第2章LSDYNA初始條件、邊界條件和約束

概述若FEA模型已具有節(jié)點，單元，材料特性和parts等。則可以：

?施加：初始條件、邊界條件、載荷和約束

?必須具有：boxes，曲線，sets，矢量等當parts間發(fā)生碰撞，或與其它問題撞擊時：?剛墻?接觸(第三章)怎樣測定載荷/動量?接觸力?橫截面分析目前一頁\總數(shù)五十三頁\編于四點起爆點和動量初始應力/應變初始溫度初始速度缺省狀態(tài)下初始應力、溫度和速度為零邊界條件高于初始條件初始條件目前二頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*INITIAL_DETONATION和*INITIAL_MOMENTUM

用于模擬施加在體單元上的一種脈沖載荷

起爆點:引爆炸藥材料(parts)?動量:單元上施加一個初始動量初始條件目前三頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*SET–節(jié)點定義節(jié)點組?setID號(SID)?節(jié)點的ID號(NID’s)

*SET_NODE_LIST?每行定義8個節(jié)點

*SET_NODE_COLUMN?每行定義1個節(jié)點*DEFINE_BOX

定義一個BOX形狀的體，BOX內(nèi)的任何事物都可以作為輸入

BOX的ID號(BOXID)

定義BOX的范圍：?Xmin-Xmax?Ymin-Ymax?Zmin-Zmax初始條件目前四頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*INITIAL_VELOCITY_GENERATION?對于平動和轉動的體–parts–系列parts–系列節(jié)點?與前兩個初始速度的施加方法不能同時使用初始條件*INITIAL_VELOCITY對節(jié)點和體施加一個初始的平動和轉動速度?系列節(jié)點?系列節(jié)點外的節(jié)點?定義的box中的所有節(jié)點

*INITIAL_VELOCITY_NODE?單個的節(jié)點目前五頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*KEYWORD400000000*TITLEanexplodingsphere$$$$$$$Anexplosivematerialisplacedinsideofasphere.$$$$$$Theexplosiveislit,expands,andimpactsthesphere.$$$$$$Thesphereexpands,reachesyield,seamlinesfailandfragments$$$$$$flyapart.$$JohnD.Reid6/4/98$$Units:unknown-possiblygm,cm,micros,1E7N,Mbar,1E7N-cm$爆炸球的例子目前六頁\總數(shù)五十三頁\編于四點爆炸球的例子目前七頁\總數(shù)五十三頁\編于四點爆炸球的例子目前八頁\總數(shù)五十三頁\編于四點爆炸球的例子目前九頁\總數(shù)五十三頁\編于四點爆炸球的例子目前十頁\總數(shù)五十三頁\編于四點爆炸球的例子目前十一頁\總數(shù)五十三頁\編于四點爆炸球的例子目前十二頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*BOUNDARY_OPTION目的：定義施加在邊界節(jié)點上的運動?對流、通量、輻射和溫度?循環(huán)對稱?無反射邊界、滑動邊界和具有失效準則的對稱(固體)?強制運動載荷?SPC約束邊界條件目前十三頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*BOUNDARY_CYCLIC

旋轉對稱

旋轉軸矢量?x,y和z軸矢量?矢量必須是全局的2條邊界線(使用節(jié)點sets)*DEFINE_VECTOR

定義一個矢量

?矢量ID號(VID)

?確定尾(xt,yt,zt)和頭(xh,yh,zh)坐標目前十四頁\總數(shù)五十三頁\編于四點僅對體單元

*BOUNDARY_NON_REFLECTING?邊界處的應力梯度為零?邊界隨沖擊波移動

*BOUNDARY_SLIDING_PLANE?約束一系列節(jié)點在一任意方位的平面或矢量上移動

*BOUNDARY_SYMMETRY_FAILURE?約束節(jié)點于一定義的平面上?當周圍的單元達到定義的拉應力時節(jié)點成為自由節(jié)點邊界條件目前十五頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION

對節(jié)點、系列節(jié)點或剛體施加節(jié)點運動(平動或轉動)

可適用的自由度運動：?位移?速度?加速度

載荷曲線描述的運動

起始和結束的時間邊界條件目前十六頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*DEFINE_CURVE

定義一（載荷）曲線

載荷曲線ID號(CLID)

定義曲線上的點?橫坐標(x)–縱坐標(y)

縮放因子

偏移

例子?力vs變形?速度vs時間邊界條件*BOUNDARY_SPC單點約束約束一節(jié)點的一個或更多的自由度

單個的節(jié)點或系列節(jié)點?*BOUNDARY_SPC_NODE?*BOUNDARY_SPC_SET

可以在局部坐標系中定義目前十七頁\總數(shù)五十三頁\編于四點局部坐標系的定義：*DEFINE_COORDINATE

定義一局部坐標系

指定坐標系ID號(CID)

*DEFINE_COORDINATE_NODES?3節(jié)點:局部坐標系原點，沿x軸,局部x-y平面內(nèi)

*DEFINE_COORDINATE_SYSTEM?三點的x,y,z坐標(與NODES方式一樣)

*DEFINE_COORDINATE_VECTOR?2個矢量:局部x軸,局部x-y平面內(nèi)矢量邊界條件目前十八頁\總數(shù)五十三頁\編于四點目的：定義施加的“力”?梁?體?爆炸效果?熱，溫度?節(jié)點和剛體?殼（壓力）避免單點集中載荷?物理上無意義?防止沙漏模式

避免階躍載荷

要求一載荷曲線

載荷能縮放載荷目前十九頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*LOAD_BEAM

沿梁單元局部軸(r,s,t)定義牽引載荷

梁單元或系列梁單元每單位長度上的力*LOAD_BODY

施加指定的體載荷?重力加速度–概念上是加速指定的坐標系，所以，施加在模型上的慣性載荷是反方向的–因重力產(chǎn)生的預應力，與動力松弛結合?角速度

自由度：X,Y,Z,RX,RY,RZ

所有的節(jié)點或系列parts載荷目前二十頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*LOAD_NODE和*LOAD_RIGID_BODY

施加一載荷于一節(jié)點，系列節(jié)點或剛體上

x,y,orz力

x,y,orz力矩

Follower力或力矩?力作用方向為平面的法向

坐標系可為總體坐標或局部坐標載荷目前二十一頁\總數(shù)五十三頁\編于四點分布壓力載荷：

施加一個分布壓力載荷于一個表面:?段(*LOAD_SEGMENT)?系列段(*LOAD_SEGMENT_SET)?殼(*LOAD_SHELL_ELEMENT)?系列殼(*LOAD_SHELL_SET)正的壓力值作用方向為殼/段的法向的反方向壓力的激活時間載荷目前二十二頁\總數(shù)五十三頁\編于四點示例相關關鍵字*BOUNDARY_SYMMETRY_FAILURE*DEFINE_COORDINATE_VECTOR*DEFINE_CURVE*LOAD_NODE_POINT*SET_SEGMENT目前二十三頁\總數(shù)五十三頁\編于四點目前二十四頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*BOUNDARY_SYMMETRY_FAILURE目前二十五頁\總數(shù)五十三頁\編于四點目前二十六頁\總數(shù)五十三頁\編于四點目前二十七頁\總數(shù)五十三頁\編于四點目前二十八頁\總數(shù)五十三頁\編于四點目前二十九頁\總數(shù)五十三頁\編于四點剛墻

目的：定義一個剛性面?模擬屏障、擺錘和壓制機等

阻止節(jié)點穿透一個面?系列節(jié)點、一個BOX中的節(jié)點，所選節(jié)點外的節(jié)點剛墻能量：GLSTAT

剛墻力：RWFORCorGCEOUT關鍵字：*RIGIDWALL_PLANAR*RIGIDWALL_GEOMETRIC*CONTACT_ENTITY目前三十頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*RIGIDWALL_PLANAR

有限或無限

運動條件：?固定?運動:質量和速度

Softwall方式?到0速度的循環(huán)數(shù)

由特定的節(jié)點跟蹤剛墻

Ortho各向異性摩擦?兩種法線方向互相垂直的摩擦系數(shù)?如：旋轉物體：橫向的摩擦系數(shù)更大目前三十一頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*RIGIDWALL_GEOMETRIC

平板、棱柱、圓柱、球運動條件?固定?運動:速度或位移、載荷曲線、矢量多個幾何體墻可以定義，用來模擬多種幾何體的結合目前三十二頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*CONTACT_ENTITY一般的具有任意表面的剛體及運動

幾何實體?圓柱、平板、球、圓環(huán)、橢圓、VDA

性能改進?對接觸實體和可變形體間的接觸進行封閉形狀接觸計算精度改進?表面與網(wǎng)格劃分無關目前三十三頁\總數(shù)五十三頁\編于四點接觸實體的應用：

沖壓成型：凸模和凹模表面幾何實體作為幾何表面剛體輸入

處理剛體假人和可變形體如氣囊和駕駛面板的接觸耦合剛體假人模型軟件MADYMO.

方向盤中氣囊的放置.目前三十四頁\總數(shù)五十三頁\編于四點約束

目的：約束Parts之間的自由度?鉚接和焊接?約束殼與殼?約束殼與體?各種剛體約束

節(jié)點必須有質量

節(jié)點不能屬于多重，無關或可能沖突的約束

SPC邊界不能與約束沖突約束目前三十五頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*CONSTRAINED_RIVET

兩節(jié)點鉚接

剛性無質量束

作用與一球鉸鏈相似

節(jié)點坐標不能一致

失效時間焊接*CONSTRAINED_SPOTWELD*CONSTRAINED_GENERALIZED_WELD?點焊?fillet－對接焊縫?butt－角焊?組合焊目前三十六頁\總數(shù)五十三頁\編于四點焊接失效目前三十七頁\總數(shù)五十三頁\編于四點目前三十八頁\總數(shù)五十三頁\編于四點焊接失效失效時間?在指定的時間自動失效

拉伸失效?因塑性應變有效節(jié)點塑性應變>失效塑性應變ε?焊點外的金屬板撕裂失效，因為塑性發(fā)生在焊接處周圍的材料中目前三十九頁\總數(shù)五十三頁\編于四點焊接失效

脆性失效?點焊Sn=失效的法向力fn=法向界面力Ss=失效的剪切力fs=剪切界面力?fillet－角焊,butt－對接焊縫σn=法向應力

σf=失效應力τn=焊接方向剪切力

β=失效參數(shù)τt=焊接方向法向剪切力目前四十頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*CONSTRAINED_SPOTWELD

兩節(jié)點點焊剛性無質量梁不能傳輸殼的法向轉動剛度節(jié)點坐標不能一致

焊點連接的節(jié)點不能是其他約束設置中的節(jié)點，如約束相同的自由度，固連的界面，或剛體目前四十一頁\總數(shù)五十三頁\編于四點*CONSTRAINED_GENERALIZED_WELD方式：SPOT,FILLET,BUTT,CROSS_FILLET,COMBINED節(jié)點坐標可以相同

輸出可以指定于一局部坐標系中目前四十二頁\總數(shù)五十三頁\編于四點點焊節(jié)點的順序和局部坐標系的方向對于決定焊點失效是很重要的目前四十三頁\總數(shù)五十三頁\編于四點Fillet角焊

對于Fillet焊，節(jié)點的順序和局部坐標系的方向如圖目前四十四頁\總數(shù)五十三頁\編于四點對于Butt焊，節(jié)點的順序和局部坐標系的方向如圖ButtWeld目前四十五頁\總數(shù)五十三頁\編于四點Part連接

*CONSTRAINED_NODE_SET?兩節(jié)點或更多節(jié)點的平動約束?x,y,z,或任意組合?失效時間目前四十六頁\總數(shù)五十三頁\編于四點Part連接

*CONSTRAINED_SHELL_TO_SOLID?在殼邊和體單元間定義固連殼單元節(jié)點與坐標相同的體單元節(jié)點約束體單元節(jié)點（線矢量）是線性約束?節(jié)點剛體可以完成相同的功能目前四十七頁\總數(shù)五十三頁\編于四點破裂單元

*CONSTRAINED_TIE-BREAK?殼邊對殼邊界面?作為塑性應變的一個函數(shù)局部失效?模擬沿預先定義的線（如縫合線或結構鉸）失效的結果

*CONSTRAINED_TIED_NODES_FAILURE?固連的節(jié)點set(節(jié)點必須坐標一致)