LS-dyna-常見問題匯總2.0

LS-DYNA常見問題匯總2.0資料整理：yuminhust2005職務(wù)：A2:LS-DYNA版主資料來源：網(wǎng)絡(luò)和自己的總結(jié)更新時間：2008-10-12目錄TOC\o"1-1"\h\z\u1. LS-DYNA簡介 12. 單位制度 53. 質(zhì)量縮放 64. 長分析時間 75. 準(zhǔn)靜態(tài) 86. 計算不穩(wěn)定 97. 負(fù)體積 108. 能量平衡 119. 沙漏控制 1310. 阻尼 1411. ASCIIoutputforMPPviabinout 1512. 接觸概述 1613. ContactSoft1接觸Soft=1 1714. LS-DYNA中的接觸界面模擬 1815. LS-DYNA中夾層板(sandwich)的模擬 2516. 怎樣進行二次開發(fā) 2617. 如何實現(xiàn)程序的連續(xù)計算 2718. 如何得知LS-DYNA為一套完整的軟件？ 2819. LS-DYNA與市面上其它的前處理軟件兼容性如何？ 2820. LS-DYNA似乎很重視「ContactAlgorithm」，這是為什幺？ 2821. 如果要利用LS-DYNA進行MPP(平行運算)的計算，硬件配備及操作系統(tǒng)有無特殊需求？ 2822. FEMB能夠自動產(chǎn)生有限元素網(wǎng)格嗎？ 2823. 實際的產(chǎn)品CAD圖文件，有許多復(fù)雜的幾何造型，這些feature是否都該納入分析考量？ 2824. LS-DYNA是否只能進行殼元素的分析？ 2925. 在LS-DYNA里該如何強制剛體運動？ 2926. 在LS-POST如何顯示應(yīng)變分布圖？ 2927. 強制結(jié)構(gòu)體繞著特定軸旋轉(zhuǎn)的時候，為何會出現(xiàn)奇怪的變形？ 2928. LS-DYNA該如何進行振動模態(tài)的分析設(shè)定？ 3029. 究竟采用Implicit及Explicit的分析方式會有多大的差異性？ 3030. 要如何設(shè)定才能讓LS-DYNA自動進行Implicit/Explicit的切換？ 3031. LS-DYNA是唯一能夠?qū)mplicit與Explicitcode整合在一起的軟件，這對實際的分析工作有何幫助？ 3032. 請問以Explicit方式進行分析，影響運算時間的因素有哪些？ 3033. 勢流科技您好，請問彈簧/阻尼系統(tǒng)該采用什幺元素來仿真比較恰當(dāng)？ 3134. 請問安裝LS-DYNA(MPP)版本時，操作系統(tǒng)需有哪些額外的設(shè)定？ 3135. 在Linux系統(tǒng)下如何指定MPP的computingnode？ 3136. 請問在執(zhí)行MPP運算時，有沒有類似PC版本Ctrl+C的功能以進行不同的switch？ 3137. 如果我想要了解特定截面的力量分布情形，該設(shè)定哪些項目呢？ 3238. 請問LS-DYNA在進行Implicit分析時，有沒有什幺該注意的地方？ 3239. 請教一下，LS-DYNA有沒有什幺功能可以讓上/下表面的網(wǎng)格移到中性平面來？ 3240. 請問我該如何在后處理程序LS-Pre/Post里頭看到殼元素的厚度？ 3241. 請問在LS-Pre/Post里面該如何操作才能看到各相材料的變形及相關(guān)的力學(xué)資料？ 3242. 請問LS-Pre/Post有沒有辦法改變SPH顆粒的大??？ 3343. 請問LS-DYNA有沒有辦法仿真出「破裂」或「碎裂」的狀況？ 3344. 請問究竟是采用Automaticcontact好還是一一指定接觸界面的方式比較好？ 3345. 在完成前處理的設(shè)定后，如何知道每一個part的重量？ 3346. 請問如果我自己有寫程序產(chǎn)生出曲線資料，或是已將datapoint存成Excel檔案，能不能直接讀入FEMB？ 3347. 請問貴公司所代理的LS-DYNA軟件，其采用的單位制為何？ 3348. 請問在loadcurve的輸入方式除了一點一點慢慢key-in之外，有沒有其它更快的方式？ 3349. 如何處理LS-DYNA中的退化單元？ 3550. LS-DYNA中對于單元過度翹曲的情況有何處理方法 3551. 在ANSYS計算過程中結(jié)果文件大于8GB時計算自動中斷，如何解決這個問題？ 3552. 關(guān)于梁、殼單元應(yīng)力結(jié)果輸出的說明 3553. LS-DYNA求解有時為什么有負(fù)的滑動能 3654. 在DYNA中如何考慮材料失效 3655. 在LS-DYNA中能否施加跟隨力和跟隨力矩？ 3656. 如果在工程上遇到殼的厚度是坐標(biāo)位置的函數(shù)時，這樣的殼單元模型如何建立？ 3657. 不同自由度的單元在merge時，ANSYS如何處理自由度的不匹配問題 3758. 如何方便地建立壓力容器的有限元模型? 3759. ANSYS是否具有混合分網(wǎng)的功能？ 3860. 在ANSYS中怎樣給面施加一個非零的法向位移約束? 3861. 如何得到徑向和周向的計算結(jié)果? 3862. 如何正確理解ANSYS的節(jié)點坐標(biāo)系 3863. 如何考慮結(jié)構(gòu)分析中的重力 3964. 對于具有高度不規(guī)則橫截面的3D模型什么是最佳網(wǎng)格劃分方法？ 3965. 在交互方式下如何施加任意矢量方向的表面載荷? 4066. LS-DYNA96版后在爆炸及流固耦合方面的功能增強 4067. ANSYS坐標(biāo)系總結(jié) 4068. 顯式隱式分析轉(zhuǎn)換的注意事項 4169. 利用LS-DYNA進行接觸分析應(yīng)該注意的一些問題 4270. LS-DYNA求解中途退出的解決方案 4271. 液面晃動 4372. 復(fù)雜幾何模型的系列網(wǎng)格劃分技術(shù) 5273. LS-DYNA典型的射流模擬過程 54 LS-DYNA簡介LS-DYNA是世界上最著名的通用顯式動力分析程序，能夠模擬真實世界的各種復(fù)雜問題，特別適合求解各種二維、三維非線性結(jié)構(gòu)的高速碰撞、爆炸和金屬成型等非線性動力沖擊問題，同時可以求解傳熱、流體及流固耦合問題。在工程應(yīng)用領(lǐng)域被廣泛認(rèn)可為最佳的分析軟件包。與實驗的無數(shù)次對比證實了其計算的可靠性。由J.O.Hallquist主持開發(fā)完成的DYNA程序系列被公認(rèn)為是顯式有限元程序的鼻祖和理論先導(dǎo)，是目前所有顯式求解程序（包括顯式板成型程序）的基礎(chǔ)代碼。1988年J.O.Hallquist創(chuàng)建LSTC公司，推出LS-DYNA程序系列，并于1997年將LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D等程序合成一個軟件包，稱為LS-DYNA。PC版的前后處理采用ETA公司的FEMB，新開發(fā)的后處理為LS-POST。LS-DYNA的最新版本是2001年5月推出的960版。(先前的說法，現(xiàn)在最新為971版)LS-DYNA功能特點LS-DYNA程序960版是功能齊全的幾何非線性（大位移、大轉(zhuǎn)動和大應(yīng)變）、材料非線性（140多種材料動態(tài)模型）和接觸非線性（50多種）程序。它以Lagrange算法為主，兼有ALE和Euler算法；以顯式求解為主，兼有隱式求解功能；以結(jié)構(gòu)分析為主，兼有熱分析、流體-結(jié)構(gòu)耦合功能；以非線性動力分析為主，兼有靜力分析功能（如動力分析前的預(yù)應(yīng)力計算和薄板沖壓成型后的回彈計算）；軍用和民用相結(jié)合的通用結(jié)構(gòu)分析非線性有限元程序。1.分析能力：非線性動力學(xué)分析多剛體動力學(xué)分析準(zhǔn)靜態(tài)分析（鈑金成型等）熱分析結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流體分析：

歐拉方式

任意拉格郎日-歐拉（ALE）

流體-結(jié)構(gòu)相互作用

不可壓縮流體CFD分析有限元-多剛體動力學(xué)耦合分析（MADYMO，CAL3D）水下沖擊

失效分析裂紋擴展分析

實時聲場分析

設(shè)計優(yōu)化

隱式回彈

多物理場耦合分析

自適應(yīng)網(wǎng)格重劃

并行處理（SMP和MPP）2.材料模式庫(140多種)

金屬

塑料

玻璃

泡沫

編制品

橡膠（人造橡膠）

蜂窩材料

復(fù)合材料

混凝土和土壤

炸藥

推進劑

粘性流體

用戶自定義材料

3.單元庫體單元

薄/厚殼單元

梁單元

焊接單元

離散單元

束和索單元

安全帶單元

節(jié)點質(zhì)量單元

SPH單元

4.接觸方式(50多種)

柔體對柔體接觸

柔體對剛體接觸

剛體對剛體接觸

邊-邊接觸

侵蝕接觸

充氣模型

約束面

剛墻面

拉延筋5.汽車行業(yè)的專門功能

安全帶

滑環(huán)

預(yù)緊器

牽引器

傳感器

加速計

氣囊

混合III型假人模型6.初始條件、載荷和約束功能初始速度、初應(yīng)力、初應(yīng)變、初始動量（模擬脈沖載荷）；

高能炸藥起爆；

節(jié)點載荷、壓力載荷、體力載荷、熱載荷、重力載荷；

循環(huán)約束、對稱約束（帶失效）、無反射邊界；

給定節(jié)點運動（速度、加速度或位移）、節(jié)點約束；

鉚接、焊接（點焊、對焊、角焊）；

二個剛性體之間的連接－球形連接、旋轉(zhuǎn)連接、柱形連接、平面連接、萬向連接、平移連接；

位移/轉(zhuǎn)動之間的線性約束、殼單元邊與固體單元之間的固連；

帶失效的節(jié)點固連。7.自適應(yīng)網(wǎng)格剖分功能自動剖分網(wǎng)格技術(shù)通常用于薄板沖壓變形模擬、薄壁結(jié)構(gòu)受壓屈曲、三維鍛壓問題等大變形情況，使彎曲變形嚴(yán)重的區(qū)域皺紋更加清晰準(zhǔn)確。對于三維鍛壓問題，LS-DYNA主要有兩種方法：自適應(yīng)網(wǎng)格剖分和任意拉格朗日-歐拉網(wǎng)格（ALE）網(wǎng)格進行Rezoning），三維自適應(yīng)網(wǎng)格剖分采用的是四面體單元。8.ALE和Euler列式ALE列式和Euler列式可以克服單元嚴(yán)重畸變引起的數(shù)值計算困難，并實現(xiàn)流體-固體耦合的動態(tài)分析。在LS-DYNA程序中ALE和Euler列式有以下功能：·多物質(zhì)的Euler單元，可達20種材料；

·若干種Smoothing算法選項；

·一階和二階精度的輸運算法；

·空白材料；

·Euler邊界條件：滑動或附著條件；

·聲學(xué)壓力算法；

·與Lagrange列式的薄殼單元、實體單元和梁單元的自動耦合。9.SPH算法SPH（SmoothedParticleHydrodynamics）光順質(zhì)點流體動力算法是一種無網(wǎng)格Lagrange算法，最早用于模擬天體物理問題，后來發(fā)現(xiàn)解決其它物理問題也是非常有用的工具，如連續(xù)體結(jié)構(gòu)的解體、碎裂、固體的層裂、脆性斷裂等。SPH算法可以解決許多常用算法解決不了的問題，是一種非常簡單方便的解決動力學(xué)問題的研究方法。由于它是無網(wǎng)格的，它可以用于研究很大的不規(guī)則結(jié)構(gòu)。SPH算法適用于超高速碰撞、靶板貫穿等過程的計算模擬，下圖是泰勒桿沖擊試驗?zāi)M。10.邊界元法LS-DYNA程序采用邊界元法BEM（BoundaryElementMethod）求解流體繞剛體或變形體的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)流動，該算法限于非粘性和不可壓縮的附著流動。11.隱式求解用于非線性結(jié)構(gòu)靜動力分析，包括結(jié)構(gòu)固有頻率和振型計算。LS-DYNA中可以交替使用隱式求解和顯式求解，進行薄板沖壓成型的回彈計算、結(jié)構(gòu)動力分析之前施加預(yù)應(yīng)力等。12.熱分析LS-DYNA程序有二維和三維熱分析模塊，可以獨立運算，也可以與結(jié)構(gòu)分析耦合，可進行穩(wěn)態(tài)熱分析，也可進行瞬態(tài)熱分析，用于非線性熱傳導(dǎo)、靜電場分析和滲流計算。熱傳導(dǎo)單元：8節(jié)點六面體單元（3D），4節(jié)點四邊形單元（2D）；材料類型：各向同性、正交異性熱傳導(dǎo)材料，可以與溫度相關(guān)，以及各向同性熱傳導(dǎo)材料的相變；邊界條件：給定熱流flux邊界，對流convection邊界，輻射radiation邊界，以及給定溫度邊界，它們可隨時間變化；給定初始溫度，可計算二個物體接觸界面的熱傳導(dǎo)和熱輻射，給定材料內(nèi)部熱生成（給定熱源）；熱分析采用隱式求解方法，過程控制有：穩(wěn)態(tài)分析還是瞬態(tài)分析；線性問題還是非線性問題；時間積分法：Crank-Nicholson法（a=0.5）和向后差分法（a=1）；求解器：直接法或迭代法；自動時步長控制。13.不可壓縮流場分析LS-DYNA不可壓縮流求解器是960版新增加的功能，用于模擬分析瞬態(tài)、不可壓、粘性流體動力學(xué)現(xiàn)象。求解器中采用了超級計算機的算法結(jié)構(gòu)，在確保有限元算法優(yōu)點的同時計算性能得到大幅度提高，從而在廣泛的流體力學(xué)領(lǐng)域具有很強的適用性。14.多功能控制選項多種控制選項和用戶子程序使得用戶在定義和分析問題時有很大的靈活性。輸入文件可分成多個子文件；用戶自定義子程序；二維問題可以人工控制交互式或自動重分網(wǎng)格（REZONE）；重啟動；數(shù)據(jù)庫輸出控制；交互式實時圖形顯示；開關(guān)控制-可監(jiān)視計算過程的狀態(tài)；對32位計算機可進行雙精度分析。15.前后處理功能LS-DYNA利用ANSYS、LS-INGRID、ETA/FEMB及LS-POST強大的前后處理模塊，具有多種自動網(wǎng)格劃分選擇，并可與大多數(shù)的CAD/CAE軟件集成并有接口。后處理：結(jié)果的彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、等值面、粒子流跡顯示、立體切片、透明及半透明顯示；變形顯示及各種動畫顯示；圖形的PS、TIFF及HPGL格式輸出與轉(zhuǎn)換等。16.支持的硬件平臺LS-DYNA960版的SMP版本和MPP版本是同時發(fā)行的。MPP版本使一項任務(wù)可同時在多臺分布計算機上進行計算，從而最大限度地利用已有計算設(shè)備，大幅度減少計算時間。計算效率隨計算機數(shù)目增多而顯著提高。LS-DYNA960版的SMP版本和MPP版本可以在PC機（NT、LINUX環(huán)境）、UNIX工作站、超級計算機上運行。LS-DYNA應(yīng)用領(lǐng)域汽車工業(yè)：碰撞分析氣囊設(shè)計乘客被動安全部件加工航空航天“鳥撞；葉片包容；飛機結(jié)構(gòu)沖擊動力分析；碰撞，墜毀；沖擊爆炸及動態(tài)載荷；火箭級間分離模擬分析；宇宙垃圾碰撞；特種復(fù)合材料設(shè)計：制造業(yè)沖壓鍛造鑄造切割,等建筑業(yè)：地震安全

混凝土結(jié)構(gòu)爆破拆除公路橋梁設(shè)計國防：內(nèi)彈道和終點彈道；裝甲和反裝甲系統(tǒng)；穿甲彈與破甲彈設(shè)計；戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)設(shè)計；沖擊波傳播；侵徹與開坑；空氣，水與土壤中爆炸；核廢料容器設(shè)計，等電子領(lǐng)域：跌落分析包裝設(shè)計熱分析電子封裝石油工業(yè)

液體晃動；完井射孔；管道設(shè)計；爆炸切割；事故模擬；海上平臺設(shè)計其它應(yīng)用玻璃成型生物醫(yī)學(xué)體育器材（高爾夫桿，高爾夫球，棒球桿，頭盔）實例圖片：/thread-826139-1-1.html單位制度相信做仿真分析的人第一個需要明確的就是一致單位系統(tǒng)(ConsistentUnits)。計算機只認(rèn)識0&1、只懂得玩數(shù)字，它才不管你用的數(shù)字的物理意義。而工程師自己負(fù)責(zé)單位制的統(tǒng)一，否則計算出來的結(jié)果沒有意義，不幸的是大多數(shù)老師在教有限元數(shù)值計算時似乎沒有提到這一點。見下面LS-DYNAFAQ中的定義：1力單位＝1質(zhì)量單位×1加速度單位1加速度單位=1長度單位/1時間單位的平方下表提供了一些單位換算關(guān)系：MASSLENGTHTIMEFORCESTRESSENERGYDENSITYYOUNG’sVelocity(56.3KMPH)GRAVITYkgmsNPaJoule7.83E+032.07E+1115.659.806kgcms1.e-02N7.83E-032.07E+091.56E+039.81E+02kgcmms1.e+04N7.83E-032.07E+031.569.81E-04kgcmus1.e+10N7.83E-032.07E-031.56E-039.81E-10kgmmmsKNGPaKN-mm7.83E-062.07E+0215.659.81E-03gmcmsdynedy/cm2erg7.83E+002.07E+121.56E+039.81E+02gmcmus1.e+07NMbar1.e7Ncm7.83E+002.07E+001.56E-039.81E-10gmmms1.e-06NPa7.83E-032.07E+111.56E+049.81E+03gmmmmsNMPaN-mm7.83E-032.07E+0515.659.81E-03tonmmsNMPaN-mm7.83E-092.07E+051.56E+049.81E+03lbfs2/ininslbfpsilbf-in7.33E-043.00E+076.16E+02386slugftslbfpsflbf-ft15.24.32E+0951.3332.17kgfs2/mmmmskgfkgf/mm2kgf-mm8.02E-107.00E+021.56E+04(Japan)kgmmsmN1000Pa7.83E-062.07E+089.81E+02gmcmms100000Pa7.83E+002.07E+06\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-2.MassScaling質(zhì)量縮放\""質(zhì)量縮放質(zhì)量縮放指的是通過增加非物理的質(zhì)量到結(jié)構(gòu)上從而獲得大的顯式時間步的技術(shù)。在一個動態(tài)分析中，任何時候增加非物理的質(zhì)量來增大時間步將會影響計算結(jié)果（因為F=ma）。有時候這種影響不明顯，在這種情況下增加非物理的質(zhì)量是無可非議的。比如額外的質(zhì)量只增加到不是關(guān)鍵區(qū)域的很少的小單元上或者準(zhǔn)靜態(tài)的分析（速度很小，動能相對峰值內(nèi)能非常小）?？偟膩碚f，是由分析者來判斷質(zhì)量縮放的影響。你可能有必要做另一個減小或消除了質(zhì)量縮放的分析來估計質(zhì)量增加對結(jié)果的靈敏度。你可以通過人工有選擇的增加一個部件的材料密度來實現(xiàn)質(zhì)量縮放。這種手動質(zhì)量縮放的方法是獨立于通過設(shè)置*Control_timestep卡DT2MS項來實現(xiàn)的自動質(zhì)量縮放。當(dāng)DT2MS設(shè)置為一個負(fù)值時，質(zhì)量只是增加到時間步小于TSSFAC*|DT2MS|的單元上。通過增加這些單元的質(zhì)量，它們的時間達到TSSFAC*|DT2MS|。有無數(shù)種TSSFAC和DT2MS的組合可以得到同樣的乘積，因而有相同的時間步，但是對于每一種組合增加的質(zhì)量將是不一樣的。一般的趨勢是TSSFAC越小，增加的質(zhì)量越多。作為回報，當(dāng)TSSFAC減小時計算穩(wěn)定性增加（就像在沒有做質(zhì)量縮放的求解中一樣）。如果TSSFAC缺省的值0.9會導(dǎo)致穩(wěn)定性問題，可以試試0.8或者0.7。如果你減小TSSFAC，你可以相應(yīng)增加|DT2MS|，這樣還是可以保證時間步乘積不變。為了確定什么時候和位置質(zhì)量自動增加了，可以輸出GLSTAT和MATSUM文件。這些文件允許你繪出完整的模型或者單獨部件所增加的質(zhì)量對時間的曲線。為了得到由殼單元組成的部件增加的質(zhì)量云圖，將*database_extent_binary卡的STSSZ項設(shè)置為3。這樣你可以用ls-prepost繪出每個單元的質(zhì)量增加量的云圖，具體方法是通過選擇Fcomp>Misc>timestepsize。在*control_timestep中設(shè)置DT2MS正值和負(fù)值的不同之處如下：負(fù)值：初始時間步將不會小于TSSFAC*-DT2MS。質(zhì)量只是增加到時間步小于TSSFAC*|DT2MS|的單元上。當(dāng)質(zhì)量縮放可接受時，推薦用這種方法。用這種方法時質(zhì)量增量是有限的。過多的增加質(zhì)量會導(dǎo)致計算任務(wù)終止。正值：初始時間將不會小于DT2MS。單元質(zhì)量會增加或者減小以保證每一個單元的時間步都一樣。這種方法盡管不會因為過多增加質(zhì)量而導(dǎo)致計算終止，但更難以作出合理的解釋。*control_timestep卡中的參數(shù)MS1ST控制是否只是在初始化時增加一次質(zhì)量（MS1ST=1）還是任何需要維持由DT2MS所指定的時間步時都增加質(zhì)量（MS1ST=0)。你可以通過在*control_termination卡片中設(shè)置參數(shù)ENDMAS來控制當(dāng)質(zhì)量增加到初始質(zhì)量一定比率時終止計算（只對自動質(zhì)量縮放有效）可變形點焊梁的質(zhì)量縮放。*mat_spotweld卡的質(zhì)量縮放參數(shù)DT只影響點焊單元。如果*control_timestep卡中沒有指定質(zhì)量縮放(DT2MS=0)，而且時間由可變形點焊控制，可以用參數(shù)DT來在初始化時增加慣量到點焊單元上來提高時間步達到DT指定的值。當(dāng)DT不為0時，增加到可變形點焊梁元上的質(zhì)量會輸出到d3hsp文件里。MATSUM中動量和動能不受增加到可變形點焊上的質(zhì)量的影響。GSLTAT中DOES和總的KE受增加的質(zhì)量的影響?？紤]三種調(diào)用可變形點焊的質(zhì)量縮放的情況：

1.當(dāng)DT2MS為負(fù)值*mat_spotweld卡DT＝0時，盡管在d3hsp文件中可變形點焊質(zhì)量增量百分比不真實。下面幾個值是正確的：d3hsp中”addedspotweldmass”;第一個時間步之后的”addedmass”&“percentageincrease”;glstat和matsum中的”addedmass”。2.當(dāng)DT2MS為負(fù)值且*mat_spotweld卡DT≠0時，可變形點焊質(zhì)量增加不會包含在d3hsp、glstat、matsum文件中的”addedmass”里。這非常容易令人誤解。用戶必須檢查d3hsp文件的”addedspotweldmass”。建議不要同時使用兩種質(zhì)量縮放標(biāo)準(zhǔn)，推薦使用第一種方法（即負(fù)的DT2MS&DT=0）。3.如果DT2MS＝0且DT≠0，初始時間步將不考慮增加點焊的質(zhì)量，但是之后每一個周期時間步都會增加10%，直到時間步達到正確的值（考慮點焊質(zhì)量增加）。glstat&matsum不包含”addedmass”的行。注意質(zhì)量增加會引起能量比率增長。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-3.Longruntimes長分析時間\""長分析時間當(dāng)用顯式時間積分時，對于仿真非常小的部件而分析時間又要相當(dāng)長時沒有好的方法。質(zhì)量縮放(mass-scaling)增加了需要確認(rèn)非物理質(zhì)量的增加不會顯著影響計算結(jié)果的負(fù)擔(dān)。當(dāng)使用時間縮放(time-scaling)時也有同樣的問題。時間縮放(time-scaling)是指為了減小需要的時間步數(shù)，通過增加加載速率而縮短仿真時間。要確認(rèn)時間步不是僅由很少的小單元或者剛度大單元控制，可以通過在d3hsp文件中搜索”smallest”來顯示100個最小的時間步單元。如果只有很少的幾個單元控制時間步，可以把那些單元及鄰近區(qū)域重新remesh或者把它們變成剛體。可是僅運行必要長的時間是很明顯的。這意味著在一個跌落分析的情況時，給跌落物體一個初速度，把它放在離地面一個非常小的距離。沖擊之后，僅運行足夠得到需要的結(jié)果的時間。值得注意的是對于一個長時間的仿真，如果時間步數(shù)超過了50萬步，最好使用雙精度版本的LS-DYNA求解器，使截斷誤差的影響最小化。運行雙精度版本要增加30%的時間。對于長時間的分析，自動顯式/隱式轉(zhuǎn)換可能是一個選擇。使用這種方法，用戶可以指定在一個時間段內(nèi)使用隱式積分。隱式積分的優(yōu)點是時間步不由單元尺寸控制，所以可以得到大的時間步。當(dāng)然，隱式計算也非常點用cpu時間。而且，目前并不是所有的LS-DYNA的功能和材料都在隱式分析中實現(xiàn)(大部分已經(jīng)實現(xiàn))。下面的FEAinformationnewsletter里討論了顯式/隱式轉(zhuǎn)換(/pages/pdfnews/3feadec.pdf)。Seealso:mass_scaling,quasistatic\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-4.Quasi-static準(zhǔn)靜態(tài)\""準(zhǔn)靜態(tài)動態(tài)松馳(Dynamicrelaxation)并不是有意為一般的準(zhǔn)靜態(tài)(quasi-static)分析設(shè)置的。它適合于當(dāng)預(yù)載只產(chǎn)生小的彈情況應(yīng)變的施加預(yù)載，或者初始化系統(tǒng)到一個預(yù)定義的幾何形狀[1]。但對其它更多情況并不適合。你可以通過做一個常規(guī)的顯示仿真來模擬準(zhǔn)靜態(tài)分析，通過按需要調(diào)用時間/質(zhì)量縮放(time-scaling,mass-scaling)來在可接受的時間內(nèi)得到結(jié)果，但這種方法是需要技巧地。你必須監(jiān)測系統(tǒng)動能按希望的使慣性效應(yīng)最小化?；旧蟿幽芟鄬?nèi)能應(yīng)該保持在一個較小的值。時間縮放是指加載比在準(zhǔn)靜態(tài)實驗里更快，以減少總的仿真時間。關(guān)于質(zhì)量縮放更多內(nèi)容可以看”mass_scaling”一節(jié)?；蛘吣憧梢試L試用LS-DYNA運行一個隱式靜力分析?？梢钥从脩羰謨岳锏目ㄆ?control_implicit_…”和AppendixM。Seealso:gravity.txt,readme.preload,mass_scaling,long_run_times,implicit.general,quick_initialization.Note[1]：初始化到預(yù)定義的幾何1.從第一次分析的最終狀態(tài)輸出一個節(jié)點位移文件。（這一部分未按原文翻譯）注意d3plot文件里不包含節(jié)點轉(zhuǎn)動信息，因此轉(zhuǎn)動輸出為0。這對初始化殼和梁單元會是個問題。LS-Prepost有一個選項是輸出節(jié)點位移，在Output->NodalDisplacements里。但是這個輸出是i8,3e16格式的，但需要的是i8,3e15，所以要注意修改一下。如果你做了一個正常的動態(tài)松馳分析來得到初始狀態(tài)，一個預(yù)定義位移和轉(zhuǎn)動的drdisp.sif文件在DR階段結(jié)束時會自動創(chuàng)建。2.在第二次分析時，快速的初始化到第一步輸出的預(yù)定義的幾何。你需要設(shè)置卡片*control_dynamic_relaxation里的參數(shù)IDRFLG=2，而且在命令行里指定”m=filename”(其中filename指第一步創(chuàng)建的文件)。這樣在瞬態(tài)分析之前，LS-DYNA會自動做一個100步的預(yù)分析來使節(jié)點根據(jù)文件filename指定的數(shù)據(jù)移動到指定值。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-5.Instability計算不穩(wěn)定\""計算不穩(wěn)定一些表示計算不穩(wěn)定的消息如：“out-of-rangevelocities”速度超出范圍“negativevolumeinbrickelement”體單元負(fù)體積“terminationduetomassincrease”因質(zhì)量增加而終止用來克服顯式求解中的不穩(wěn)定的方法如下：首先(也是最重要的)是使用可獲得的最新的LS-DYNA版本。最新的執(zhí)行塊可以從ftp://user@上下載(注：前提是你有訪問權(quán)限)。聯(lián)系LSTC獲得user帳號的密碼。最新的BETA版執(zhí)行塊可以在/outgoing/ls971上找到(不需要密碼，但lstc公司對ftp訪問有IP限制)。其次是增加d3plot的輸出頻率到可以顯示出不穩(wěn)定的出現(xiàn)過程。這可以提供導(dǎo)致不穩(wěn)定性發(fā)生的線索。其它的不些解決數(shù)值不穩(wěn)定性的技巧：*試著用雙精度LS-DYNA版本運行一次*試著減小時間步(timestep)縮放系數(shù)(即使使用了質(zhì)量縮放mass-scaling)*單元類型和/或沙漏(hourglass)控制。對出現(xiàn)不穩(wěn)定的減縮體和殼單元，試著用沙漏控制type4和沙漏系數(shù)0.05?；蛘咴囍妙愋?6的殼單元，沙漏控制type8。如果殼響應(yīng)主要是彈性，設(shè)置BWC=1和PROJ=1(僅對B-T殼)。避免使用type=2體單元。對體單元部件，在厚度方向最少用兩個體單元。*接觸。設(shè)置接觸的bucketsorts之間周期數(shù)為0，這樣會使用缺省的分類間隔。如果參與接觸的兩個部件的相對速度異常的大，可能需要減小bucketsort的間隔(比如減小到5,2甚至1)。如果仿真過程中有明顯的接觸穿透出現(xiàn)，轉(zhuǎn)換到使用*contact_automatic_surface_to_surface或者*contact_automatic_single_surface，并設(shè)置SOFT=1。確保幾何考慮了殼單元的厚度。如果殼非常薄，比如小于1mm，放大或者設(shè)置接觸厚度到一個更加合理的值。*避免冗余的接觸定義，也就是說不要對同樣的兩個部件定義多于一個的接觸對。*查找出現(xiàn)不穩(wěn)定的部件的材料定義中的錯誤(比如誤輸入，不一致的單位系統(tǒng)等)*關(guān)掉所有的*damping這些技巧是一些通用的方法，可能并不適合于所有的情況。

\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-6.NegativeVolume負(fù)體積\""負(fù)體積泡沫材料的負(fù)體積(或其它軟的材料)對于承受很大變形的材料，比如說泡沫，一個單元可能變得非常扭曲以至于單元的體積計算得到一個負(fù)值。這可能發(fā)生在材料還沒有達到失效標(biāo)準(zhǔn)前。對一個拉格朗日(Lagrangian)網(wǎng)格在沒有采取網(wǎng)格光滑(meshsmoothing)或者重劃分(remeshing)時能適應(yīng)多大變形有個內(nèi)在的限制。LS-DYNA中計算得到負(fù)體積(negativevolume)會導(dǎo)致計算終止，除非在*control_timestep卡里面設(shè)置ERODE選項為1，而且在*control_termination里設(shè)置DTMIN項為任何非零的值，在這種情況下，出現(xiàn)負(fù)體積的單元會被刪掉而且計算繼續(xù)進行(大多數(shù)情況)。有時即使ERODE和DTMIN換上面說的設(shè)置了，負(fù)體積可能還是會導(dǎo)致因錯誤終止。有助于克服負(fù)體積的一些方法如下：

*簡單的把材料應(yīng)力－應(yīng)變曲線在大應(yīng)變時硬化。這種方法會非常有效。*有時候修改初始網(wǎng)格來適應(yīng)特定的變形場將阻止負(fù)體積的形成。此外，負(fù)體積通常只對非常嚴(yán)重的變形情況是個問題，而且特別是僅發(fā)生在像泡沫這樣的軟的材料上面。*減小時間步縮放系數(shù)(timestepscalefactor)。缺省的0.9可能不足以防止數(shù)值不穩(wěn)定。*避免用全積分的體單元(單元類型2和3)，它們在包含大變形和扭曲的仿真中往往不是很穩(wěn)定。全積分單元在大變形的時候魯棒性不如單點積分單元，因為單元的一個積分點可能出現(xiàn)負(fù)的Jacobian而整個單元還維持正的體積。在計算中用全積分單元因計算出現(xiàn)負(fù)的Jacobian而終止會比單元積分單元來得快。*用缺省的單元方程(單點積分體單元)和類型4或者5的沙漏(hourglass)控制(將會剛化響應(yīng))。對泡沫材料首先的沙漏方程是：如果低速沖擊type6，系數(shù)1.0;高速沖擊type2或者3。*對泡沫用四面體(tetrahedral)單元來建模，使用類型10體單元。*增加DAMP參數(shù)(foammodel57)到最大的推薦值0.5。*對包含泡沫的接觸，用*contact選項卡B來關(guān)掉shootingnodelogic。*使用*contact_interior卡用partset來定義需要用contact_interior來處理的parts，在set_part卡1的第5項DA4來定義contact_interior類型。缺省類型是1，推薦用于單一的壓縮。在版本970里，類型1的體單元可以設(shè)置type=2，這樣可以處理壓縮和減切混合的模式。*如果用mat_126，嘗試ELFORM=0*嘗試用EFG方程(*section_solid_EFG)。因為這個方程非常費時，所以只用在變形嚴(yán)重的地方，而且只用于六面體單元。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-7.Energybalance能量平衡\""能量平衡GLSTAT(參見*database_glstat)文件中報告的總能量是下面幾種能量的和：內(nèi)能internalenergy

動能kineticenergy

接觸(滑移)能contact(sliding)energy

沙漏能houglassenergy

系統(tǒng)阻尼能systemdampingenergy

剛性墻能量rigidwallenergyGLSTAT中報告的彈簧阻尼能”Springanddamperenergy”是離散單元(discreteelements)、安全帶單元(seatbeltelements)內(nèi)能及和鉸鏈剛度相關(guān)的內(nèi)能(*constrained_joint_stiffness…)之和。而內(nèi)能”InternalEnergy”包含彈簧阻尼能”Springanddamperenergy”和所有其它單元的內(nèi)能。因此彈簧阻尼能”Springanddamperenergy”是內(nèi)能”Internalenergy”的子集。由SMP5434a版輸出到glstat文件中的鉸鏈內(nèi)能”jointinternalenergy”跟*constrained_joing_stiffness不相關(guān)。它似乎與*constrained_joint_revolute(_spherical,etc)的罰值剛度相關(guān)連。這是SMP5434a之前版本都存在的缺失的能量項，對MPP5434a也一樣。這種現(xiàn)象在用拉格朗日乘子(LagrangeMultiplier)方程時不會出現(xiàn)。與*constrained_joint_stiffness相關(guān)的能量出現(xiàn)在jntforc文件中，也包含在glstat文件中的彈簧和阻尼能和內(nèi)能中。回想彈簧阻尼能”springanddamperenergy”，不管是從鉸鏈剛度還是從離散單元而來，總是包含在內(nèi)能里面。在MATSUM文件中能量值是按一個part一個part的輸出的(參見*database_matsum)。沙漏能Hourglassenergy僅當(dāng)在卡片*control_energy中設(shè)置HGEN項為2時才計算和輸出。同樣，剛性墻能和阻尼能僅當(dāng)上面的卡片中RWEN和RYLEN分別設(shè)置為2時才會計算和輸出。剛性阻尼能集中到內(nèi)能里面。質(zhì)量阻尼能以單獨的行”systemdampingenergy”出現(xiàn)。由于殼的體積粘性(bulkviscosity)而產(chǎn)生的能量耗散(energydissipated)在版本970.4748之前是不計算的。在后續(xù)子版本中，設(shè)置TYPE=-2來在能量平衡中包含它。最理想的情況下能量平衡：總能量totalenergy＝初始總能量＋外力功externalwork換句話說，如果能量比率energyratio(指的是glstat中的totalenergy/initialenergy，實際上是totalenergy/(initialenergy+externalwork))等于1.0。注意，質(zhì)量縮放而增加質(zhì)量可能會導(dǎo)致能量比率增加。注意在LSprepost的History>Globalenergies中不包含刪掉的單元(erodedelements)的能量貢獻，然而GLSTAT文件中的能量包含了它們。注意它們的貢獻可以通過ASCII>glstat中的”ErodedKineticEnergy”&“ErodedInternalEnergy”來繪制。侵蝕能量(Erodedenergy)是與刪掉的單元相關(guān)的內(nèi)能和刪掉的節(jié)點相關(guān)的動能。典型來說，如果沒有單元刪掉”energyratiow/oerodedenergy”等于1，如果有單元被刪掉則小于1。刪掉的單元與”totalenergy/initialenergy”比率沒有關(guān)系?？偰芰勘嚷试黾右獨w于其它原因，比如增加質(zhì)量。重述一下，將一個單元刪掉時，文件glstat中的內(nèi)能和動能不會反映能量的丟失。取而代之的是能量的丟失記錄在glstat文件的”erodedinternalenergy”&“erodedkineticenergy”中。如果用內(nèi)能減去”erodedinternalenergy”將得到分析中還存在的單元的內(nèi)能。對動能也一樣。matsum文件中的內(nèi)能和動能只包含余下(noneroded)的單元的貢獻。注意，如果在*control_contact卡中將ENMASS設(shè)置為2，則與刪掉的單元的相關(guān)的節(jié)點不會刪掉，”erodedkineticenergy”是0。在LSprepost中History>Global只是動能和內(nèi)能的簡單相加，因此不包含接觸能和沙漏能等的貢獻。殼的負(fù)內(nèi)能：為了克服這種不真實的效應(yīng)－－關(guān)掉考慮殼的減薄(ISTUPDin*control_shell)－－調(diào)用殼的體積粘性(setTYPE=-2在*control_bulk_viscosity卡中)－－對在matsum文件中顯示為負(fù)的內(nèi)能的parts使用*damping_part_stiffness;先試著用一個小的值，比如0.01。如果在*control_energy中設(shè)置RYLEN=2，因為剛性阻尼而能會計算且包含在內(nèi)能中。正的接觸能：當(dāng)在接觸定義中考慮了摩擦?xí)r將得到正的接觸能。摩擦將導(dǎo)致正的接觸能。如果沒有設(shè)置接觸阻尼和接觸摩擦系數(shù)，你將會看到凈接觸能為零或者一個很小的值(凈接觸能＝從邊和主邊能量和)。所說的小是根據(jù)判斷－在沒有接觸摩擦系數(shù)時，接觸能為峰值內(nèi)能的10%內(nèi)可以被認(rèn)為是可接受的。負(fù)的接觸能：突然增加的負(fù)接觸能可能是由于未檢測到的初始穿透造成的。在定義初始幾何時考慮殼的厚度偏置通常是最有效的減小負(fù)接觸能的步驟。查閱LS-DYNA理論手冊的23.8.3&23.8.4節(jié)可得到更多接觸能的信息。負(fù)接觸能有時候因為parts之間的相對滑動而產(chǎn)生。這跟摩擦沒有關(guān)系，這里說的負(fù)接觸能從法向接觸力和法向穿透產(chǎn)生。當(dāng)一個穿透的節(jié)點從它原來的主面滑動到臨近的沒有連接的主面時，如果穿透突然檢測到，則產(chǎn)生負(fù)的接觸能。如果內(nèi)能為負(fù)接觸能的鏡像，例如glstat文件中內(nèi)能曲線梯度與負(fù)接觸能曲線梯度值相等，問題可能是非常局部化的，對整體求解正確性沖擊較小。你可以在LS-prepost中分離出有問題的區(qū)域，通繪制殼單元部件內(nèi)能云圖(Fcomp>Misc>Internalenergy)。實際上，顯示的是內(nèi)能密度，比如內(nèi)能/體積。內(nèi)能密度云圖中的熱點通常表示著負(fù)的接觸能集中于那里。如果有多于一個的接觸定義，sleout文件(*database_sleout)將報告每一個接觸對的接觸能量，因此縮小了研究負(fù)接觸能集中處的范圍?？朔?fù)接觸能的一般的建議如下：－消除初始穿透(initialpenetration)。(在message文件中查找”warning”)－檢查和排除冗余的接觸條件。不應(yīng)該在相同的兩個parts之間定義多于一個的接觸。－減小時間步縮放系數(shù)－設(shè)置接觸控制參數(shù)到缺省值，SOFT=1&IGNORE=1除外(接觸定義選項卡C)－對帶有尖的邊的接觸面，設(shè)置SOFT=2(僅用于segment-to-segment接觸)。而且，在版本970中推薦設(shè)置SBOPT(之前的EDGE)為4對于部件之間有相對滑移的SOFT=2的接觸。為了改進edge-to-edgeSOFT=2接觸行為，設(shè)置DEPTH=5。請注意SOFT=2接觸增加了額外的計算開消，尤其是當(dāng)SBOPT或者DEPTH不是缺省值時，因此應(yīng)該僅在其它接觸選項(SOFT=0或者SOFT=1)不能解決問題時。模型的細節(jié)可能會指示可用其它的一些方法。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-8.Hourglasscontrol沙漏控制\""沙漏控制沙漏(hourglass)模式是一種非物理的零能變形模式，產(chǎn)生零應(yīng)變和應(yīng)力。沙漏模式僅發(fā)生在減縮積分(單積分點)體、殼和厚殼單元上。LS-DYNA里面有多種算法用于抑制沙漏模式。缺省的算法(type1)通常不是最有效的算法，但卻是最經(jīng)濟的。一種完全消除沙漏的方法是轉(zhuǎn)換到全積分或者選擇減縮積分(S/R)方程的單元。但這種方法是一種下策。例如，第一，類型2體單元比缺省的單點積分體單元計算開消大;其二，在大變形應(yīng)用時更不穩(wěn)定(更容易出現(xiàn)負(fù)體積);其三，類型2體單元當(dāng)單元形狀比較差時在一些應(yīng)用中會趨向于剪切鎖死(shear-lock)，因而表現(xiàn)得過于剛硬。三角形殼和四面體單元沒有沙漏模式，但缺點是在許多應(yīng)用中被認(rèn)為過于剛硬。減小沙漏的一個好的方法是細化網(wǎng)格，但這當(dāng)然并不總是現(xiàn)實的。加載方式會影響沙漏程度。施加壓力載荷優(yōu)于在單點上加載，因為后者更容易激起沙漏模式。為了評估沙漏能，在*control_energy卡片中設(shè)置HGEN＝2，而且用*database_glstat和*database_matsum卡分別輸出系統(tǒng)和每一個部件的沙漏能。這一點是要確認(rèn)非物理的沙漏能相對于每一個part的峰值內(nèi)能要小(經(jīng)驗上來說<10%)。對于殼單元，可以繪制出沙漏能密度云圖，但事先在*database_extent_binary卡中設(shè)置SHGE=2。然后在LS-Prepost中選擇Fcomp>Misc>hourglassenergy。對于流體部件，缺省的沙漏系數(shù)通常是不合適的(太高)。因此對于流體，沙漏系數(shù)通常要縮小一到兩個數(shù)量級。對流體用基于粘性的沙漏控制。缺省的沙漏方程(type1)對流體通常是可以的。對于結(jié)構(gòu)部件一般來說基于剛性的沙漏控制(type4,5)比粘性沙漏控制更有效。通常，當(dāng)使用剛性沙漏控制時，習(xí)慣于減小沙漏系數(shù)到0.03~0.05的范圍，這樣最小化非物理的硬化響應(yīng)同時又有效抑制沙漏模式。對于高速沖擊，即使對于固體結(jié)構(gòu)部件，推薦采用基于粘性的沙漏控制(type1,2,3)。粘性沙漏控制僅僅是抑制沙漏模式的進一步發(fā)展，剛性沙漏控制將使單元朝未變形的方向變形。類型8沙漏控制僅用于單元類型16的殼。這種沙漏類型激活了16號殼的翹曲剛度，因此單元的翹曲不會使解退化。如果使用沙漏控制8，16號殼單元可以用于解被稱為扭曲梁(TwistedBeam)問題。對于單元類型1的體和減縮積分2D體(shelltypes13&15)類型6沙漏控制調(diào)用了一種假設(shè)應(yīng)變協(xié)同轉(zhuǎn)動方程。使用沙漏控制類型6和系數(shù)1.0，一個彈性部件在厚度方向僅僅需要劃分一層類型1的體單元就可以獲得正確的彎曲剛度。在隱式計算里面，對于類型1的體單元應(yīng)該總是使用類型6的沙漏控制(實際上，在V970里面這是自動設(shè)置的)。(Moreontype6HGcontrolfromLeeBindeman)

類型6的沙漏控制與類型4,5不在于它用了一個假設(shè)應(yīng)變場和材料屬性來估算出假設(shè)應(yīng)力場。這個應(yīng)力在單元封閉域內(nèi)進行積分得到沙漏力，因此單元表現(xiàn)的像一個有同樣假設(shè)應(yīng)變場的全積分單元。這種假設(shè)應(yīng)變場設(shè)計成用來阻止純彎曲中不真實的剪切變形和近似不可壓材料中的體積鎖死。類型4和5的沙漏控制基于單元體積，波速和密度像在LS-DYNA理論手冊中方程3.21那樣來計算沙漏剛度。沙漏類型6主要的改進是應(yīng)力場在單元域內(nèi)積分。這使得當(dāng)使用大的長細比或者歪斜形狀的體單元時沙漏控制非常魯棒。類型4和5的沙漏控制對大長細比和歪斜形狀單元反應(yīng)變不好，它趨向于對某些沙漏模式反應(yīng)的過于剛硬而對其它模式反應(yīng)得過弱。沙漏控制類型6另一個理論上的優(yōu)點是對在厚度方向只有一個單元的梁可以在彈性彎曲問題中得到準(zhǔn)確的解。要做到這一點，設(shè)置沙漏剛度參數(shù)為1.0。同樣，對彈性材料方形截面桿的扭曲問題，當(dāng)沙漏系數(shù)設(shè)為1.0時可以用很少的單元來解。然而，對于非線性材料，用粗糙的網(wǎng)格得到好的結(jié)果是不可能的，因為應(yīng)力場不是像沙漏類型6假設(shè)的那樣線性變化的。在梁厚度方向上如果沒有更多積分點的話，沒有辦法捕獲應(yīng)力場的非線性狀態(tài)。對于選擇沙漏控制，下面幾個問題要考慮。對于單元有大的長細比或者明顯歪斜(不管是初始還是變形過程中)，推薦采用類型6的沙漏控制。類型6的沙漏控制通常對軟的材料更好，像泡沫或蜂窩材料在計算中會有非常明顯的變形。在材料不是特別軟或者單元有合理的形狀且網(wǎng)格不是太粗糙時，類型4,5和6沙漏控制似乎都能得到同樣的結(jié)果。這種情況推薦用類型4的沙漏控制，因為它比其它的更快。類型6的沙漏控制在LS-DYNAUser’sManual中參考的Belytschko和Bindeman的論文中有更詳細的描述。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-9.Damping阻尼\""阻尼在LS-DYNA中阻尼完全是可選的，通過使用一個*DAMPING卡片來調(diào)用。應(yīng)該知道能量可以通過其它的非*DAMPING的方式耗散，比如，因為沙漏力產(chǎn)生的能量，剛性墻的力產(chǎn)生的能量，接觸摩擦力產(chǎn)生的能量，離散阻尼產(chǎn)生的內(nèi)能等。有時候，接觸力可能將噪聲引入到響應(yīng)里。在這種情況下，通過*CONTACT卡第二張卡的VDC參數(shù)來增加粘性阻尼，從而幫助減小噪聲。VDC以臨界阻尼的百分比輸入，典型的值是10到20。*DAMPING卡片概覽：

LS-DYNA中的質(zhì)量阻尼(Massdamping)包括*damping_global&*damping_part_mass，是用于抑止低頻的結(jié)構(gòu)振動模式，但此外它有抑制剛體模式的效應(yīng)。因此對經(jīng)受明顯剛體運動的部件，應(yīng)該要么從質(zhì)量阻尼中排除或者在部件經(jīng)歷大的剛體運動期間關(guān)掉質(zhì)量阻尼;或者使用*damping_relative來替代。通過使用*damping_relative，僅僅相對指定剛體的運動/振動被抑制。在質(zhì)量阻尼情況下臨界阻尼系數(shù)是4*pi/T，其中T是要抑制的模態(tài)的周期(通常是最低階(基頻)模態(tài))。周期可以通過特征值分析(eigenvalue)或者從一個無阻尼的瞬態(tài)分析結(jié)果來估計。如果選擇使用質(zhì)量阻尼，建議使用小于臨界阻尼系數(shù)的阻尼值。取10%的臨界阻尼的值，即輸入0.4*pi/T，是相當(dāng)?shù)湫偷闹??？梢赃x擇用同樣的阻尼系數(shù)抑制所有的部件(*damping_global)或者對每一個部件指定不同的阻尼系數(shù)(*damping_part_mass)。在任何一種情況下，阻尼系數(shù)可能會隨時間變化(在仿真中間關(guān)掉或打開阻尼時會有用)。*damping_part_stiffness是為了抑制高頻振動和數(shù)值振蕩，通常對結(jié)構(gòu)振動沒有明顯的影響。這種情況下阻尼系數(shù)COEF近似表示臨界阻尼的一個系數(shù)。典型的COEF值是0.1。如果使用剛性阻尼產(chǎn)生不穩(wěn)定，消除阻尼或者減小COEF的值來使回復(fù)穩(wěn)定(也許降低一個數(shù)量級或者在某些情況下更多)。質(zhì)量和剛性阻尼在隱式瞬態(tài)分析中都實現(xiàn)了。在版本970中另一個可選的阻尼是頻率不相關(guān)的阻尼選項，它的目標(biāo)是抑制一個范圍的頻率和一批部件(*damping_frequency_range)。Damping_frequency_range是由Arup的RichardSturt開發(fā)的，它的理論細節(jié)是私有的。它開發(fā)的意圖是幫助LS-DYNA來適當(dāng)?shù)靥幚碚駝宇A(yù)測問題中的阻尼－－包括車輛NVH時間歷程分析，某些地震問題和土木結(jié)構(gòu)的振動問題。*damping_frequency_range的關(guān)鍵點在于：

－僅使用很小的阻尼，例如1%到2%

－處理阻尼將輕微的減小了響應(yīng)的剛度，那是因為阻尼力的應(yīng)力滯后于理論上正確的阻尼力，由于需要估計頻率內(nèi)容。

－用戶指定的頻率范圍最理想情況是不要超過最高值和最低值之間30%。在這個范圍之外同樣可以獲得阻尼，但阻尼值會減小。這種阻尼是基于節(jié)點速度的，所以可能會由于結(jié)構(gòu)模態(tài)或者剛體轉(zhuǎn)動而有振蕩。在Rayleigh阻尼里，阻尼矩陣表達為質(zhì)量和剛度矩陣的線性組合

C=alpah*M+beta*K

LS-DYNA為標(biāo)準(zhǔn)的非線性分析在單元級實現(xiàn)Rayleigh阻尼。這是為了數(shù)值上的方便，因為在顯式方法里不需要生成剛度矩陣K。取而代之，通過簡單的將應(yīng)力在單元面積上積分得到內(nèi)力。Rayleigh阻尼作為這個應(yīng)力的一個修正而實現(xiàn)。版本960中的剛性阻尼(stiffnessdamping)完全重新實現(xiàn)，即使這樣可以在960中提供COEF值，這個值與950中的BETA值是相符的，其中：COEF＝BETA*(w/2)版本950和960中的剛性阻尼不完全相同。在960中剛性阻尼方程在高頻域提供一個近似的臨界阻尼分?jǐn)?shù)。方程的詳細信息是不公開的。這個方程中的變化是因為使用舊版本方程時產(chǎn)生不穩(wěn)定的頻率而促使的。在版本970的3510子版本(或者更高)中，舊的950版本的剛性阻尼方程作為一個選項提供，通過設(shè)置COEF值為負(fù)值來調(diào)用。這個參數(shù)之后被解釋成V950用戶手冊中所指的BETA值。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-10.ASCIIoutputforMPPviabinout\""ASCIIoutputforMPPviabinout從970版本開始，有了二進制格式格式的所謂的ASCIIoutput文件(matsum,rcforc,etc.)。－－注單機版和smp版輸出的為文本格式的ASCIIoutput文件。MPP-DYNA不是直接寫出ASCII輸出文件，而是輸出二進制格式數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以有兩種格式：dbout(參見V.970用戶手冊AppendixL，P.L3)和binout。MPP缺省情況下會輸出binout格式的數(shù)據(jù)?？ㄆ?database_matsum,*database_rcforc,etc的第二個參數(shù)控制輸出哪一種類型的數(shù)據(jù)。1=oldformat，例如，ASCII文件(SMP)或者dbout文件(MPP)2=newbinout格式(對MPP版這是缺省的)3=bothformats都輸出LS-Prepost可以直接讀取binout數(shù)據(jù)而不需要轉(zhuǎn)換，但dbout文件需要用dumpbdb來轉(zhuǎn)換成ASCII格式輸出。在LS-Prepost里，選項頁”2″(啟動界面右邊的Group按鈕下面)，在CFD按鈕下面有“Binout”按鈕。點擊之后在左下面出現(xiàn)的子面板中點擊“Load”按鈕，選擇求解器輸出的binout文件。之后可以進行相關(guān)曲線的繪制。（此處修改原文部分）作為lsda軟件包的一部分，有兩個程序可以獲得(以用戶賬號登陸lstcftpsite，在”lsda”目錄下)。一個是”l2a”，它可以用來從binout文件中提取不同的ascii文件。另一個是”ioq”，它是讓你用來直接讀取/瀏覽binout文件的小工具。通常一個”l2a”執(zhí)行塊會包含在相應(yīng)平臺的MPP執(zhí)行塊的壓縮包里，但你也可以用那個l2a來操作任何ls-dyna執(zhí)行塊(MPPorSMP)產(chǎn)生的binout文件。要從binout文件中提取ASCII輸出文件，在命令行執(zhí)行l(wèi)2a，后面包含binout文件的名字。例如：”./l2abinout.0000″Binout文件是平臺無關(guān)的，例如，你可以在與輸出binout數(shù)據(jù)的平臺同一平臺或者任何其它平臺下處理binout數(shù)據(jù)。當(dāng)MPPLS-DYNA執(zhí)行塊輸出binout數(shù)據(jù)時，將會有多于一個的文件以”binout”作為根名字。每一個這樣的文件需要被獨立的打開來得到所有需要的數(shù)據(jù)。在d3hsp文件里，你可以看到像如下的部分所示的信息告許你每一個binout文件包含哪些數(shù)據(jù)。

>Thefollowingbinaryoutputfilearebeingcreated,

>andcontaindataequivalenttotheindicatedasciioutputfiles

>binout0000:(onprocessor0)

>nodout

>matsum

>rcforc

>abstat

>rbdout

>sleout

>jntforc(type0)

>binout0001:(onprocessor1)

>jntforc

>binout0003:(onprocessor3)

>deforc對MPP可選的控制輸出格式的方法(fromJason)：

如果你在pfile中輸入如下行

pfile:

gen{dboutonly}toexecute:

mpirun-np##mpp970i=…p=pfile程序?qū)⑾裰耙粯虞敵鰀bout.*文件(沒有binout)，之后你可以用dumpbdb來提取所有的ASCII文件。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-11.ContactOverview接觸概述\""接觸概述這里提供LS-DYNA接觸的一些簡要信息。討論不包含所有的接觸類型的接觸選項。更詳細的LS-DYNA的接觸回顧可以在上找到FEAInformationNewsletters中關(guān)于接觸模型的由四個部分組成的系列文章。這一系列文章的四部分分別在2001年的8,9,10,12月份的新聞信里。Automaticvs.Non-automatic：

對大多數(shù)顯式分析推薦用自動接觸類型。非自動接觸類型(接觸方向是重要的情況)有時用于金屬成型仿真，其中幾何是非常直接的且接觸面的方向在分析之間可以可靠的確定。非自動接觸通常推薦用于隱式分析。類型：

Type13接觸(contact_automatic_single_surface)是一種單面接觸(不需要定義主面)，總是考慮殼的厚度且沒有方向性。因而參與接觸的板殼面在建模的時候需要至少保持一個小的間隙。為了避免初始穿透，間隙不能小于潛在會發(fā)生接觸的兩個殼之間厚度的平均值。體單元之間不需要有間隙。接觸類型13的接觸搜索算法比接觸類型3(contact_surface_to_surface)或者接觸類型a3(contact_automatic_surface_to_surface)更加復(fù)雜。例如，type13可以處理例如殼邊對面，梁對殼面的情況。和任何其它單面接觸類型一樣，接觸力不是直接從RCFORC文件中獲取，你必需要定義contact_force_transducer_penalty來獲取接觸力。文章”contact.13vs26″提供了關(guān)于contact_automatic_single_surface和contact_automatic_general對比的一些額外信息。(之后會貼出，敬請等待)Type3接觸(contact_surface_to_surface)是雙向的面對面接觸，其中殼的厚度考慮選項可以通過*contact或者*control_contact(*contact優(yōu)先)卡片打開或者關(guān)閉。接觸片的方向是很重要的，因為這種接觸類型只在一個方向來檢測潛在的接觸。在如面對面的一個雙向接觸中，先檢測從面?zhèn)鹊墓?jié)點對主面的穿透，然后再檢測主面?zhèn)鹊墓?jié)點對從面的穿透。這種方法當(dāng)用用設(shè)置SOFT=2來調(diào)用segment-based接觸時會有例外。接觸類型a3沒有方向性(從殼的中面檢測任一側(cè)的潛在接觸)而且總是考慮殼厚度，從這一點考慮它非常類似于type13的接觸。接觸參數(shù)的一些摘記：SOFTSOFT是*contact選項卡A的第一個參數(shù)。SOFT的缺省值是0。SOFT=1除了在確定接觸剛度方面之外與SOFT=0差不多是一樣的。SOFT=2與SOFT=0根本上是不一樣的，不但在確定接觸剛度方法上，而且在搜索穿透的產(chǎn)生的方法上也不一樣。SOFT=2會調(diào)用所謂的”segment-basedcontact”。對于SOFT=1&2接觸的摘記可以分別參考文章”contact.soft1″&“contact.soft2″。(稍后推出，敬請期待)IGNORE

在仿真分析中的任何一個時間點，如果一個節(jié)點突然檢測到在面下面(比如說，節(jié)點運動的非?？?，穿透之前沒有檢測到)，原來的(IGNORE=0)算法僅僅是把節(jié)點移動到主面上，不施加任何力(稱之為”shootingnodelogic”)。如果shootingnodelogic選項被關(guān)掉(SNLOG=1)，會突然出現(xiàn)一個相當(dāng)大的力，而且產(chǎn)生負(fù)的接觸能。如果IGNORE設(shè)置為1，這樣shootingnodelogic標(biāo)志SNLOG沒有作用。相當(dāng)于突然的穿透被留意到而且通過局部的調(diào)整接觸厚度來補償。因此在任何分析的時間點，如果檢測到突然的穿透，程序不會施加任何很大的力也不會移動任何節(jié)點。但接觸力會阻止進一步的穿透。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-12.ContactSoft1接觸Soft=1\""ContactSoft1接觸Soft=1通過在*Contact卡的選項卡A中設(shè)置Soft=1所調(diào)用接觸方程與缺省的罰函數(shù)接觸方程的區(qū)別不如Soft=2接觸算法大。除了在確定接觸剛度方面不一樣外，Soft=1和Soft=0是差不多的。Soft=1方法基于考慮穩(wěn)定性的時間步來計算接觸剛度。換句話說，你可以把soft=1的接觸看作是一組簡單彈簧質(zhì)量系統(tǒng)，其中每一個都有與實際仿真分析中用到的時間步相匹配的Courant時間步。對軟材料與剛硬材料的接觸或兩個接觸面的網(wǎng)格密度不一致情況，Soft=1通常比Soft=0更有效。當(dāng)Soft=1時，采用通過soft=0&soft=1計算得到的最大的剛度值。因此如果soft=0剛度更大，減小SOFSCL將沒有效果。K=max(SLSFAC*SFS*k0,SOFSCL*k1)

其中：k是罰剛度SLSFAC是用戶在*Control_contact中輸入的選項SFS是用戶在*Contact卡3中輸入的選項SOFSCL是用戶在*Contact選項卡A中輸入的值k0是從材料體積模量和單元尺寸計算得到的剛度k1是從節(jié)點質(zhì)量和計算時間步計算得到的剛度注意：對于雙面接觸，像*contact_automatic_surface_to_surface，在上面的方程中用SFM替換SFS(在*contact卡3中輸入)LS-DYNA中的接觸界面模擬1引言接觸－碰撞問題屬于最困難的非線性問題之一，因為在接觸－碰撞問題中的響應(yīng)是不平滑的。當(dāng)發(fā)生碰撞時，垂直于接觸界面的速度是瞬時不連續(xù)的。對于Coulcomb摩擦模型，當(dāng)出現(xiàn)粘性滑移行為時，沿界面的切向速度也是不連續(xù)的。接觸－碰撞問題的這些特點給離散方程的時間積分帶來明顯的困難。因此，方法和算法的適當(dāng)選擇對于數(shù)值分析的成功是至關(guān)重要的。雖然通用商業(yè)程序LS-DYNA提供了大量的接觸類型，可以對絕大多數(shù)接觸界面進行合理的模擬，但用戶在具體的工程問題中，面臨接觸類型的選擇及棘手的接觸參數(shù)控制等問題?；谝陨?，本文對LS-DYNA中的接觸-碰撞算法作了簡要的闡述，對接觸類型作了詳盡的總結(jié)歸納，并對接觸界面的模擬提出了一些建議。2基本概念基本概念：“slave”、“master”、“segment”。在絕大多數(shù)的接觸類型中，檢查slavenodes是否與mastersegment產(chǎn)生相互作用(穿透或滑動，在TiedContacts中slave限定在主面上滑動)。因此從節(jié)點的連接方式（或從面的網(wǎng)格單元形式）一般并不太重要。非對稱接觸算法中主、從定義的一般原則：粗網(wǎng)格表面定義為主面，細網(wǎng)格表面為從面；主、從面相關(guān)材料剛度相差懸殊，材料剛度大的一面為主面。平直或凹面為主面，凸面為從面。有一點值得注意的是，如有剛體包含在接觸界面中，剛體的網(wǎng)格也必須適當(dāng)，不可過粗。3接觸算法在LS-DYNA中有三種不同的算法處理碰撞、滑動接觸界面，即：動態(tài)約束法（kinematicconstraintmethod）罰函數(shù)法（penaltymethod）分布參數(shù)法（distributedparametemethod）3.1KinematicConstraintMethod采用碰撞和釋放條件的節(jié)點約束法由Hughes等于1976年提出，同年被Hallquit首先應(yīng)用在DYNA2|D中，后來擴展應(yīng)用到DYNA3D中。其基本原理是：在每一時間步Δt修正構(gòu)形之前，搜索所有未與主面(mastersurface)接觸的從節(jié)點(slavenode)，看是否在此Δt內(nèi)穿透了主面。如是，則縮小Δt，使那些穿透主面的從節(jié)點都不貫穿主面，而使其正好到達主面。在計算下一Δt之前，對所有已經(jīng)與主面接觸的從節(jié)點都施加約束條件，以保持從節(jié)點與主面接觸而不貫穿。此外還應(yīng)檢查那些和主面接觸的從節(jié)點所屬單元是否受到拉應(yīng)力作用。如受到拉應(yīng)力，則施加釋放條件，使從節(jié)點脫離主面。這種算法存在的主要問題是：如果主面網(wǎng)格劃分比從面細，某些主節(jié)點（masternode）可以豪無約束地穿過從面(slavesurface)（這是由于約束只施加于從節(jié)點上），形成所謂的“紐結(jié)”(Kink)現(xiàn)象。當(dāng)接觸界面上的壓力很大時，無論單元采用單點還是多點積分，這種現(xiàn)象都很容易發(fā)生。當(dāng)然，好的網(wǎng)格劃分可能會減弱這種現(xiàn)象。但是對于很多問題，初始構(gòu)形上好的網(wǎng)格劃分在迭代多次后可能會變得很糟糕，如爆炸氣體在結(jié)構(gòu)中的膨脹。由于節(jié)點約束算法較為復(fù)雜，目前在LS-DYNA程序中僅用于固連與固連一斷開類型的接觸界面（統(tǒng)稱固連界面），主要用來將結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的不協(xié)調(diào)兩部分聯(lián)結(jié)起來。3.2DistributedParameterMethod分配參數(shù)法也是發(fā)展較早的一種接觸界面算法，Wilkins在1964年將該算法成功地應(yīng)用到HEMP程序中，Burton等在1982年將其應(yīng)用于TENSOR分析程序中。與節(jié)點約束法相比，這種算法具有較好的網(wǎng)格穩(wěn)定性，因此被DYNA采用。目前，在LS-DYNA程序中用來處理接觸一滑動界面的問題。該方法的基本原理是：將每一個正在接觸的從單元(slaveelement)的一半質(zhì)量分配到被接觸的主面面積上，同時根據(jù)每個正在接觸的從單元的內(nèi)應(yīng)力確定作用在接受質(zhì)量分配的主面面積上的分布壓力。在完成質(zhì)量和壓力的分配后，修正主面的加速度。然后對從節(jié)點的加速度和速度施加約束，以保證從節(jié)點在主面上滑動，不允許從節(jié)點穿透主表面，從而避免了反彈現(xiàn)象。這種算法主要用來處理接觸界面具有相對滑移而不可分開的問題。因此，在結(jié)構(gòu)計算中，該算法并沒有太多的用處。它最典型的應(yīng)用是處理爆炸等問題，炸藥爆炸產(chǎn)生的氣體與被接觸的結(jié)構(gòu)之間只有相對滑動而沒有分離。3.3PenaltyMethod該算法于1981年有Huag等人，1982年8月開始用于DYNA2D中[2]?，F(xiàn)在，罰函數(shù)法已發(fā)展為一種非常用的接觸界面算法，在數(shù)值計算中被廣泛應(yīng)用。罰函數(shù)法的基本原理是：在每一個時間步首先檢查各從節(jié)點是否穿透主面，如沒有穿透不作任何處理。如果穿透，則在該從節(jié)點與被穿透主面間引入一個較大的界面接觸力，其大小與穿透深度、主面的剛度成正比。這在物理上相當(dāng)于在兩者之間放置一法向彈簧，以限制從節(jié)點對主面的穿透。接觸力稱為罰函數(shù)值?！皩ΨQ罰函數(shù)法”則是同時對每個主節(jié)點也作類似上述處理。對稱罰函數(shù)法由于具有對稱性、動量守恒準(zhǔn)確，不需要碰撞和釋放條件，因此很少引起Hourglass效應(yīng)，噪聲小。對稱罰函數(shù)法在每一個時間步對從節(jié)點和主節(jié)點循環(huán)處理一遍，算法相同。下面以從節(jié)點ns為例詳細描述該算法的基本步驟：1搜索所有從動點，確定從動點是否穿透主面。2如否，不作處理，搜索結(jié)束；如是，則在從節(jié)點與主面上的接觸點間附加一法向接觸力Fn。3處理摩擦力。4將接觸力Fn和摩擦力投影到總體坐標(biāo)，組集到總體載荷向量中。4接觸類型在具體介紹各種類型的接觸前，先闡述幾個基本的概念。在殼單元中，自動接觸通過法向投影中面的1/2“ContactThickness”來確定接觸面。這就是“shellthicknessoffsets”。接觸厚度可以在接觸的定義中明確指定。如果接觸厚度沒有指定，則等于殼的厚度（在單面接觸中，為殼厚度或單元邊長的最小值）。相同的，在梁的接觸中，接觸面從梁的基線偏置梁截面等效半徑距離。因此，在有限元幾何建模時，為考慮殼厚、梁截面尺寸必須在殼、梁的part間有適當(dāng)?shù)拈g隙，否則會有初始穿透現(xiàn)象發(fā)生（即發(fā)生不真實的接觸現(xiàn)象）。雖然LS-DYNA可以通過移動穿透的從節(jié)點到主面上來消除初始穿透，但是并不是所有的初始穿透都能檢查出。DYNA中大多數(shù)的接觸有一個“極限穿透深度”，如侵徹超過這個深度則從節(jié)點被釋放，接觸力置為0。這主要用在自動接觸中，防止過大接觸力的產(chǎn)生而引起數(shù)值不穩(wěn)定性。然而在有些情況下，因為這個閾值過早達到而使接觸失效（常發(fā)生在非常薄的殼單元中）。此時應(yīng)采取的措施是放大接觸厚度因子或設(shè)置接觸厚度為大于殼厚度的一個值，或者改變接觸剛度的計算方法（如改為Soft=1）。LS-DYNA中的接觸允許從節(jié)點與主段間壓縮載荷的傳遞。如接觸摩擦激活，也允許切向載荷的傳遞。Coulomb摩擦列式用來處理從靜到動摩擦的轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換要求一個衰減系數(shù)、靜摩擦系數(shù)大于動摩擦系數(shù)。關(guān)于接觸搜索方法，這里僅給出幾個簡單的要點，詳細描述見TheoreticalManualofLS-DYNA。DYNA中有兩種搜索方法：IncrementalSearchTechnique與BucketSort。IncrementalSearchAlgorithmsGlobalBucketSort搜索方向僅在主段正方向從節(jié)點的穿透主面正、負(fù)方向檢查穿透搜索步驟對每一個從節(jié)點的：