LS-DYNA Basic Training

LS-DYNABasicTrainingK文件时间步长与质量缩放LS-DYNA中的单元沙漏能的控制刚体和连接LS-DYNA中的接触算法LS-DYNA材料模型边界条件及加载输出控制重启动引入冲压信息的碰撞预应力分析刚性体与柔性体转换截面力刚性墙LS-DYNA中的隐式算法目录一个块数据总是以一个关键字开始的一个块数据的结束总是当碰到一个新关键字命令是由下划线分开的字符串关键字的开始是以*开始的，须左对齐第一列的“$”表示该行是注释行（可在任意行）●注释行不起任何作用，不进行编译，只作为前、后处理之用数据文件的开始以*KEYWORD、结束是以*END结尾●*KEYWORD关键字之前的部分是不进行编译的●*END关键字之后的部分是不进行编译的●INCLUDE文件中的*KEYWORD与*END被忽略关键字之间的顺序可以是任意的（除*define_table、*INCLUDE_STAMPED_PART）数据文件与大小写无关KEYWORD规则KEYWORD3CardFormat●在LS-DYNA输入文件中每一行称为一张“卡片”●通常一个关键字有多张卡片●多数卡片有8个变量，每个变量占10列●每一个关键字内的各参数有严格的顺序和格式要求●变量类型：“F”为实型，“I”为整型●“default”表示给定默认值，如果为0，该变量可以是空格●若某一张卡片均为默认值，该行应该空出来，不能省略卡片规则KEYWORD412345678VariableNSIDPSIDA1A2A3SASHTypeIIFFFIDefaultnonenone1.01.001Remarks123每一个k文件都会有：●*KEYWORD●*NODE●*ELEMENT●*MAT●*SECTION●*PART●*CONTROL_TERMINATION●*END从*KEYWORD开始到*END为止KEYWORDKEYWORD规则5NID：节点编号，唯一性X,Y,Z：节点在总体坐标系下的空间坐标TC、RC：节点平动约束、节点转动约束alternatelycanuse*boundary_spcKEYWORD*NODE6*NODEKEYWORD*ELEMENT_option7*ELEMENT_optionEID:单元的ID号PID:所属的PARTID号N1\N2\N3\...:节点IDOptionaldatacanbeprovidedtooverrideshellthickness,orthotropicmaterialangle,etc.onanelement-by-elementbasis.以*ELEMENT_SHELL为例KEYWORD定义一个单元8*ELEMENT_...eid,pid,n1,n2,etc*PART*NODEpid,sid,mid,eosid,hgid,…nid,x,y,z*HOURGLASShgid,…*SECTION_...*EOS_GRUNEISENsid,elform,…eosid,…*MAT_…mid,rho,…KEYWORD*MAT_option9指定材料类型，如*mat_elastic；*mat_rigid等输入参数取决于材料模型大约有300种材料模型可供选择*MAT_option以*MAT_ELASTIC（*MAT_001）为例MID:材料的ID号RO:材料的密度E:材料的弹性模量PR:材料的泊松比DA:Axialdampingfactor(usedforBelytschko-Schwerbeam,type2,only)DB:Bendingdampingfactor(usedforBelytschko-Schwerbeam,type2,only)K:体积模量KEYWORD*SECTION_option10为beam、shell、solid选择单元公式为beam、shell选择积分规则为shell赋厚度、为beam选截面形状等*SECTION_BEAM;*SECTION_SHELL;*SECTION_SOLID等*SECTION_option以*SECTION_SHELL为例SEID:该属性的ID号ELFORM:选择壳单元的单元公式NIP:厚度方向的积分点个数T1\T2\T3\T4:各节点上的积分厚度KEYWORD组织关系11*NODENIDXYZ*ELEMENTEIDPIDN1N2N3N4*PARTPIDSIDMIDEOSIDHGID*SECTION_SHELLSIDELFORMSHRFNIPPROPTQRICOMP*MAT_ELASTICMIDROEPRDADB*EOSEOSID*HOURGLASSHGIDKEYWORD*PART12Part是我们前处理时重要的操作对象●材料、属性的定义都是以Part为基础的。●同一个Part中的单元性质相同，具有相同的单元属性和材料模型●具有相同属性的一组单元通常共享一个相同的PartID(PID)●在汽车及相关行业的CAE分析中我们通常都将一个零件做为一个PART●但也有一些特殊的存在(一个零件分别定义为几个Part)哪些单元可以定义为同一个Part?●相同类型：一个Part中只能有一种单元类型（shell,solid,beam.etc）●相同厚度：若只包含壳单元的Part，应该所有单元的厚度相等●材料相同：一个Part中所有的单元使用相同的材料●积分方式相同：一个Part中所有单元使用相同的单元积分方式。KEYWORD*PART13定义Part的一些其它考虑因素●冲压因素（考虑冲压因素的部分应该单独考虑）●输出结果（MATSUM）,是以Part为单位进行输出的，只能考查单个Part●不等厚度的部件用shell单元模拟●优化考虑（最好将每个零件单独设置一个Part，方便优化）●*Part关键字定义其它选项，如定义*Part_Inertia或*Part_Contact或等●单独的沙漏控制●考虑*mat_20材料中有约束的刚体应该单独定义KEYWORD*PART14不是所有的单元都要属于一个Part●*element_mass●*element_seatbelt_accelerometer●*element_seatbelt_pretensioner●*element_seatbelt_retractor●*element_seatbelt_sensor●*element_seatbelt_slipringKEYWORD*PART15*PARTCard1Card2●Part名称或描述●若不填写也要空出这一行●为了后处理中可以显示PartName●PID：唯一值●SECID：SectionID●MID：MaterialID●EOSID：欧拉状态方程●HGID：沙漏控制IDCard1Card2KEYWORD*PART16*PARTCard1Card2●Part名称或描述●若不填写也要空出这一行●为了后处理中可以显示PartName●PID：唯一值●SECID：SectionID●MID：MaterialID●EOSID：欧拉状态方程●HGID：沙漏控制IDCard1Card2KEYWORD*PART_INERTIA17*PART_INERTIACard1Card2●Part名称或描述●若不填写也要空出这一行●为了后处理中可以显示PartName●PID：唯一值●SECID：SectionID●MID：MaterialID●EOSID：欧拉状态方程●HGID：沙漏控制IDCard1Card2Card3Card4Card5只用于刚体材料KEYWORD*PART_INERTIA18*PART_INERTIACard1Card2●XC：质心X坐标●YC：质心Y坐标●ZC：质心Z坐标●TM：Part的质量Card3Card3Card4Card5只用于刚体材料●IRCS：控制惯性张量局部坐标系选项●NODEID，质心节点编号KEYWORD*PART_INERTIA19*PART_INERTIACard1Card2Card4Card3Card4Card5只用于刚体材料●IXX,IXY,IXZ,IYY,IZZ,IYZ,IZZ：Part的六项转动惯量●可以定义整体、局部坐标系下的六项转动惯量●当定义NODEID时，IXY,IXZ,IYZ三个值可以为0，●其余情况这六个值必须定义。Card5●VTX,VTY,VTZ：定义整体坐标系下的初始速度●VRX,VRY,VRZ：定义整体坐标系下的初始角速度*PARAMETERKEYWORD20K文件中的参数变量定义参数的数值，参数在输入文件中使用(dynadeck)参数的定义在输入文件的开始，紧跟在*KEYWORD后参数的调用，在输入域中输“&参数名”TYPE:R(实数)I(整数)C(字符)Keyword的修改技巧●修改时可使用自由格式-使用逗号（注意是英文逗号）-最后可带逗号，或可不带●在一张卡片中，固定格式和自由格式不能混用KEYWORD的修改KEYWORD$DEFINETWONODES*NODE10101,x,y,z10201xyz$$DEFINETWOSHELLELEMENTS*ELEMENT_SHELL10201,pid,n1,n2,n3,n410301,pid,n1,n2,n3,n421●对于大型算例使用*include*include中的*keyword和*end毫无影响●将控制卡片、总体接触单独写入一个Master.k文件*INCLUDEC1025_Phase1_BIW_20130311.k*INCLUDEC1025_Phase1_Closure_20130307.k*INCLUDEC1025_Phase1_Frt_Chassis_20130311.k*INCLUDEC1025_Phase1_PT_20130311.k..*INCLUDEMat_Prop.kLS-DYNA显\隐式算法LS-DYNA显\隐式算法显式算法隐式算法适用问题动力学(动态)静力学(静态)每步求解方法矩阵乘法线性方程组大矩阵(总刚)否是每步计算速度快慢确定解有确定解可能病态无确定解时间步长稳定性有条件无条件显式算法隐式算法LS-DYNA默认求解器为显式求解器打开隐式求解器必须有*CONTROL_IMPLICIT_GENERALIMFLAG22LS-DYNA显式算法概略23K文件时间步长与质量缩放LS-DYNA中的单元沙漏能的控制刚体和连接LS-DYNA中的接触算法LS-DYNA材料模型边界条件及加载输出控制重启动引入冲压信息的碰撞预应力分析刚性体与柔性体转换截面力刚性墙LS-DYNA中的隐式算法目录临界时间步长TIMESTEP临界时间步长:CE1112CLktrm22cTimestep25ExamplesofSoundSpeedsInDifferentMaterialsAIR331m/sWATER1478m/sSTEEL5240m/sALUMINUM5328m/sTITANIUM5220m/sPLEXIGLASS2598m/sL=volume/areamaxside对体单元或厚壳单元：对壳单元（3种）：L=area/lengthmaxedge(Default)对杆单元、梁单元：L=beamlengthEC对杆单元对体单元•L/c是一个弹性应力波传过这个单元的时间•L：单元的特征长度•C：材料声速•𝜔：频率•K：刚度•m：质量对离散弹簧：与刚度和节点质量有关*CONTROL_TIMESTEPTIMESTEP在LS-DYNA的每个时间步中，都要通过所有的单元(除了刚体)来确定最小的临界时间步长−whereNisthenumberofelements.为了计算的稳定性，取一个缩放系数为0.9（默认值）或更小的值−高速爆炸默认为0.67−一般采用默认值，特殊情况需要减小此值，或考虑使用双精度*CONTROL_TIMESTEP中的TSSFACtn1mint1,