LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制

LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!顯式時間步長LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!顯式時間積分基于時間積分的中心差分法時刻tn的運動方程（無阻尼）

Man=Pn-Fn+Hn

M－對角質(zhì)量陣

P－外部載荷＋體力

F－內(nèi)力（stressdivergencevector）

H－沙漏阻力LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!顯式時步計算時間步長＝tssf*L/cTssf=時間步長縮放因子（default=0.9）L=單元的特征長度C=材料的聲速L/c表示一個彈性應(yīng)力波傳過這個單元的時間時步和最高的頻率成反比

ω＝sqrt(k/m)例如：梁單元的軸向模態(tài)

k=EA/L;m=ρAL

ω＝sqrt(EA/ρAL^2)=sqrt(E/ρ)/L=c/LLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!特征長度L體單元或厚殼單元L=volume/areamaxside殼單元L=area/lengthmaxedge(Default)L=area/lengthdiagonalL=area/lengthminside梁單元L=beamlengthLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!運行時間的一些說明仿真分析運行的時間決定于：問題的分析時間時步大小（材料性質(zhì)，單元大小）

LS-DYNA使用所有單元時步的最小時步單元的數(shù)目/單元公式接觸類型（通常影響不大）附加計算選項的設(shè)置（如：二階應(yīng)力更新，沙漏能的計算，沙漏控制的類型等）計算機的速度/CPU的數(shù)目CPU用時的估計估計的CPU用時可以通過發(fā)送開關(guān)命令（sw2)得到假定時間步長保持不變

SOFT＝1推薦在包含軟材料接觸的情況下使用，如泡方等?；蛘哂糜诓煌W(wǎng)格密度間的接觸LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!*CONTROL_TERMINATION指定時間或循環(huán)（時間步）終止當時步＝初始時間步長的某個小數(shù)時終止能量變化達到某個百分數(shù)時終止質(zhì)量變化（僅用于使用質(zhì)量縮放的求解）達到某個百分數(shù)時的終止*TERMINATION_<option>BODY:基于剛體位移的終止NODE:基于節(jié)點坐標值的終止CONTACT:基于零接觸力的終止終止控制LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACE類似于NODES_TO_SURFACECONTACT,除了…從面是面段的集合而不是節(jié)點集借助于”INTFOR“二進制數(shù)據(jù)庫文件可以顯示出從面的壓力分布（moreonthatlater）

LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!類型SINGLE_SURFACE（不推薦使用，“老的”基于節(jié)點的搜索方式）AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE（推薦使用）AIRBAG_SINGLE_SURFACEERODING_SINGLE_SURFACEAUTOMATIC_GENERALAUTOMATIC_GENERAL_INTERIORSINGLESURFACECONTACTLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!ErodingContact處于自由面的單元被刪除后接觸面會自動更新單元刪除是根據(jù)材料失效準則刪除的，而不是因為erodingcontact時間步長自動的調(diào)整以滿足接觸時間步長Erodingcontact通常用在高速仿真中借助于ECDT參數(shù)(*CONTROL_CONTACT)可以取消erodingcontact對時間步長的影響因為單元刪除后，從節(jié)點將變?yōu)樽杂晒?jié)點，這些節(jié)點可以在接觸中繼續(xù)考慮（質(zhì)量守恒）自由節(jié)點是否刪除由*CONTROL_CONTACT中的ENMASS參數(shù)控制LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!ProjectilePenetratingPlateLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!基于面段的接觸(SOFT=2)對殼單元，體單元和厚殼單元是基于懲罰的接觸算法剛度計算和SOFT=1采用相同的方式（基于穩(wěn)定性原則）穿透搜索采用獨特的方法該選項不能用于梁接觸或節(jié)點到面的接觸運用常規(guī)方法定義接觸在可選卡片A中，設(shè)置SOFT=2970以前的版本不能用MPPLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!基于面段的接觸(SOFT=2)即使節(jié)點沒有穿透但面段仍有撞擊因為檢測的是面段與面段之間的穿透，而不是節(jié)點和面段之間的穿透如果模型的幾何形狀帶有尖角或邊沿，基于面段的選擇是一個很好的選擇LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!忽略初始穿透有初始穿透的節(jié)點在分析開始的時候不被移動面段的初始穿透量會被存儲起來，在計算接觸力的時候，要從當前的穿透量中減去初始的穿透量作為接觸力計算的穿透量這種方法一直貫穿在整個分析中，因此，如果一個在開始計算時未被檢測到的穿透節(jié)點在次檢測到穿透時不會因為很大的接觸力而產(chǎn)生巨大的速度所謂的“shootingnodelogic”參數(shù)SNLOG對此接觸沒有影響當參數(shù)IGNORE設(shè)置成1時對SOFT=0或1的初始穿透會作同樣的處理基于面段的接觸(SOFT=2)LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!基于面段的接觸(SOFT=2)FallingBallsusingSegment-BasedContactLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!基于面段的接觸(SOFT=2)FallingBlocksusingSegment-BasedContact每一個塊用一個塊單元來定義，節(jié)點不和接觸面段產(chǎn)生接觸LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!*CONTACT_DRAWBEADApproximatesplexbehaviorofadrawbead*CONTACT_FORMING_...NODES_TO_SURFACE,SURFACE_TO_SURFACE,ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACEOPTIONS主面（模具）可以由不相聯(lián)的和不規(guī)則形狀的面段組成（asinIGESsurfaces）允許使用負殼厚度偏置（模具和工件的中性面一致）當對工件調(diào)用”lookahead”h-adaptivity時必須使用片金屬成型中的接觸LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!力傳感器*CONTACT_FORCE_TRANSDUCER_option提供一種在選定位置記錄接觸力的方便的方法只要指定從面卡片2和3是空的力傳感器不產(chǎn)生接觸力單元刪除是根據(jù)材料失效準則刪除的，而不是因為erodingcontact*CONTACT_FORCE_TRANSDUCER的兩個選項_PENALTY(測量基于懲罰的接觸力）_CONSTRAINT（測量基于約束的接觸力）LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!相關(guān)的關(guān)鍵字卡片*DATABASE_optionASCII輸出文件

GLSTAT:整體的統(tǒng)計數(shù)據(jù)

RCFORC:合成的接觸力

SLEOUT:接觸能量

NCFORC:在每一個節(jié)點的接觸力（設(shè)置*contact打印標識SPR=1和MPR=1）Binary輸出文件

*DATABASE_BINARY_INTFOR-接觸力和應(yīng)力

a.在*contact_的卡片1中設(shè)置SPR=1和MPR=1b.在執(zhí)行命令行中包含參數(shù)s=filename

二進制文件可以被LS-PREPOST讀入處理LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!對所有的接觸設(shè)置默認的控制全局的接觸懲罰力比例因子（Default=0.10)[SLSFAC]Effectiscumulativewithpenaltyscalefactorspecifiedoncard3of*contact剛體和固定的剛性墻接觸的比例因子[RWPNAL]非自動（non-automatic)接觸時考慮殼厚度偏置[SHLTHK]對單面自接觸考慮厚度的變化[THKCHG]必須同時在*control_shell設(shè)置標識，計算薄膜應(yīng)變導(dǎo)致的殼厚度的改變SOFT=0時懲罰剛度的計算方[PENOPT]自動檢查/重新定向接觸面段的法向[ORIEN]相關(guān)的關(guān)鍵字卡片(*CONTROL_CONTACT)LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!接觸摩擦能可選擇計算摩擦能量并輸出到二進制接觸界面數(shù)據(jù)庫中（INTFOR），用于“表面能量密度”的可視化設(shè)置FRCENG=1(*CONTROL_CONTACT)可以快速識別高摩擦區(qū)域

對片金屬沖壓成型時非常有用接觸摩擦能是一個熱源摩擦生熱的計算目前還不可以。接觸摩擦能可用于…

鍛造模擬

剎車嘯叫（Brakesqueal)通過接觸進行熱傳遞的計算已經(jīng)可以實現(xiàn)在*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE增加熱選項輸入傳導(dǎo)率和輻射參數(shù)通過接觸，高溫部件向低溫部件傳遞熱量LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!識別初始穿透在d3hsp文件中查找警告信息IGNORE=0時報告初始穿透IGNORE=2和IGNORE=1一樣，打印警告信息IGNORE=0可以進行下面的操作在LS-PREPOST中，使用狀態(tài)按鈕在狀態(tài)0和狀態(tài)1之間切換。狀態(tài)0是初始化前的幾何，狀態(tài)1初始化后的幾何。云圖顯示狀態(tài)1的合位移。狀態(tài)1的非零位移表示由于初始穿透而移動的節(jié)點。LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!GeneralTips對很薄的殼，如果接觸釋放，增加接觸厚度（增加到不小于1到2mm)包含體單元的接觸可以受益于使用可選卡片B中參數(shù)SLDCHK和SLDSTF(簡單的方法是用*mat_null殼覆蓋體表面）使用單向接觸（one-waycontact),粗糙的網(wǎng)格做主面避免多余的接觸定義網(wǎng)格和材料相差較大的接觸，默認的接觸剛度要改變修改*contact卡片3中的懲罰比例因子設(shè)置*contact卡片A中的參數(shù)SOFT=1如果可能，避免幾何中的尖角保證倒圓角的網(wǎng)格質(zhì)量使用基于面段的接觸（SOFT=2）LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!TiedContactApplicationsLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!TiedContactswithFailure方向?qū)τ趨^(qū)分拉伸和約束是很重要的TIEBREAK_NODES_TO_SURFACE失效是基于拉伸和剪切力的失效后，轉(zhuǎn)變成non-automaticnodes_to_surface接觸TIEBREAK_SURFACE_TO_SURFACE失效是基于拉伸和剪應(yīng)力的失效后，轉(zhuǎn)變成non-automaticsurface_to_surface接觸用于post-failurestress-vs-gapcurve的選項TIED_SURFACE_TO_SURFACE_FAILURE基于約束的綁定接觸，帶應(yīng)力失效AUTOMATIC_..._TIEBREAK指定選項，接觸后部件被綁定在一起失效后，轉(zhuǎn)換成自動接觸LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!TiedContacts用一些節(jié)點綁定到其它節(jié)點或面上，除了綁定接觸外，還有可替代的方法是用*CONSTRAINED_<option>選項有：SpotweldGeneralized_weld…Nodal_rigid_bodyExtra_nodesTie-break(用于帶失效的殼的邊－邊的綁定）Tied_nodes_failureLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!顯式時間積分

an=(Pn-Fn+Hn)/

Maccelerationsattn

Vn+1/2=Vn-1/2+anΔtn

velocitiesattn+1/2

un+1=un+

Vn+1/2Δtn+1/2

displacementsatun+1

LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!材料聲速高密度高剛度材料有高的聲速材料聲速（m/s)STEEL5240ALUMINUM5328TITANIUM5220PLEXIGLASS2598WATER1478AIR331LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!顯式時間步長的計算離散的彈簧和長度無關(guān)（剛度直接給定）和節(jié)點質(zhì)量和彈簧剛度有關(guān)系時步縮放因子（tssf)本質(zhì)上來說，安全因子是確保計算的穩(wěn)定默認是0.9（爆炸模型取0.67）如果計算不穩(wěn)定或結(jié)果有疑問，可減小到0.8或更小（或者是用雙精度計算）LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!縮短運行時間有些模型，運行時間短，不是問題。對于大模型或準靜態(tài)模擬，運行時間是重要的。通常，可采用下面幾個步驟來減少顯式仿真的運行時間。當求解不正常時及早中斷避免不必要的小單元軟化材料（不建議使用）使用單點積分單元公式（推薦的公式）刪除引起時步減少的單元時間縮放（增大載荷，減少載荷作用時間）質(zhì)量縮放（增加質(zhì)量）有時使用隱式分析是一種高效的方法LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!單向接觸類型*CONTACT_...NODES_TO_SURFACEONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACEAUTOMATIC_NODES_TO_SURFACEONE_WAY_AUTOMATIC_NODES_TO_SURFACEFORMING_NODES_TO_SURFACE

金屬成型分析常用ERODING_NODES_TO_SURFACECONSTRAINT_NODES_TO_SURFACELS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!處理self_contact(曲面）以及part-to-part的接觸僅需定義從面，無需定義主面（主面假定為和從面一樣）使用two-waytreatment總是考慮殼的偏置厚度沒有數(shù)據(jù)寫到RCFORC輸出文件中。

必須設(shè)置力傳感器*CONTACT_FORCE_TRANSDUCER_PENALTY來輸出接觸力SINGLESURFACECONTACTLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE是碰撞模擬中應(yīng)用最多的接觸AUTOMATIC_GENERAL能夠很好的處理殼的邊－邊接觸和梁－梁接觸計算比AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE慢許多AIRBAG_SINGLE_SURFACE用于折疊的氣囊展開SINGLESURFACECONTACTLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!ErodingContact*CONTACT_ERODING_SINGLE_SURFACE（推薦使用）基于*CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE面段方向不重要*CONTACT_ERODING_NODES_TO_SURFACE從面應(yīng)包含所有要定義接觸的節(jié)點CONTACT_ERODING_NODES_TO_SURFACE每一時步塊排序一次LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!刪除的節(jié)點對接觸的影響LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!基于面段的接觸(SOFT=2)LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!Segment-BasedContactisimplementedfor:SURFACE_SURFACEAUTOMATIC_SURFACE_SURFACESINGLE_SURFACEONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACEAUTOMATIC_ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACEAUTOMATIC_SINGLE_SURFACEAIRBAG_SINGLE_SURFACEERODING_SURFACE_SURFACEERODING_SURFACE_SURFACE基于面段的接觸(SOFT=2)LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!SOFT=2接觸增加的選項SBOPT在可選的卡片A中

2（默認）：假定為平面面段

3：可考慮面段的翹曲

4：滑移選項

5：使用選項3和4DEPTH在可選的卡片A中

2（默認）：檢查面段穿透

3：同2，但穿透深度同時在面段邊緣檢查

5：同2，同時增加邊－邊穿透的檢查基于面段的接觸(SOFT=2)LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!基于面段的接觸(SOFT=2)LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!有時用來阻止發(fā)生嚴重變形的泡沫單元產(chǎn)生負體積輸入包括PartsetID懲罰因子壓垮激活因子（fractionofinitialthickness）970版本中有用于對大剪切變形作改進處理的選項（TYPE=2）CONTACT_INTERIORLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!*CONTACT_2D_<option>用于處理軸對稱和平面應(yīng)變單元中的接觸殼公式12－15

梁公式7，8CONTACT_2D_AUTOMATIC_...在顯式仿真中優(yōu)先使用非自動接觸CONTACT_2D...通常用在隱式仿真分析中2DContactLS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!粘性接觸阻尼通過*contact關(guān)鍵字中VDC參數(shù)來指定抑制垂直與接觸表面的振蕩VDC=臨界阻尼(2mω)的百分數(shù)20％的阻尼＝20，而不是0.2界面固有頻率的計算使用下面的參數(shù)剛度K=interfacestiffness質(zhì)量m=minmslave,mmaster對光滑接觸力的噪聲影響很有用。如一個part夾在其它兩個part之間，其接觸力有時會出現(xiàn)明顯的噪聲LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!相關(guān)的關(guān)鍵字卡片(*CONTROL_CONTACT)對所有的接觸設(shè)置默認的控制全局的接觸懲罰力比例因子（Default=0.10)[SLSFAC]Effectiscumulativewithpenaltyscalefactorspecifiedoncard3of*contact剛體和固定的剛性墻接觸的比例因子[RWPNAL]非自動（non-automatic)接觸時考慮殼厚度偏置[SHLTHK]對單面自接觸考慮厚度的變化[THKCHG]必須同時在*control_shell設(shè)置標識，計算薄膜應(yīng)變導(dǎo)致的殼厚度的改變SOFT=0時懲罰剛度的計算方[PENOPT]自動檢查/重新定向接觸面段的法向[ORIEN]LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!單元刪除后自由節(jié)點的接觸處理方式[ENMASS]塊排序的頻率[NSBCS]阻止使用殼的邊緣長度來考慮接觸厚度[SSTHK]阻止侵蝕接觸控制計算的時間步長[ECDT]處理初始穿透的IGNORE參數(shù)[IGNORE]相關(guān)的關(guān)鍵字卡片(*CONTROL_CONTACT)LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!初始穿透使用自動接觸時，應(yīng)該注意構(gòu)造網(wǎng)格時要考慮到殼中性面的偏置，否則將產(chǎn)生初始穿透默認的處理是把每一個初始穿透的從節(jié)點投射到主面上幾何形狀會有所改變，可能產(chǎn)生初始屈曲

不能保證這種方法能消除所有的初始穿透設(shè)置IGNORE=1(via*control_contactor*contact),初始穿透的節(jié)點不被移動，然而，接觸厚度根據(jù)穿透量會相應(yīng)地減少。穿透減少，接觸厚度增加，直至最大值到完全的接觸厚度LS-DYNA顯式時間步長與沙漏控制共50頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!GeneralTips對大多數(shù)的顯示碰撞仿真，推薦使用接觸：*CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACEwithSOFT=1通常是最有效和最可靠的接觸一個“全局”的接觸并不比幾個小接觸（除了梁）多花太多的時間使用*cont