LS-DYNA问答

1 如何处理LS-DYNA中的退化单元?

在网格划分过程中,我们常遇到退化单元,如果不对它进行一定的处理,可能会对求解产生不稳定的影响。在LS-DYNA中,同一Part ID 下既有四面体,五面体和六面体,则四面体,五面体既为退化单元,节点排列分别为N1,N2,N3,N4,N4,N4,N4,N4和N1,N2,N3,N4,N5,N5,N6,N6。这样退化四面体单元中节点4有5倍于节点1-3的质量,而引起求解的困难。其实在LS-DYNA的单元公式中,类型10和15分别为四面体和五面体单元,比退化单元更稳定。所以为网格划分的方便起见,我们还是在同一Part ID下划分网格,通过*CONTROL_SOLID关键字来自动把退化单元处理成类型10和15的四面体和五面体单元。

2 LS-DYNA中对于单元过度翘曲的情况有何处理方法 有两种方法:

1. 采用默认B-T算法,同时利用*control_shell控制字设置参数BWC=1,激活翘曲刚度选项;

2. 采用含有翘曲刚度控制的单元算法,第10号算法。该算法是针对单元翘曲而开发的算法,处理这种情况能够很好的保证求解的精度。

除了上述方法外,在计算时要注意控制沙漏,确保求解稳定。

3 在ANSYS计算过程中结果文件大于8GB时计算自动中断,如何解决这个问题? 解决超大结果文件的方案:

1. 将不同时间段内的结果分别写入一序列的结果记录文件; 2. 使用/assign命令和重启动技术;

3. ANSYS采用向指定结果记录文件追加当前计算结果数据方式使用/assign指定的文件,所以要求指定的结果记录文件都是新创建的文件,否则造成结果文件记录内容重复或混乱。特别是,反复运行相同分析命令流时,在重复运行命令流文件之前一定要删除以前生成的结果文件序列。具体操作方法和过程参见下列命令流文件的演示。

4关于梁、壳单元应力结果输出的说明

问题: 怎样显示梁单元径向和轴向的应力分布图(我作的梁单元结果只有变形图DOF SOLUTIN –Translation,但是没有stress等值线图,只有一种颜色)和壳单元厚度方向的应力、变形图(我们只能显示一层应力、变形,不知道是上下表层或中间层的结果)。

解答:如果想显示梁单元的应力等值线图,请打开实际形状显示功能(PLotCtrl->Style->Size and Shape->/ESHAPE选为ON),然后即可绘制。注意梁单元(如BEAM188,BEAM189)的应力结果是在单元坐标系中显示的,即SXX为轴向正应力,SXY,SXZ为截面剪应力,没有其他应力分量。另外,缺省情况下,只输出SXX,如果想观察SXY,SXZ,请将BEAM188或189的KEYOPT(4)选为Include both(以这两个单元为例,其他单元可能不同,请看帮助文件,推荐使用BEAM188,BEAM189,这是功能最强的梁单元)。

至于壳的应力显示也类似,请打开实际形状显示功能,即可如同在实体上一样显示结果,您可以很清楚地看出不同位置、高度的应力值。当然如果你只想画出顶部、中部或底部的应力图也可以,以shell63为例,首先需关闭powergraphics(Toolbar上点POWRGRPH,选择OFF),然后进入General PostProc->Option for outp->SHELL中选择位置即可。

5 LS-DYNA求解有时为什么有负的滑动能

这是由于在建立模型时PART与PART之间有初始穿透,尤其是壳单元模型时很容易发生,应当避免这种情况的出现,否则容易在有初始穿透的地方产生塑性铰,原因是程序在求解的开始阶段给与穿透相应的接触力消除穿透,使材料发生局部塑性变形。解决方法见2002年11月的应用技巧。

6在DYNA中如何考虑材料失效

问题:在LS-DYNA的材料库中,能考虑失效的材料其失效模式往往比较单一,或者是应力失效,或是应变失效,如果材料本身较为复杂,在破坏过程中可能涉及多种失效模式,能否在一种材料中同时定义多种实效模式?

答:可以。LS-DYNA材料库中提供了专门定义失效准则的命令,即*mat_add_erosion,利用该命令,可以同时定义压力、主应力、等效应力、主应变、临界应力以及应力脉冲六种失效准则,在加载过程中满足任何一种失效准则都会使材料发生破坏。

7在LS-DYNA中能否施加跟随力和跟随力矩?

答:能,对于一些应用,施加的载荷相对与坐标系不仅大小变化,而且方向变化,此时按照通常的施加力方向(X、Y、Z)不能满足要求,在LS-DYNA中,可以方便的施加跟随力和跟随力矩,在关键字*LOAD_NODE_OPTION中,对DOF选择4和8就可以施加跟随力和跟随力矩。

8如果在工程上遇到壳的厚度是坐标位置的函数时,这样的壳单元模型如何建立?

我们常用到等厚度的壳单元,如果在工程上遇到壳的厚度是坐标位置的函数时,这样的壳单元模型如何建立?要用到RTHICK命令。

/PREP7 ET,1,63

RECT,,10,,10 ESHAPE,2 ESIZE,,20 AMESH,1 EPLO

MXNODE = NDINQR(0,14) *DIM,THICK,,MXNODE *DO,NODE,1,MXNODE *IF,NSEL(NODE),EQ,1,THEN

THICK(node) = 0.5 + 0.2*NX(NODE) + 0.02*NY(NODE)**2 *ENDIF *ENDDO NODE = MXNODE =

RTHICK,THICK(1),1,2,3,4 /ESHAPE,1.0 /USER,1 /DIST,1,7

/VIEW,1,-0.75,-0.28,0.6 /ANG,1,-1

/FOC,1,5.3,5.3,0.27 EPLO

9不同自由度的单元在merge时,ANSYS如何处理自由度的不匹配问题

ANSYS可以将在给定容差(tolerance)内的节点通过merge可以合并到一起,它可以是不同的单元类型和不同的自由度(如:壳或梁(6自由度)与块单元(3自由度),ANSYS在处理共节点的自由度关系使,类似于藕合自由度(Couple DOFs)而非约束方程,即只把相同的自由度联系起来,这样就可以方便的处理如柱销、铰链之类的约束问题。

10如何方便地建立压力容器的有限元模型? 在建立压力容器模型时,充分考虑模型的对称性,灵活利用ANSYS软件的工作平面和坐标系,利用合理的分网工具,可以得到漂亮的有限元模型,如下面的命令流所示: /prep7 et,1,45

mp,ex,1,2e11 mp,nuxy,1,0.3 !

cylind,0.89,0.8,0,-1.7125,90,270, wpoff,0,0,-1.7125 wprot,0,90,

cylind,0.47/2,0.37/2,-1.5,0,90,180, vovlap,all

vsel,s,loc,x,-0.11,0 vdel,all,,,1

vsel,s,loc,y,0.3,0.5 vdel,all,,,1

vsel,s,loc,y,-0.3,0.3 vsbw,all

afillt,21,11,0.1 al,33,50,5 al,37,53,7 alls,all

va,15,13,25,24,11 kgen,2,35, , , ,-0.2, , ,0 lstr,35,15

adrag,54,,,,,,21 vsba,2,16 lsel,s,loc,y,1.5

lsel,u,length,,0,0.06 lesize,all,,,16, alls,all

vsel,s,loc,y,0.9,1.5 vsweep,all

vsel,s,loc,y,0.89,0.99 vsweep,all

vsel,s,loc,y,0.8,0.89 vsweep,all asel,s,loc,z, asel,r,loc,y,0,1 asel,a,loc,y,0 accat,all alls,all

vsel,s,loc,y,0,0.6 vmesh,all

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