ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總培訓(xùn)課件

ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總培訓(xùn)安排第1天 概述、單元、part定義第2天 載荷邊界、求解控制、后處理第3天 材料、接觸第4天 重啟動、顯式－隱式連續(xù)求解、隱式－顯式連續(xù)求解第5天 跌落分析、總結(jié)、討論2ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總培訓(xùn)目標(biāo)和方式培訓(xùn)目標(biāo):判斷問題屬于顯式求解或隱式求解的能力。熟練利用ANSYS/LS-DYNA完成顯式動力學(xué)分析的過程。獲得在顯式動力分析中有效解決問題的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)培訓(xùn)方式:培訓(xùn)手冊和習(xí)題集是這套幻燈的拷貝文檔。習(xí)題集的練習(xí)用來強(qiáng)化每一章所學(xué)習(xí)的內(nèi)容。3ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總概述第1-1章4ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總概述

本章目標(biāo)本章包括顯式動力學(xué)和ANSYS/LS-DYNA程序的背景、應(yīng)用、理論以及概述。主題: A.什么是ANSYS/LS-DYNA? B.ANSYS/LS-DYNA的應(yīng)用 C.隱式和顯式方法的比較 D.臨界時(shí)間步 E.文件系統(tǒng)F.習(xí)題5ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總概述

A.什么是ANSYS/LS-DYNA?顯式動力學(xué)有限元程序的基本目標(biāo)用來求解高度非線性瞬態(tài)動力學(xué)問題對大范圍的接觸類型有效豐富先進(jìn)的材料模型強(qiáng)大的大變形分析能力ANSYS和LS-DYNA程序的無縫結(jié)合將LS-DYNA求解器完全集成到ANSYS程序中所有的前后處理使用ANSYS標(biāo)準(zhǔn)格式GUI完全類似于通用ANSYS程序支持隱式－顯式順序求解能力6ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總概述

…什么是ANSYS/LS-DYNA?完美的顯式和隱式求解技術(shù)的結(jié)合ANSYS前后處理:所有的顯式動力學(xué)特定的命令有EDxx前綴用戶化ANSYSGUI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允許直接輸入IGES,Pro/E,ACIS,Parasolid等幾何模型支持所有的ANSYS自由網(wǎng)格劃分技術(shù)可以使用APDL和優(yōu)化設(shè)計(jì)支持所有的通用后處理器特性和動畫宏專業(yè)的時(shí)間－歷程后處理器LS-DYNA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完全版本的LS-DYNA(帶有氣囊，空氣包,安全帶,炸藥模型等)完全版的LS-POST后處理器7ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總概述

B.ANSYS/LS-DYNA的應(yīng)用防撞性分析ANSYS/LS-DYNA適合波的傳播分析:

整車碰撞

汽車部件分析所有汽車工業(yè)的碰撞轎車卡車公共汽車火車輪船航行器8ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總制造過程的模擬

深拉

液壓成形

超彈成形

軋制擠壓

沖壓

加工

鉆所有的這些成形過程可以利用LS-DYNA程序的質(zhì)量縮放和變化工具速度功能來模擬概述

…ANSYS/LS-DYNA的應(yīng)用9ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總管碰撞(ANSYSNews3/93):帶有50rad/sec旋轉(zhuǎn)角速度的管的碰撞CPU時(shí)間(SGIOctaneR12000)<20秒接觸/碰撞跌落試驗(yàn)擺錘碰撞試驗(yàn)噴氣發(fā)動機(jī)扇片的包容性分析大范圍的接觸分析類型概述

…ANSYS/LS-DYNA的應(yīng)用10ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總應(yīng)力波的傳播2500體單元.CPU時(shí)間2sec(SGIOctaneR12000)F(t)概述

…ANSYS/LS-DYNA的應(yīng)用非線性屈曲階越屈曲聲波的傳播失效分析11ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總

PUNCH

DIE

BLANK靜態(tài)“準(zhǔn)”靜態(tài)

動態(tài)結(jié)構(gòu)問題金屬成形碰撞問題

SF=0

SF?0

SF=ma隱式方法顯式方法概述

C.顯式和隱式方法的比較12ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總隱式時(shí)間積分:時(shí)間t+Dt時(shí)計(jì)算平均加速度－位移:線性問題:當(dāng)[K]是線性時(shí)無條件穩(wěn)定可以采用大的時(shí)間步非線性問題:通過一系列線性逼近(Newton-Raphson)來獲得解要求對非線性剛度矩陣[K]求逆收斂需要小的時(shí)間步對于高度非線性問題無法保證收斂概述

…顯式－隱式方法的比較13ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總顯式時(shí)間積分用中心差分法在時(shí)間

t求加速度:

其中 {Ftext}為施加外力和體力矢量, {Ftint}為下式?jīng)Q定的內(nèi)力矢量:Fhg為沙漏阻力(見單元一章)；Fcont

為接觸力.速度與位移用下式得到:其中 tt+t/2=.5(tt+tt+t)andtt-t/2=.5(tt-tt+t)概述

…顯式－隱式方法的比較14ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總顯式時(shí)間積分（續(xù)）:新的幾何構(gòu)形由初始構(gòu)形{xo}加上位移增量獲得非線性問題:集中質(zhì)量矩陣需要簡單求逆方程非耦合，可以直接求解(顯式)無須對剛度矩陣求逆，所有非線性（包括接觸）都包含在內(nèi)力矢量中內(nèi)力計(jì)算是主要的計(jì)算部分無須收斂檢查保持穩(wěn)定狀態(tài)需要小的時(shí)間步概述

…顯式－隱式方法的比較15ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總概述

…顯式－隱式方法的比較隱式時(shí)間積分對于線性問題，時(shí)間步可以任意大（穩(wěn)定）。對于非線性問題，時(shí)間步由于收斂困難變小顯式時(shí)間積分當(dāng)時(shí)間步小于臨界時(shí)間步時(shí)穩(wěn)定其中wmax=最大自然角頻率由于時(shí)間步小，顯式分析對瞬態(tài)問題有效16ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總桿件的臨界時(shí)間步長自然頻率:臨界時(shí)間步長:

其中(波傳播速度)概述

D.臨界時(shí)間步Courant-Friedrichs-Levy-準(zhǔn)則Δt為波傳播桿長l需要的時(shí)間

注意:臨界時(shí)間步尺寸由LS-DYNA自動計(jì)算。它依賴于單元長度和材料特性（音速）它很少需要用戶重新定義（后面將討論）。17ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總ANSYS/LS-DYNA在計(jì)算所需時(shí)間步時(shí)檢查所有單元.為達(dá)到穩(wěn)定采用一個(gè)比例系數(shù)（缺省為0.9）來減小時(shí)間步:特征長度l

和波速c

取決于單元類型:L1L4L3L2A殼單元:梁單元:概述

…臨界時(shí)間步18ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總概述

E.文件系統(tǒng)ANSYS/SOLULS-DYNAsolvertaskWritesandsubmitsJobname.K-standardLS-DYNAASCIIinputfileANSYS/PREP7Preprocessing(database)CreatesJobname.DBmesh,materials,loads,etc.ANSYS/POST1GeneralpostprocessingReadsJobname.RST-generalbinaryresultdataEDRST,FreqLS-POST(phase3)&ANSYS/POST26PostprocessASCIIoutputfiles-GLSTAT,MATSUM,SPCFORC,etc.EDOUT,FileandEDREAD,,FileANSYS/POST26TimehistorypostprocessingReadsJobname.HIS-selectivebinaryresultsdataEDHIST,CompandEDHTIME,FreqLS-POST(phase1)Postprocessbinaryfiles-d3plotSimilartoJobname.RSTEDRST,FreqLS-POST(phase2)Postprocesstimehistorybinaryresultsfiles-d3thdtSimilartoJobname.HISEDHIST,CompandEDHTIME,Freq19ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總概述

…文件系統(tǒng)ANSYS/LS-DYNA運(yùn)行過程中產(chǎn)生的ANSYS文件的描述:Jobname.K在執(zhí)行ANSYSSOLVE命令后自動生成的LS-DYNA輸入文件包括存在于ANSYS數(shù)據(jù)庫中的幾何、載荷和材料數(shù)據(jù)ASCII輸入文件100%相容于LS-DYNA版本960能自動地通過EDWRITE命令生成: Solution>WriteJobname.KJobname.RST與標(biāo)準(zhǔn)的ANSYS.RST類似的顯式動力學(xué)結(jié)果文件主要用來在通用后處理器ANSYSpostprocessor(POST1)中查看結(jié)果包括相對少的時(shí)間步結(jié)果(e.g.,10-1000)

20ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總ANSYS/LS-DYNA運(yùn)行過程中產(chǎn)生的ANSYS文件的描述(繼續(xù)):Jobname.HISPOST26中使用的顯式動力學(xué)時(shí)間歷程結(jié)果文件包含模型中節(jié)點(diǎn)或單元子集的結(jié)果通常比Jobname.rst包含更多時(shí)間步的結(jié)果信息時(shí)間歷程ASCII輸出文件包含顯式分析的附加信息的特定文件用戶在求解前定義要輸出的文件(EDOUTcommand)ASCII輸出文件(一些通過POST26中EDREAD命令可以獲得的)包括:GLSTAT: 總體統(tǒng)計(jì)和能量MATSUM: 材料能量總結(jié)(基于PartID號)SPCFORC: 單點(diǎn)(節(jié)點(diǎn))約束反作用力RCFORC: 接觸面反作用力RBDOUT: 剛體數(shù)據(jù)NODOUT: 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)ELOUT: 單元結(jié)果etc....概述

…文件系統(tǒng)21ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總概述

…文件系統(tǒng)在顯式求解過程中可以生成下面兩個(gè)文件用于ANSYS/LSDYNA附帶的LS-POST后處理:D3PLOT:類似于ANSYSJobname.RST的二進(jìn)制結(jié)果文件D3THDT:類似于ANSYSJobname.HIS的時(shí)間－歷程結(jié)果文件LS-POST可以識別所有的由LS-DYNA生成的ASCII時(shí)間－歷程輸出文件22ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總概述

F.習(xí)題1-1這個(gè)習(xí)題包括下面問題:

練習(xí)1-1.方盒的跌落試驗(yàn)23ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元第1-2章24ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總

單元

本章目標(biāo)本章包括理解和定義ANSYS/LS-DYNA單元主題: A.了解顯式動力學(xué)單元家族 B.縮減積分 C.沙漏 D.定義ANSYS/LS-DYNA單元 E.LINK160--3-DSpar(Truss) F.BEAM161--3-DBeam G.PLANE162--2-DSolid H.SHELL163--3-DThinShell25ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總

單元

…本章目標(biāo)主題（繼續(xù)): I.SOLID164--3-D8-nodeBrick J.COMBI165--3-DSpringorDamper K.MASS166--3-DMass L.LINK167--3-DCable M.單元使用指導(dǎo) N.單元習(xí)題26ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

A.

顯式動力學(xué)單元概述ANSYS/LS-DYNA程序可以定義8種不同的單元:LINK160:3-D顯式桿單元(類似于LINK8)BEAM161:3-D顯式梁單元(類似于BEAM4)PLANE162:2-D顯式平面體單元(類似于PLANE42)SHELL163:3-D顯式薄殼單元(類似于SHELL181)SOLID164:3-D顯式體單元(類似于SOLID185)COMBI165:3-D顯式彈簧阻尼單元(類似于COMBIN14)MASS166:3-D顯式結(jié)構(gòu)質(zhì)量單元(類似于MASS21)LINK167:3-D顯式索單元(類似于LINK10)除2-DPLANE162外(平面應(yīng)力，平面應(yīng)變或軸對稱)，其它顯式單元都是三維單元27ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…顯式動力學(xué)單元概述顯式單元族在以下方面與ANSYS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ANSYS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(HYPER56,58,74)和粘彈單元(VISCO106,108),盡管現(xiàn)在新的18X隱式單元允許多種材料選項(xiàng)。大多數(shù)顯式單元有許多不同的算法，如SHELL163最多有12種算法。歷史上，隱式單元根據(jù)不同的算法給單元以不同的名字(如SHELL43和63),但是現(xiàn)在新的18X隱式單元正向這個(gè)趨勢發(fā)展。28ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總顯式單元族在以下方面與ANSYS隱式單元明顯不同:(續(xù)):顯式單元支持ANSYS/LS-DYNA所允許的所有非線性選項(xiàng)。所有的顯式動力學(xué)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)。在ANSYS/LS-DYNA中，沒有帶有額外形函數(shù)和中間節(jié)點(diǎn)的單元及P-單元。每種顯式單元缺省為單點(diǎn)積分單元。單元

…顯式動力學(xué)單元概述29ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

B.

縮減積分算法縮減積分單元

是使用最少積分點(diǎn)的單元。一個(gè)縮減積分體單元在其中心有一個(gè)積分點(diǎn)，一個(gè)縮減積分殼單元有一個(gè)平面內(nèi)積分點(diǎn)，但沿著殼的厚度可以設(shè)置多個(gè)積分點(diǎn)。全積分單元主要用于隱式ANSYS中。在ANSYS/LS-DYNA中，全積分體單元有8個(gè)積分點(diǎn)，全積分殼單元有4個(gè)平面內(nèi)積分點(diǎn)（沿著殼的厚度有多組積分平面）?？s減積分通過減小單元處理時(shí)間來減少CPU時(shí)間，所以縮減積分通常是ANSYS/LS-DYNA中缺省的形式。30ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…

縮減積分算法除了節(jié)省CPU時(shí)間，單點(diǎn)積分單元有利于大變形分析。ANSYS/LS-DYNA單元能經(jīng)歷比ANSYS單元大得多的變形。縮減積分單元有兩個(gè)主要的缺點(diǎn)可能出現(xiàn)零能模式的變形(沙漏)應(yīng)力結(jié)果的精度直接與積分點(diǎn)的個(gè)數(shù)相關(guān)31ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

C.

沙漏沙漏是一種以比結(jié)構(gòu)全局響應(yīng)高得多的頻率震蕩的零能變形模式。沙漏模式導(dǎo)致一種在數(shù)學(xué)上是穩(wěn)定的、但在物理上無法實(shí)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。單點(diǎn)(縮減)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(yīng)盡量減小和避免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)于沙漏能以后會討論(GLSTAT和MATSUM文件)，有時(shí)侯甚至5%的沙漏也是不允許的。32ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單點(diǎn)積分實(shí)體單元的零能模式: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單元

…沙漏33ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…

沙漏在ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏避免能夠激起沙漏模式的單點(diǎn)載荷。因?yàn)橐粋€(gè)被激勵(lì)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(diǎn)載荷。如果可能，盡量將載荷如同壓力那樣施加到多個(gè)單元上。細(xì)化網(wǎng)格通常減少沙漏，但是一個(gè)大的模型通常會增加求解時(shí)間并使結(jié)果文件增大。全積分單元可以避免沙漏，但根據(jù)不同應(yīng)用，要以求解速度，求解能力甚至求解精度為代價(jià)。另一種選擇，可以在網(wǎng)格劃分時(shí)，分散一些全積分的“種子”單元于模型中從而減少沙漏。PLANE162無全積分模式，梁單元不需要全積分。34ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…

沙漏在ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏(續(xù))總體

調(diào)整模型的體積粘度可以減少沙漏變形?？梢酝ㄟ^EDBVIS命令的線性或二次系數(shù)來增加模型的體積粘度:Solution>AnalysisOptions>BulkViscosity…不推薦過大改變EDBVIS命令的缺省值(1.5and.06)，因?yàn)樗鼘傮w結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相反的效應(yīng)。粘性沙漏控制推薦用于快速變形的問題中（例如激振波）可用的單元包括PLANE162和SOLID164.35ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…沙漏在ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏(續(xù))總體增加彈性剛度來減少沙漏.可以通過EDHGLS命令的沙漏系數(shù)(HGCO)來實(shí)現(xiàn)整體模型的沙漏控制:Solution>AnalysisOptions>HourglassCtrls>Global…當(dāng)增加沙漏系數(shù)時(shí)必須謹(jǐn)慎，因?yàn)榇笥?.15的值會過分剛化變形過程中的響應(yīng)并導(dǎo)致不穩(wěn)定。剛度沙漏控制推薦用于低速變形問題（如金屬成型安定碰撞中）適用的單元包括PLANE162,SHELL163,andSOLID164.36ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…沙漏ANSYS/LS-DYNA中控制沙漏(續(xù))在模型的關(guān)鍵部位局部

減少沙漏而對模型的總體剛度沒有過大的影響。

EDMP,HGLS

命令被用來對特定材料施加沙漏控制。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)、殼彎曲和扭曲系數(shù):Solution>AnalysisOptions>HourglassCtrls>Local…LS-DYNA局部施加沙漏控制是基于Part號（不是基于材料號),所以任何帶有特定材料的Part將有這種沙漏控制。VAL1=5通常用來定義減少沙漏。37ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

D.

定義ANSYS/LS-DYNA單元使用標(biāo)準(zhǔn)的ANSYS方法定義顯式動力學(xué)單元:從ANSYSGUI過濾器選擇LS-DYNAExplicitANSYSMainMenu>Preferences…選擇LS-DYNAExplicit將在目前的分析中將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(gè)分析中同時(shí)使用。如果在同一個(gè)模型中定義了隱式單元，那么當(dāng)執(zhí)行SOLVE命令時(shí)，分析將自動被中止。38ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…定義ANSYS/LS-DYNA單元增加單元類型:Preprocessor>Elementtype>Add/Edit/Dele....可以用標(biāo)準(zhǔn)的格式定義關(guān)鍵選項(xiàng)和實(shí)常數(shù)設(shè)置LS/DYNA選項(xiàng)后，可選單元將被限制于顯式單元(160–167)39ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

E.LINK160--3-D桿(Truss)3-D桿單元只能承受軸向載荷用三個(gè)節(jié)點(diǎn)定義單元第三個(gè)節(jié)點(diǎn)用來定義初始桿方向40ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

F.BEAM161--3-D梁3-D梁單元適用于剛體旋轉(zhuǎn)，因?yàn)樗划a(chǎn)生應(yīng)變用三個(gè)節(jié)點(diǎn)定義單元第三個(gè)節(jié)點(diǎn)用來定義梁的方向可以定義許多標(biāo)準(zhǔn)的梁橫截面41ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

G.PLANE162--2-D體PLANE162–2-D,4-節(jié)點(diǎn)體3節(jié)點(diǎn)三角形單元(不推薦)僅支持Lagrangian算法UX,UY,VX,VY,AX,AY自由度對于軸對稱模式，Y軸=對稱軸不允許混用2D和3D單元類型

不允許全積分選項(xiàng)PLANE162KEYOPT設(shè)置:Keyopt(2)–面積加權(quán)或體積加權(quán)(AXISYM)Keyopt(3)–平面應(yīng)力，軸對稱或平面應(yīng)變在給定的分析中僅僅可以使用一種2-D類型(如在一個(gè)模型中不能同時(shí)軸對稱和平面應(yīng)力單元)

IJKLSHELL162:2-DPLANARSOLIDxy42ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…PLANE162--2-D體在X-Y平面建立PLANE162單元PLANE162單元不要定義實(shí)常數(shù)支持許多材料模式(如塑性，復(fù)合材料，Mooney-Rivlin橡膠材料)RSYS支持位移和應(yīng)力（不包括應(yīng)變）Lagrangian算法基于大應(yīng)變理論，根據(jù)此理論實(shí)體被離散化，并且當(dāng)網(wǎng)格隨時(shí)間物理變形時(shí)幾何體不斷更新。該算法同樣使用于隱式ANSYS中。43ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

H.SHELL163--3-D薄殼SHELL163有12種不同的單元算法，重要的包括:Belytschko-Tsay(BT,KEYOPT(1)=0or2,缺省):

簡單殼單元

非常快(相對速度=1.0)

翹曲時(shí)易出錯(cuò)Belytschko-Wong-Chiang(BWC,KEYOPT(1)=10):

相對速度=1.28*BT

設(shè)用于翹曲分析

推薦使用Belytschko-Leviathan(BL,KEYOPT(1)=8):

相對速度=1.25*BT

較新，仍在開發(fā)中

第一個(gè)有物理沙漏控制的單元(對于EDMP,HGLS,Mat,Val1無參數(shù))S/Rco-rotationalHughes-Liu(S/RCHL,KEYOPT(1)=7):

沒有沙漏控制的殼

相對速度=8.84*BT44ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…SHELL163--3-DThinShell單元算法BT,BWC,BL僅適用于平面內(nèi)單點(diǎn)積分，而S/RCHL用于平面內(nèi)4點(diǎn)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(diǎn)(NIP)。對于彈性行為NIP=2(缺省)對于塑性行為，3<NIP<5(推薦NIP=5)實(shí)常數(shù)用來定義積分點(diǎn)的數(shù)目R,NSET,SHRF,NIP,T1NSET=實(shí)常數(shù)組參考號SHRF=剪切因子(對于薄殼推薦為5/6)NIP=積分點(diǎn)數(shù)T1=單元厚度目前SHELL163不支持新的殼截面命令(SECTYPE,SECDATA,SECOFFSET等)45ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…SHELL163--3-DThinShell用EDINT命令定義結(jié)果輸出的沿厚度方向的積分點(diǎn)數(shù)目Solution>OutputControls>IntegPtStorage…EDINT,SHELLIP,BEAMIPSHELLIP是輸出中殼的積分點(diǎn)數(shù)目SHELLIP3

每一個(gè)積分點(diǎn)與一個(gè)LAYER相關(guān)

缺省值是3(頂層，中層和底層)BEAMIP是輸出的梁積分點(diǎn)數(shù)目46ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總CPUfactor2.45*BTKEYOPT(1)=11integrationpointnormalCSco-rotationalCS標(biāo)準(zhǔn)“全縮減”選擇性“全積分”CPUfactor1.49*BTKEYOPT(1)=111integrationpointCPUfactor20.01*BTKEYOPT(1)=64integrationpointsCPUfactor8.84*BTKEYOPT(1)=74integrationpoints這個(gè)算法類似于SHELL143算法單元

…SHELL163--3-DThinShell有4種Hughes-Liu殼單元算法:47ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…SHELL163--3-DThinShell對于三角形殼單元有兩種算法:C0三角形殼(KEYOPT(1)=4)基于Mindlin-Reissner平板理論此算法剛度偏大，不推薦用于整個(gè)殼體網(wǎng)格中BCIZ三角形殼(KEYOPT(1)=3)基于Kirchhoff平板理論較慢在混合網(wǎng)格中,C0三角形單元通常比退化的4節(jié)點(diǎn)單元算法更好。所以當(dāng)混合劃分（自由劃分）通常使用下面的命令：EDSHELL,,,,,,ITRSTITRST=1:退化的四邊形單元被當(dāng)作三角形單元（缺?。㊣TRST=2:退化的四邊形單元保持不變Preprocessor>ShellElemCtrls>TriangularShellSorting>FullSorting>OK48ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…SHELL163--3-DThinShell有兩種膜單元算法:Belytschko-Tsay-膜(KEYOPT(1)=5):單點(diǎn)積分的膜單元全積分Belytschko-Tsay-膜(KEYOPT(1)=9):具有4點(diǎn)積分的膜單元全積分Belytschko-Tsay殼(KEYOPT(1)=12):不需要沙漏控制對橫向剪切，假設(shè)的小應(yīng)變彌補(bǔ)了剪切鎖定平面內(nèi)4點(diǎn)積分(2X2積分)，但速度仍然很快比縮減積分的Belytschko-Tsay殼慢2.5倍當(dāng)沙漏模式難以控制時(shí)推薦使用在每一層的單元中心平均各層應(yīng)力結(jié)果49ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

I.SOLID164--3-D8-node實(shí)體極力反對用退化的四面體網(wǎng)格一個(gè)完全四面體網(wǎng)格甚至不能運(yùn)行對顯式動力學(xué)單元使用映射網(wǎng)格拖拉生成的三棱柱單元可以接受盡可能保持接近于立方體的實(shí)體形狀50ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

…SOLID164--3-D8-node實(shí)體有兩種實(shí)體單元算法:單點(diǎn)積分實(shí)體(整個(gè)單元中常應(yīng)力)缺省形式對于單元大變形單元非?？旌陀行ǔＰ枰陈┛刂苼碜柚股陈┠Ｊ饺e分實(shí)體(2x2x2積分)比較慢，但無沙漏對于高的泊松比時(shí)會同時(shí)出現(xiàn)剪切鎖定和體積鎖定，得到比較差的結(jié)果精度比缺省算法對單元形狀更敏感在特定區(qū)域被選用來降低病態(tài)效應(yīng)51ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

J.COMBI165--3-D彈簧或阻尼使用兩個(gè)節(jié)點(diǎn)和離散的材料模式來定義能與其它所有顯式單元連接具有平動和轉(zhuǎn)動自由度能定義復(fù)雜的力－位移關(guān)系不象COMBIN14,彈簧和阻尼必須是不同的單元由于只能同時(shí)定義一個(gè)彈簧或阻尼選項(xiàng)，所以定義彈簧－阻尼集合體時(shí)需要重疊定義兩個(gè)單元52ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

K.MASS166--3-D質(zhì)量MASS166是一個(gè)有9個(gè)自由度的單點(diǎn)質(zhì)量單元:在x,y,z方向的平動、速度、加速度

這個(gè)單元還有附加的選項(xiàng)用來定義無質(zhì)量的轉(zhuǎn)動慣量:KEYOPT(1)=0 無慣量的3-D質(zhì)量:輸入質(zhì)量KEYOPT(1)=1 3-D轉(zhuǎn)動慣量(無質(zhì)量):輸入6個(gè)慣量值這個(gè)單元用來調(diào)整例如汽車碰撞這樣復(fù)雜模型的質(zhì)量，其中許多組件（如座位，車燈，控制工具和假人等）未被建模（以質(zhì)量單元替代）。53ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總單元

L.LINK167--3-D索三節(jié)點(diǎn)僅拉伸單元第三個(gè)節(jié)點(diǎn)定義單元初始方向用于索繩建模54ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總

單元

M.單元使用指導(dǎo)只要可能盡量避免小單元，因?yàn)樗鼘⒋蟠鬁p小時(shí)間步，從而增加求解時(shí)間。如果小單元不可避免，使用質(zhì)量縮放（見第2-2章）。減少使用三角形、四面體和棱柱單元，盡管程序支持，但不推薦使用。避免尖角單元和翹曲的殼，因?yàn)樗鼈儗⒔档徒Y(jié)果精度。在需要沙漏控制的地方使用全積分單元，但是全積分六面體單元會導(dǎo)致體積鎖定（由于泊松比接近于0.5）和剪切鎖定（如剪支梁的彎曲）。55ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總

單元

N.練習(xí)1-2這個(gè)練習(xí)包括下面的問題:

練習(xí)1-2.顯式動力學(xué)單元56ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總Part定義

本章目的本章目的主要是了解part的定義，學(xué)習(xí)在ANSYS/LS-DYNA中如何定義和應(yīng)用part.主要內(nèi)容什么是Part?在ANSYS/LS-DYNA中如何使用Part?

如何對Part進(jìn)行創(chuàng)建，更新和列表？

使用Part的步驟Part的選擇Part的顯示Part集Part定義的練習(xí)題58ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總

PART1:BALLMat1:Si3N4CeramicReal1Type1:SOLID164PPART2:PLATEMat2:SteelReal2Type2:SOLID164Part定義

A.什么是Part?一個(gè)Part是指具有相同的單元類型，實(shí)常數(shù)和材料號組合的一個(gè)單元集.可以說,Part是模型中的一個(gè)特定部分.每個(gè)Part具有一個(gè)給定的參考號PartID,用于在后續(xù)ANSYS/LS-DYNA命令中使用。

為了說明在有限元分析中如何定義Part,參考球與平板接觸的問題。描述如下,模型由兩個(gè)part組成:一個(gè)是球，一個(gè)是平板。

59ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總例子：Part定義

B.ANSYS/LS-DYNA中Part的應(yīng)用由于ANSYS/LS-DYNA中許多命令要用到PARTID，因此PART的定義在ANSYS/LS-DYNA中十分重要。下面是一些需要PartID的操作:1.定義和刪除兩個(gè)實(shí)體之間的接觸(EDCGEN和EDCDELE命令)2定義剛體載荷和約束,慣量屬性和集合(EDLOAD,EDCRB,EDIPART,和EDASMP命令)3.讀取時(shí)間歷程材料數(shù)據(jù)(EDREAD命令)4.向模型的組元施加阻尼(EDDAMP命令)60ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總Part定義C.創(chuàng)建、列表和更新PartParts是通過EDPART命令來創(chuàng)建、列表和更新菜單操作路徑：Preprocessor>LS-DYNAOptions>PartsOptions在一個(gè)模型中創(chuàng)建Part，點(diǎn)擊Ok即可，PartIDs會自動按順序生成。61ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總Part定義

…創(chuàng)建、列表和更新Part對于每種單元類型,如果實(shí)常數(shù)或材料號等屬性發(fā)生變化,這組單元將被賦以新的PARTID。創(chuàng)建一個(gè)新的Part后,

它會自動在屏幕上列出。也可通過EDPART命令列出Part表。Preprocessor>LS-DYNAOptions>PartsOptions62ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總Part定義

…創(chuàng)建、列表和更新Part在Part表中,PartID號在PART一列中與MAT,TYPE,和REAL號相對應(yīng)給出。從上面列表可見，存在兩種Part標(biāo)號USED(1)和UNUSED(0)。一個(gè)UNUSEDPartID是指此PART中已沒有任何具有MAT、TYPE和REAL的組合屬性的單元。

UNUSEDParts通常當(dāng)單元被從模型中刪除后出現(xiàn)。PartID列表63ANSYSLSDYNA顯式動力學(xué)培訓(xùn)手冊匯總Part定義

…創(chuàng)建、列表和更新Part如果列表中顯示有未用的Part,當(dāng)重新列表時(shí)這些Parts將被刪除(EDPART,CREATE)。重建的列表刪除了未使用的Parts的標(biāo)號從而減少模型Parts的總數(shù)。如果用EDPART，CREATE命令重建Parts列表，Parts列表將被重寫。這將造成