間變化的。為此,在加載前必須定義時間和載荷數(shù)組,或者由兩者組成載荷時間歷程曲線。在ANSYSLS-DYNA中，通過EDCURVE命令定義包括載荷曲線在內(nèi)的各類數(shù)據(jù)曲線，其一般格式如下：EDCURVE，Option，LCID，Par

18、l，Par2Option可以為ADD（添加）、DELE（刪除）、LIST（列表）、PLOT（繪制）等選項；LCID為操作對應的數(shù)據(jù)曲線編號；Parl、Par2為預先定義并賦值的自變量數(shù)組和因變量數(shù)組，如時間數(shù)組及載荷值數(shù)組。這里要指出的一點是，如果ParI和Par2的長度不同，都將取較短的一個長度。Pari、Par2通過*。帀以及*SET命令定義，前者用于定義數(shù)組名稱并指定數(shù)組的維數(shù)，后者用于數(shù)組元素的賦值，其一般格式為：*DIM，Par,Type，IMAX，JMAX，KMAX，Vari，Var2，Var3Par為要定義的數(shù)組變量名稱：Type為要定義的數(shù)組變量類型，一般選擇ARRAY選項，用

19、于定義三維以下數(shù)組：IMAX、JMAX、KMAX表示三維數(shù)組的各維數(shù)；由*DIM定義的數(shù)組或變量可用*SET命令來賦值，其一般格式為：*SET，Par,VALUEPar為需要賦值的數(shù)組元素或變量名稱：VALUE為賦給數(shù)組變量元素的值。實際上，EDCURVE定義的數(shù)據(jù)曲線不僅可以表示載荷時間歷程，還可以用于表示其他各種函數(shù)關系，如應力-應變曲線、載荷及其效應關系曲線（如力-位移關系），但其基本格式是完全相同的。我們將在后續(xù)章節(jié)對相關的問題進行介紹。例：定義數(shù)組TIME和FORCE并賦值，并通過這兩個數(shù)組定義一條載荷時程曲線：*DIM,TIME,ARRAY,6,1，1，*DIM,FORCE,ARR

20、AY,6,1，1，*SET,TIME（1，1，1），00*SET,TIME（2，1，1），005*SET,TIME（3,1，1），010*SET,TIME（4,1，1），015*SET,TIME（S,i，1），020*SET,TIME（6,I，”，025*SET,FORCE（1，1，1），00*SET,FORCE（2，1，1），901第4章顯式分析求解有限元2009-05-1220:10:50閱讀73評論0字號：大中小訂閱在荷載施加完成之后，即可調(diào)用LS-DYNA計算程序進行求解。本章將系統(tǒng)地介紹LS-DYNA的求解過程及其控制的相關問題，然后對前面幾章建立的模型進行求解。本章包括下面的幾個主

21、題：+分析的基本參數(shù)設定+求解過程與監(jiān)控+一個演示性的例子（續(xù)）41分析的基本參數(shù)設定在建模和加載完成之后，正式開始求解之前，首先要對求解和結果輸出過程中的相關參數(shù)和選項進行設定。下面將具體介紹這些參數(shù)和選項。411設定LS-DYNA的計算終止時間LS-DYNA的計算過程終止點的設定有以下三種方式：TIME命令一般情況下，用TIME命令定義顯式動力分析的結束時間，時間步累計達到這一時間計算將會終止，例如：TIME，05表示求解過程于05秒結束。GUI操作中，選擇菜單MainMenuSolutionTimeControlsSolutionTime,在如圖4-1所示的對話框中輸入分析終止時間。ED

22、CPU命令通過EDCPU命令可以限制CPU時間，在計算的時間步累積達到限制時間時，程序?qū)⒔K止計算，例如：設置CPU時間為1.5秒：EDCPU，1.5GUI操作中，選擇菜單項MainMenuSolutionTimeControlsAnalysisOptionsCPULimit,在彈出的如圖4-2所示對話框中指定CPU時間。設置計算終止判據(jù)還可以通過設置計算終止判據(jù)來定義計算終止時間。終止判據(jù)可以是指定的節(jié)點或剛性體位移到達某一特定位置，或指定點與其他表面發(fā)生接觸等，可以通過EDTERM命令設置多條判據(jù)。其一般格式為：EDTERM，Option，Lab，NUM，STOP，MAXC，MINCOpti

23、on域可為ADD（定義）、DELE（刪除）、LIST（列表）。Lab域可為：NODE（節(jié)點）或者PART（剛性體部件）。NUM域可為節(jié)點號（如果Lab域-NODE）或PARTID（如果Lab域=PART）。STOP域為計算終止標準選項，可以為1（總體x方向）、2（總體y方向）、3（總體z方向）、4（如果Lab域-NODE，則指定點與其他表面發(fā)生接觸就停止；如Lab域=PART，則剛性體位移到達某一特定位置就停止）。MAXC，MINC域表示選定節(jié)點坐標、選定的剛性體部件位移的最大以及最小值，其默認值分別為1.0e21。在GUI界面中，選擇下列菜單項來設置計算終止判據(jù)：MainMenuSoluti

24、onAnalysisOptionsCriteriatOStop1.2顯式分析參數(shù)控制選項在開始顯式分析之前，需要對分析過程的相關參數(shù)進行設定。內(nèi)外存空間設置在GUI中，選擇下列路徑設置分析的內(nèi)外存儲空間：MainMenuSolutionAnalysisOptionsRestatOption在彈出的下列對話框中，選擇NewAlalysis,然后設置分析所需的內(nèi)存空間（以字節(jié)為單位），以及二進制結果文件的大小選項（默認為7,即7256MB-1835008字節(jié)），如圖4-3所示。讀者也可以通過相應的命令EDSTART來設置相關參數(shù)，關于EDSTART命令的一般形式，將在后面一節(jié)中進行介紹。體積粘性參

25、數(shù)在GUI中，通過下列路徑設置總體分析的體積粘性系數(shù)，一般取默認值即可，如圖4-4所示。第5章ANSYS后處理有限元2009-05-1220:12:20閱讀154評論0字號：大中小訂閱本章將介紹在ANSYS/LS-DYNA的分析環(huán)境中，利用ANSYS的后處理器POSTI和POST26進行計算結果的可視化后處理的操作方法，同時結合結果的分析與評價介紹報告生成器的使用方法。最后繼續(xù)對前面幾章演示性例子計算結果的后處理部分進行講解。本章包括下面的幾個主題：+顯式分析后處理概述+通用后處理器POSTl的使用+時間歷程后處理器POST26的使用+報告生成器ReportGenerator的使用令一個演示性

26、的例子（續(xù)）后處理1顯式分析后處理概述在一個顯式求解完成之后，所有計算結果信息都被寫入各種輸出文件中，但如何分析和評價計算結果的合理性和正確性?這就涉及到對結果數(shù)據(jù)的后處理以及分析。后處理程序提供各種物理場的數(shù)據(jù)提取以及等值線、云圖顯示、動畫演示等功能，可直觀形象地顯示分析的結果，為工程和研究人員分析和判斷計算結果提供便利。在ANSYS/LS-DYNA中,可以利用ANSYS的后處理器POSTl和POST26以及LSTC的后處理程序LS-POST對計算的結果進行可視化后處理。用POSTl可以觀察整個結構模型在特定時刻的結果或動畫結果。用POST26可以觀看一段時間內(nèi)指定組元（Component）

27、在多個時間步的結果。LS-POST則可以觀察整個結構在一段時間內(nèi)的分析結果。一般地，Jobname.RST文件適用于通用后處理器POSTl，Jobname.HIS文件則適用于時間歷程后處理器POST26。LS-DYNA格式的結果文件則通過LS-POST后處理器進行處理。各種后處理器中能夠使用的數(shù)據(jù)取決于由EDRST和EDHTIME命令所指定的Jobname.RST和Jobname.HIS文件中的輸出步數(shù)。關于結果的輸出控制，詳見前一章的求解和輸出參數(shù)設置部分。結合各種后處理程序直觀的圖形以及動畫顯示，用戶可以將更多時間與精力投入到有意義的結果分析工作中去。ANSYS/LS-DYNA用戶還可以通

28、過ANSYS計算報告生成器（ReportGenerator）,將結果分析和后處理過程中獲得的信息包括圖片、動畫、表格等輸出信息整理組成HTML格式的報告文件。5.2通用后處理器POSTl的使用求解結束后，通過以下命令進入后處理器POSTl：FINISH$/POSTl在GUI環(huán)境中，可直接選擇菜單MainMenuGeneralPostproc進入POSTl。這里再次強調(diào)，通過命令流（批處理）方式進行操作時，一定要養(yǎng)成好的習慣，即：在前處理器、求解器、后處理器之間進行切換時，首先通過FINISH命令離開當前所處的程序位置回到起始層但eginLevel），然后再通過相關命令進入處理器層相應的程序中。

29、通用后處理器POSTl可以用米處理ANSYS/LS-DYNA的計算結果文件Jobname.RST。進入POSTl之后，可以利用該程序的各種功能（菜單操作或命令操作均可）顯示結構變形形狀，各種場（比如應力、應變等）的等值線圖、矢量圖，可以選擇動畫顯示，還可以提取各種結果的數(shù)據(jù)表格。在POSTl中進行結果的顯示時，將除去那些已經(jīng)失效的單元，即那些在計算過程中超過了指定失效準則的單元。因為LS-DYNA求解中，失效單元會自動消失。在一般情況下，由于模型中一定數(shù)量的單元在同一時間步失效，網(wǎng)格連接將出現(xiàn)丟失現(xiàn)象。POSTl的具體操作比較簡單，讀者可通過本章最后一節(jié)演示性例題以及后續(xù)各章的工程實例的操作步

30、驟自行領會。5.3時間歷程后處理器POST26的使用時間歷程后處理器POST26可用于分析模型中某些計算結果與時間、頻率等的函數(shù)關系，同時它還有一些實用的分析功能（如對曲線的微分等操作）。本節(jié)將介紹時間歷程后處理器POST26的一般使用方法。5.3.1時間歷程變量觀察器在使用POST26之前，首先要進入該處理器，可在命令輸入窗口鍵入：FINISH$/POST26或者在GUI環(huán)境中選取菜單路徑MainMenuTimeHistPostpro。進入POST26之后，出現(xiàn)時間歷程變量觀察器程序界面，如圖51所示。第6章LS-DYNA關鍵字文件有限元2009-05-1220:13:05閱讀367評論1字

31、號：大中小訂閱本章介紹LS-DYNA計算程序的數(shù)據(jù)輸入文件一一關鍵字文件（前面介紹的ANSYS/LS-DYNA程序輸出的k文件就是一種關鍵字文件）的一般格式及其組織結構。實際上，無論采用何種前處理程序建模，在遞交LS-DYNA程序進行水解時，都是形成一個格式統(tǒng)一的關鍵字文件。由此可見，學會關鍵字丈件才算真正意義上學通了LS-DYNA程序。從這個意義上講，本章的內(nèi)容就顯得非常重要。本章包括下面的幾個主題：+LS-DYNA關鍵字文件概述+模型信息關鍵字+初始條件、約束與負載關鍵字+其他常見關鍵字+關鍵字文件的編輯與修改+關鍵宇文件的例子61關鍵字文件概述6.1.1什么是LS-DYNA關鍵字文件前面

32、介紹ANSYS/LS-DYNA的求解過程時，曾經(jīng)提到過執(zhí)行SOLVE命令的過程中，將自動形成一個模型數(shù)據(jù)文件k文件，這一文件被稱為關鍵字文件，它是LS-DYNA計算程序的輸入數(shù)據(jù)文件。該文件是一個ASCII格式的文本文件，其中包含所要分析問題的全部信息，如節(jié)點、單元信息、材料與狀態(tài)方程信息以及接觸、初、邊值條件和載荷信息等。這些信息都是以LS-DYNA的關鍵字命令(KiiYWORD)的格式表達的。掌握一些常用的LS-DYNA關鍵字，有助于用戶更加高效地使用-LS-DYNA求解程序的強大功能。ANSYS/LS-DYNA用戶可以通過修改用EDWRITE命令形成的關鍵字文件，對模型進行局部的修正而避

33、免大量的改動或者重新建模然后再遞交LS-DYNA求解器進行分析。關鍵字的修改也可用來實現(xiàn)在ANSYS或其他的前處理器中不支持的LS-DYNA程序的分析功能。實際上，除ANSYS之外，支持LS-DYNA求解程序的前處理軟件還有很多，比如FEMB、HYPERMESH、PATRAN等。雖然各種前處理程序的建模操作方法各不相同，但是在建模完成后，都將輸出一個格式統(tǒng)一的關鍵字文件以遞交LS-DYNA求解器開始顯式動力分析。也就是說，無論以何種途徑建模和分析，最終都是在分析之前形成一個計算程序的輸入信息文件，即關鍵字文件。因此可以說，學通LS-DYNA的關鍵字文件，就可以在使用LS-DYNA的過程中一通百

34、通，左右逢源。1.2關鍵字文件的一般格式與組織關系無論采用何種前處理程序，其輸出給LS-DYNA計算程序的關鍵字文件都具有完全相同的格式以及組織關系，關鍵字文件的般格式為：+以一系列關鍵字段組織在一起，關鍵字段必須正確無誤，并都以“*號開始。+同一個關鍵字可包含多個數(shù)據(jù)行。+每個數(shù)據(jù)行中數(shù)據(jù)的輸入可采用標準格式，也可采用自由格式，即輸入的參數(shù)之間以逗號隔開。+在關鍵字文件中的任意位置，可插入以“$”號開始的注釋行。+所有的關鍵字文件總是以*KEYWORD關鍵字開始，以*END關鍵字結束。在關鍵字文件中，不同關鍵字段信息的一般組織關系如圖6。1所示。*NODENIDXYZ*ELEMENTSOLI

35、DElDPIDN1N2N3N4N5N6N7N8*PARTPIDSECIDMIDEOSIDHGID.，.*SECTIONSOLIDSECIDELFORMAET*MATELASTICMIDROEPRDADBK*EOSEOSID*HOURGLASSHGID，.圖611。SDNA關鍵字的組織關系圖6-1形象地表示各種關鍵字信息的組織關系以及有關公用變量(圖中粗斜體字，包括節(jié)點號、單元號、部件號、材料號、狀態(tài)方程號）之間的引用關系，對LS-DYNA關鍵字文件的組織結構作了很直觀的詮釋。LS-DYNA關鍵字雖然很多，但并不是所有關鍵字都經(jīng)常使用，對于一些在特殊動態(tài)問題中使用的關鍵字，本書將結合工程實例在后

36、面的相關章節(jié)中陸續(xù)進行介紹，讀者可以結合具體的應用問題學習感興趣的內(nèi)容。此外，為便于學習，本書的附錄中給出了ANSYS的顯式分析系列命令（ED命令族）和常見LS-DYNA關鍵字之間的對應關系。本章的目的在于幫助讀者快速熟悉關鍵字文件，下面將分類介紹在分析中常見的LS-DYNA命令關鍵字。62模型信息關鍵字在所有的關鍵字中間，最為常用的是與結構模型信息相關的關鍵字，包括定義有限元模型的節(jié)點、單元、PART信息的關鍵字段，定義模型材料及狀態(tài)方程信息的關鍵字段，定義結構邊界條件和接觸信息的關鍵字段。關鍵字段用來向LS-DYNA求解程序提供有限元分析模型的量基本的信息。下面對這些關鍵字段進行分類介紹。

37、第7章LS-PREPOST后處理有限元2009-05-1220:13:58閱讀654評論0字號：大中小訂閱LS-PREPOST是LSTC專門為LS-DYNA求解器開發(fā)的后處理程序。用戶可以利用這個后處理器處理一些LS-DYNA格式的計算輸出丈件。本章將對LS-PREPOST后處理器的界面操作及其基本分析方法進行介紹。本章包括下面的幾個主題：+LS-PREPOST概述與基本工作環(huán)境+下拉菜單的功能+圖形繪制區(qū)域+常用的顯示控制按鈕+動畫播放控制臺+主菜單的常用操作7.1LS-PERPOST概述與基本工作環(huán)境7.1.1LS-PREPOST概述1999年，LSTC專門為有限元動力仿真求解器LS-DY

38、NA開發(fā)了后處理軟件LS-POST，它能夠提供快速的后處理功能，如計算結果的圖形、動畫顯示與輸出、結果數(shù)據(jù)的圖示與分析、歷史變量的提取以及數(shù)據(jù)分析等。在LS-POST的基礎之上，LSTC于2003年發(fā)布了LS-PREPOSTI.0,因為擁有大量的前處理功能，LS-PREPOST成為LS-DYNA專用的配套前后處理軟件。LSTC公司目前最新的前后處理程序的基本功能有：+讀入和寫出LS-DYNA關鍵字，創(chuàng)造部分LS-DYNA的模型數(shù)據(jù)。+各種快速顯示功能，如平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等，幫助用戶診斷有限元模型。+讀入二進制計算結果數(shù)據(jù)文件d3plot，圖形顯示各種計算結果。+動態(tài)顯示變形、應力應變云圖等。+

39、對模型進行切片顯示。+提取各種歷史變量，進行數(shù)據(jù)分析操作，如微積分、快速傅氏變換等。+引入ascii結果文件或其他數(shù)據(jù)文件并進行數(shù)據(jù)分析。+部分簡單的前處理操作，如編輯關鍵字，氣囊折疊與假人位置調(diào)整等。在ANSYSLS-DYNA界面中，通過選擇MainMenuSolutionOutputControlsOutputFileTypes菜單，如圖7-1所示的對話框中設置輸出用于LS-PREPOST后處理操作的結果文件類型（選擇LS-DYNA或BOTH），或者通過如下命令：EDOPT,ADD,LSDYNAEDOPTADD,BOTH通過上述設置，求解程序在計算過程中可輸出各種LS-DYNA格式的后處理

40、文件，如D3plot文件（二進制文件）及各種ascii文件等，這些格式的文件即可被LSPREPOST程序讀入并進行各種后處理操作。7.1.2LS-PREPOST程序界面說明LS-PREPOST前后處理程序的主窗口界面如圖7-2所示。按照使用功能可將上述程序界面劃分為主菜單、下拉菜單、圖形繪制區(qū)、圖形顯示控制按鈕區(qū)、命令輸入?yún)^(qū)、動畫播放控制臺等幾個區(qū)域，以下逐個進行介紹。第8章LSDYNA常用算法及特殊分析選項有限元2009-05-1220:14:57閱讀103評論0字號：大中小訂閱本章將集中介紹LS-DYNA的顯式積分算法、動態(tài)接觸算法、沙漏控制、質(zhì)量縮放、混合時間積分求解技術及處理流固耦合或

41、大變形問題的高級算法等。目的幫助讀者對顯式動力分析有一個較為深入的了解。本章包括下面的幾個主題：+三維SOLID單元的基本顯式算法+LS-DYNA的動態(tài)接觸算法簡介+特殊求解控制技術+ALE和Euler方法簡介+自適應網(wǎng)格劃分及SPH算法簡介81三維SOLID單元的基本顯式算法本節(jié)以三維8-Node實體單元為例，對LS-DYNA的顯式積分算法進行介紹。從動力學問題的基本提法（基本方程和控制條件）入手，介紹連續(xù)體結構動力方程的空間有限單元離散、顯式時間積分的概念及時步控制等問題。各種LS-DYNA顯式單元特性及LS-DYNA的材料模型等問題將在后面幾章進行介紹?？紤]到部分讀者不習慣啞標求和約定和

42、張量表示法，因此本節(jié)在敘述有關方程時采用求和符號表達式，這對不熟悉張量代數(shù)的讀者將不會產(chǎn)生閱讀和理解上的障礙。811基本方程和控制條件在理論力學中研究質(zhì)點系的運動時，采用的是跟蹤質(zhì)點運動軌跡的Lagrangian增量法。LS-DYNA的主要算法即采用這一描述方法，對初始時刻位于空間點（al,a2,a3）的物質(zhì)質(zhì)點遠動軌跡進行跟蹤，其運動的軌跡方程為：滿足下列各邊界條件：位移邊界條件：ui=ui（在位移邊界ab1上）當xi+=xi-時發(fā)生接觸，沿著內(nèi)部的接觸邊界ab3。此外，還需要滿足質(zhì)量與能量的守恒條件，此處不再贅述812有限元空間離散運動微分方程弱解的積分形式（最小勢能原理）為：式中，6u為

43、滿足位移邊界條件的虛位移場，農(nóng)為相應于6u的虛應變場。設整個結構離散化為一系列有限單元，則結構總勢能的變分可以近似地表示為各單元的勢能變分之和，由此和式即可得到動力問題有限元基本方程，下面以三維8Node實體單元為例說明結構空間有限元離散的方法。在各單元內(nèi)部，任意點的坐標可通過節(jié)點坐標值插值得到，即：其中的插值函數(shù)（形函數(shù)）為：其中的插值函數(shù)（形函數(shù)）為：第9章LSDYNA的單元特性有限元2009-05-1220:18:20閱讀40評論0字號：大中小訂閱本章將集中介紹LS-DYNA顯式分析單元的特性，本章包括下面的幾個主題:+顯式單元概述令桿件結構單元+2-D及3-D實體單元+薄殼單元+質(zhì)量、

44、彈簧以及阻尼單元91顯式單元概述LS-DYNA程序提供了豐富的單元庫，包括體單元、薄殼單元、厚殼單元、梁單元、桿單元、慣性與質(zhì)量單元、彈簧阻尼單元等類型。以上這些單元的共同特點是：均是采用線性位移插值函數(shù)的低階單元，缺省算法為縮減積分算法。分析經(jīng)驗表明，這些線性位移插值函數(shù)和單點積分算法的顯式動態(tài)單元可以很好地用于各種大變形以及材料實效等高度非線性問題的分析。在ANSYSLS-DYNA程序中，共提供如下8種類型的顯式分析單元，包括LS-DYNA的大部分單元類型：+LINKl60：桁架桿單元，僅能承受軸向的荷載。+BEAMI61:梁單元，用三個節(jié)點定義。+PLANEI62：二維實體單元(平面問題

45、或空間軸對稱單元)。+SHELLI6:薄殼單元或薄膜單元，有多種積分算法。+SOLIDI64：三維實體單元，可退化為具有重節(jié)點的楔形、錐形、四面體單元。COMBII65:無質(zhì)量彈簧一阻尼單元，可為線彈簧或旋轉(zhuǎn)彈簧。+MASSI66：集中質(zhì)量單元，由一個單節(jié)點和質(zhì)量值(質(zhì)量或者轉(zhuǎn)動慣量)定義。+SOLIDI68：10節(jié)點四面體單元，適用于處理不規(guī)則幾何模型的網(wǎng)格劃分。本章重點系統(tǒng)介紹在ANSYS/LS-DYNA中各類單元的定義及選項設置。在ANSYS前處理器中定義單元類型，其實質(zhì)是向關鍵字文件中寫入包含相關信息的關鍵字段，因此對于ANSYS前處理不支持的單元算法選項，也可參照前面介紹的LS-DY

46、NA單元關鍵字格式對K文件進行修改。92桿件結構單元在ANSYS/LS-DYNA中，包含三種桿件單元，即L1NKI60桿單元、BEAMI61梁單元及LINKI67索單元。三種單元類型對應的LS-DYNA關鍵字均為*ELEMENTBEAM。3-D桿單元LINKI60(如圖9-1所示)?；咎匦詾椋涸搯卧ㄟ^兩個節(jié)點I和J定義，另一個節(jié)點K為輔助節(jié)點，僅在定義單元橫截面的方位時使用。是均勻截面的等值桿單元，單元截面通過實參數(shù)定義。只能承受軸向的荷載，可處理各類桁架結構的彈性及塑性分析。由于采用線性的形函數(shù)，因此單元中的應力為均勻分布。一般使用的材料模型為彈性、塑性隨動強化、雙線性各向同性。其輸出結果項目中的VX,VY，V乙AX，AY，AZ為節(jié)點的速度和加速度，是以自由度的形式存儲，用于后處理，但其并不是結構實際的物理自由度。LINKI67線單元(如圖9-2所示)，基本特性為：(1)該單元通過兩個節(jié)點I和J定義，另一個節(jié)點K為輔助節(jié)點，僅在定義單元橫截面的方位時使用。(2)該單元僅能承受拉伸作用，