LS-DYNA初始條件、邊界條件和約束.ppt

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概要初始條件例子 爆炸球邊界條件載荷 例子 對稱失效 加載剛墻約束橫截面分析 第二章 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 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 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 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 INITIAL VELOCITY GENERATION 對于平動和轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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 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 爆炸球的例子 爆炸球的例子 爆炸球的例子 爆炸球的例子 爆炸球的例子 爆炸球的例子 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 BOUNDARY CYCLIC 旋轉(zhuǎn)對稱旋轉(zhuǎn)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 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 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(zhuǎn)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 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 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 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 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 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 示例相關關鍵字 BOUNDARY SYMMETRY FAILURE DEFINE COORDINATE VECTOR DEFINE CURVE LOAD NODE POINT SET SEGMENT BOUNDARY SYMMETRY FAILURE 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 RIGIDWALL PLANAR有限或無限運動條件 固定 運動 質(zhì)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(zhuǎn)物體 橫向的摩擦系數(shù)更大 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 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 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 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(zhì)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 CONSTRAINED RIVET兩節(jié)點鉚接剛性無質(zhì)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 焊接失效 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 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 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 n 法向應力 f 失效應力 n 焊接方向剪切力 失效參數(shù) t 焊接方向法向剪切力 CONSTRAINED SPOTWELD兩節(jié)點點焊剛性無質(zhì)量梁不能傳輸殼的法向轉(zhuǎn)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 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 點焊節(jié)點的順序和局部坐標系的方向?qū)τ跊Q定焊點失效是很重要的 Fillet角焊對于Fillet焊 節(jié)點的順序和局部坐標系的方向如圖 對于Butt焊 節(jié)點的順序和局部坐標系的方向如圖 ButtWeld 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 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 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 可有多個節(jié)點 大于2 如4個殼的角節(jié)點 可變形的薄殼和honeycomb材料的體單元 基于塑性應變的失效 剛體的Part連接剛體 由動力學方程控制運動 無失效準則 允許轉(zhuǎn)動 CONSTRAINED EXTRA NODES CONSTRAINED JOINT CONSTRAINED NODEL RIGID BODY CONSTRAINED RIGID BODIES 其他的Part連接技術一致的節(jié)點 扭曲的幾何體 無失效準則 不容易分離parts 如操作 重劃分 接觸厚度沖突梁 更復雜的定義 影響時間步計算接觸 更新 固連 N2S S2S 固連失效 N2S S2S 橫截面分析在結構的不同部位定義橫截面 傳送力 界面力或截面力 力矩 質(zhì)心位置 面積 所有的量為時間的函數(shù)很好的分析工具 而不是實驗方式全面了解結構怎樣作用可對個別的部件進行分析 了解某一事件下的載荷傳送 變形和能量吸收精確的校核模型 通過中間結構的力分析 定義橫截面通過指定定義橫截面 橫截面的節(jié)點 在這些節(jié)點上計算力所使用的單元傳送力的符號由這些單元位于這些節(jié)點的哪一邊來決定自動 DATABASE CROSS SECTION PLANE用戶指定 DATABASE CROSS SECTION SET指定輸出頻率 DATABASE SECFORC 橫截面例子 力的計算通常 載荷有兩種成分 單元剛度和質(zhì)量慣性 在橫截面上的一個節(jié)點的平衡方程由牛頓第二定律 F f 質(zhì)量 加速度F 橫截面單元上由于應力而形成節(jié)點力f 界面力該方程為矢量方程 結果為全局x y和z力當選擇節(jié)點一邊相對另一邊上的單元時 質(zhì)量被分配以便確保相等和反向力 在模擬過程中計算每一個單元上的應力和每一個節(jié)點上的加速度 這樣計算橫截面的結果相對開銷較小