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(duì)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(diǎn) 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(dāng)parts間發(fā)生碰撞 或與其它問(wèn)題撞擊時(shí) 剛墻 接觸 第三章 怎樣測(cè)定載荷 動(dòng)量 接觸力 橫截面分析 起爆點(diǎn)和動(dòng)量初始應(yīng)力 應(yīng)變初始溫度初始速度缺省狀態(tài)下初始應(yīng)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(diǎn) 引爆炸藥材料 parts 動(dòng)量 單元上施加一個(gè)初始動(dòng)量 初始條件 SET 節(jié)點(diǎn)定義節(jié)點(diǎn)組 setID號(hào) SID 節(jié)點(diǎn)的ID號(hào) NID s SET NODE LIST 每行定義8個(gè)節(jié)點(diǎn) SET NODE COLUMN 每行定義1個(gè)節(jié)點(diǎn) DEFINE BOX定義一個(gè)BOX形狀的體 BOX內(nèi)的任何事物都可以作為輸入BOX的ID號(hào) BOXID 定義BOX的范圍 Xmin Xmax Ymin Ymax Zmin Zmax 初始條件 INITIAL VELOCITY GENERATION 對(duì)于平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的體 parts 系列parts 系列節(jié)點(diǎn) 與前兩個(gè)初始速度的施加方法不能同時(shí)使用 初始條件 INITIAL VELOCITY對(duì)節(jié)點(diǎn)和體施加一個(gè)初始的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)速度 系列節(jié)點(diǎn) 系列節(jié)點(diǎn)外的節(jié)點(diǎn) 定義的box中的所有節(jié)點(diǎn) INITIAL VELOCITY NODE 單個(gè)的節(jié)點(diǎn) 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(diǎn)上的運(yùn)動(dòng) 對(duì)流 通量 輻射和溫度 循環(huán)對(duì)稱 無(wú)反射邊界 滑動(dòng)邊界和具有失效準(zhǔn)則的對(duì)稱 固體 強(qiáng)制運(yùn)動(dòng)載荷 SPC約束 邊界條件 BOUNDARY CYCLIC 旋轉(zhuǎn)對(duì)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(diǎn)sets DEFINE VECTOR定義一個(gè)矢量 矢量ID號(hào) VID 確定尾 xt yt zt 和頭 xh yh zh 坐標(biāo) 僅對(duì)體單元 BOUNDARY NON REFLECTING 邊界處的應(yīng)力梯度為零 邊界隨沖擊波移動(dòng) BOUNDARY SLIDING PLANE 約束一系列節(jié)點(diǎn)在一任意方位的平面或矢量上移動(dòng) BOUNDARY SYMMETRY FAILURE 約束節(jié)點(diǎn)于一定義的平面上 當(dāng)周圍的單元達(dá)到定義的拉應(yīng)力時(shí)節(jié)點(diǎn)成為自由節(jié)點(diǎn) 邊界條件 BOUNDARY PRESCRIBED MOTION對(duì)節(jié)點(diǎn) 系列節(jié)點(diǎn)或剛體施加節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng) 可適用的自由度運(yùn)動(dòng) 位移 速度 加速度載荷曲線描述的運(yùn)動(dòng)起始和結(jié)束的時(shí)間 邊界條件 DEFINE CURVE定義一 載荷 曲線載荷曲線ID號(hào) CLID 定義曲線上的點(diǎn) 橫坐標(biāo) x 縱坐標(biāo) y 縮放因子偏移例子 力vs變形 速度vs時(shí)間 邊界條件 BOUNDARY SPC單點(diǎn)約束約束一節(jié)點(diǎn)的一個(gè)或更多的自由度單個(gè)的節(jié)點(diǎn)或系列節(jié)點(diǎn) BOUNDARY SPC NODE BOUNDARY SPC SET可以在局部坐標(biāo)系中定義 局部坐標(biāo)系的定義 DEFINE COORDINATE定義一局部坐標(biāo)系指定坐標(biāo)系ID號(hào) CID DEFINE COORDINATE NODES 3節(jié)點(diǎn) 局部坐標(biāo)系原點(diǎn) 沿x軸 局部x y平面內(nèi) DEFINE COORDINATE SYSTEM 三點(diǎn)的x y z坐標(biāo) 與NODES方式一樣 DEFINE COORDINATE VECTOR 2個(gè)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(diǎn)和剛體 殼 壓力 避免單點(diǎn)集中載荷 物理上無(wú)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?jiǎn)卧植枯S r s t 定義牽引載荷梁?jiǎn)卧蛳盗辛簡(jiǎn)卧繂挝婚L(zhǎng)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(biāo)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(yù)應(yīng)力 與動(dòng)力松弛結(jié)合 角速度自由度 X Y Z RX RY RZ所有的節(jié)點(diǎn)或系列parts 載荷 LOAD NODE和 LOAD RIGID BODY施加一載荷于一節(jié)點(diǎn) 系列節(jié)點(diǎn)或剛體上x y orz力x y orz力矩Follower力或力矩 力作用方向?yàn)槠矫娴姆ㄏ蜃鴺?biāo)系可為總體坐標(biāo)或局部坐標(biāo) 載荷 分布?jí)毫d荷 施加一個(gè)分布?jí)毫d荷于一個(gè)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?yàn)闅?段的法向的反方向壓力的激活時(shí)間 載荷 示例相關(guān)關(guān)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(gè)剛性面 模擬屏障 擺錘和壓制機(jī)等阻止節(jié)點(diǎn)穿透一個(gè)面 系列節(jié)點(diǎn) 一個(gè)BOX中的節(jié)點(diǎn) 所選節(jié)點(diǎn)外的節(jié)點(diǎn)剛墻能量 GLSTAT剛墻力 RWFORCorGCEOUT關(guān)鍵字 RIGIDWALL PLANAR RIGIDWALL GEOMETRIC CONTACT ENTITY RIGIDWALL PLANAR有限或無(wú)限運(yùn)動(dòng)條件 固定 運(yùn)動(dòng) 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(diǎn)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(yùn)動(dòng)條件 固定 運(yùn)動(dòng) 速度或位移 載荷曲線 矢量多個(gè)幾何體墻可以定義 用來(lái)模擬多種幾何體的結(jié)合 CONTACT ENTITY一般的具有任意表面的剛體及運(yùn)動(dòng)幾何實(shí)體 圓柱 平板 球 圓環(huán) 橢圓 VDA性能改進(jìn) 對(duì)接觸實(shí)體和可變形體間的接觸進(jìn)行封閉形狀接觸計(jì)算精度改進(jìn) 表面與網(wǎng)格劃分無(wú)關(guān) 接觸實(shí)體的應(yīng)用 沖壓成型 凸模和凹模表面幾何實(shí)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(diǎn)必須有質(zhì)量節(jié)點(diǎn)不能屬于多重 無(wú)關(guān)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(diǎn)鉚接剛性無(wú)質(zhì)量束作用與一球鉸鏈相似節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)不能一致失效時(shí)間 焊接 CONSTRAINED SPOTWELD CONSTRAINED GENERALIZED WELD 點(diǎn)焊 fillet 對(duì)接焊縫 butt 角焊 組合焊 焊接失效 焊接失效失效時(shí)間 在指定的時(shí)間自動(dòng)失效拉伸失效 因塑性應(yīng)變有效節(jié)點(diǎn)塑性應(yīng)變 失效塑性應(yīng)變 焊點(diǎn)外的金屬板撕裂失效 因?yàn)樗苄园l(fā)生在焊接處周圍的材料中 焊接失效脆性失效 點(diǎn)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(duì)接焊縫 n 法向應(yīng)力 f 失效應(yīng)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(diǎn)點(diǎn)焊剛性無(wú)質(zhì)量梁不能傳輸殼的法向轉(zhuǎn)動(dòng)剛度節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)不能一致焊點(diǎn)連接的節(jié)點(diǎn)不能是其他約束設(shè)置中的節(jié)點(diǎn) 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(diǎn)坐標(biāo)可以相同輸出可以指定于一局部坐標(biāo)系中 點(diǎn)焊節(jié)點(diǎn)的順序和局部坐標(biāo)系的方向?qū)τ跊Q定焊點(diǎn)失效是很重要的 Fillet角焊對(duì)于Fillet焊 節(jié)點(diǎn)的順序和局部坐標(biāo)系的方向如圖 對(duì)于Butt焊 節(jié)點(diǎn)的順序和局部坐標(biāo)系的方向如圖 ButtWeld Part連接 CONSTRAINED NODE SET 兩節(jié)點(diǎn)或更多節(jié)點(diǎn)的平動(dòng)約束 x y z 或任意組合 失效時(shí)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(diǎn)與坐標(biāo)相同的體單元節(jié)點(diǎn)約束體單元節(jié)點(diǎn) 線矢量 是線性約束 節(jié)點(diǎn)剛體可以完成相同的功能 破裂單元 CONSTRAINED TIE BREAK 殼邊對(duì)殼邊界面 作為塑性應(yīng)變的一個(gè)函數(shù)局部失效 模擬沿預(yù)先定義的線 如縫合線或結(jié)構(gòu)鉸 失效的結(jié)果 CONSTRAINED TIED NODES FAILURE 固連的節(jié)點(diǎn)set 節(jié)點(diǎn)必須坐標(biāo)一致 可有多個(gè)節(jié)點(diǎn) 大于2 如4個(gè)殼的角節(jié)點(diǎn) 可變形的薄殼和honeycomb材料的體單元 基于塑性應(yīng)變的失效 剛體的Part連接剛體 由動(dòng)力學(xué)方程控制運(yùn)動(dòng) 無(wú)失效準(zhǔn)則 允許轉(zhuǎn)動(dòng) CONSTRAINED EXTRA NODES CONSTRAINED JOINT CONSTRAINED NODEL RIGID BODY CONSTRAINED RIGID BODIES 其他的Part連接技術(shù)一致的節(jié)點(diǎn) 扭曲的幾何體 無(wú)失效準(zhǔn)則 不容易分離parts 如操作 重劃分 接觸厚度沖突梁 更復(fù)雜的定義 影響時(shí)間步計(jì)算接觸 更新 固連 N2S S2S 固連失效 N2S S2S 橫截面分析在結(jié)構(gòu)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(shí)間的函數(shù)很好的分析工具 而不是實(shí)驗(yàn)方式全面了解結(jié)構(gòu)怎樣作用可對(duì)個(gè)別的部件進(jìn)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(guò)中間結(jié)構(gòu)的力分析 定義橫截面通過(guò)指定定義橫截面 橫截面的節(jié)點(diǎn) 在這些節(jié)點(diǎn)上計(jì)算力所使用的單元傳送力的符號(hào)由這些單元位于這些節(jié)點(diǎn)的哪一邊來(lái)決定自動(dòng) 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(jì)算通常 載荷有兩種成分 單元?jiǎng)偠群唾|(zhì)量慣性 在橫截面上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)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(yīng)力而形成節(jié)點(diǎn)力f 界面力該方程為矢量方程 結(jié)果為全局x y和z力當(dāng)選擇節(jié)點(diǎn)一邊相對(duì)另一邊上的單元時(shí) 質(zhì)量被分配以便確保相等和反向力 在模擬過(guò)程中計(jì)算每一個(gè)單元上的應(yīng)力和每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的加速度 這樣計(jì)算橫截面的結(jié)果相對(duì)開銷較小