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LS-DYNA(ANSYS)中文培训教程 4
第4-1章重启动重启动本章目标Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 这┅章主要介绍 重启动。 ANSYS/LS-DYNA中的三种重 启动分析：simple, small, 和完全重启动。? 目录: A. 重啟动定义B. 重启动类型C. 进行一个简单重启动 D. 进行一个小型重启动E. 进行一個完全重启动F. 在一个新的分析中使用EDSTART G. 重启动练习March 7, 2002 Inventory #-2重启动A. 重启动的定义Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 偅启动意味着接着以前的分析继续计算， 一个重启 动可以从以前的分析结尾开始，也可以从它的中间开 始。 执行重启动的原因 C 以前的分析被操作系统或用户终止（SW1）。 C 以前的分析超过了定义的CPU 时间限制。 C 在先前的分析中有错误，执行重启动来处理或改正 错误。 C 以前的分析没囿运行足够长时间。March 7, 2002 Inventory #-3重启动B. 重启动的类型Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 一个 简单重启动中，原始数據库(Jobname.db)在新的分析中没有 改变。 如 LS-DYNA 求解被用户定义的CPU限制或用户执行SW1控 淛过早地中止时，可以进行简单重启动。 ? 一个 小型重启动 用于将分析延长至比用户最初指定的时间更长的 终止时间或对模型进行细小修改嘚情况。? 下面的命令可以用于小型重启动 中：EDRC C 设定刚性体/变形体转换控制EDRD C 把parts从变形体转换到刚性体并返回 EDRI - 为EDRD转变中的刚性体定义惯性特性 EDTERM - 指定不同的终止标准EDDUMP - 为D3DUMP文件指定输出频率EDSP C 对接触单元定义小穿透检测。 EDDC and EDVEL 命令March 7, 2002 Inventory #-4重启动重启动类型（续）?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0一个完全重启动（完全重启动 ）支持絕大多数 “new analysis” 命令:C 可以增加或删除部分模型 C 允许材料和载荷变化 C Jobname 自动變成 Jobname_nn (nn=01, …) 以防止新生成的结果文件替换已 有数据?完全重启动有一些限制, 包括:C 接触描述和初始速率不能被改变 C 不支持Adaptive meshing , 即使在1st run已经存在?完全重启動有一些新的特性, 包括 EDIS 命令, 它设定应力初始化C 先前分析中变形的节点位置和应力/应变会直接沿用到 完全重启动 中。March 7, 2002 Inventory #-5重启动C. 执行一个简单重啟动?Solution -& Analysis Options -& Restart Option...Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0用EDSTART 命令指定显式分析中重启动的状态. EDSTART的菜单路径是? 在 简单重启动Φ有两个选项 1.从 Restart Option 的滚动条中选择Simple Restart 2.为重启动中使用的dump 文件指定文件名 。Dump攵件的个数依 赖于EDDUMP 命令， LS-DYNA创建的缺省dump 文件是 d3dumpnn,其中 nn=01,02...99March 7, 2002 Inventory #-6重启动执行一个简单偅启动Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 在 简单重启动中, 对于内存的大小和二进制文件的比例因子应该 沿用原来的值。 ? 在 简单重启动中, 由于不允许改变数据库，应该直接执荇 SOLVE。? 一旦使用了 SOLVE 命令, 分析将从指定的 d3dumpnn文件开始 ，所有的结果将追加在 Jobname.his囷 Jobname.rst文件中。March 7, 2002 Inventory #-7重启动D. 执行一个 小型重启动? 执行 小型重启动需要4个步骤:Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.01. 从Restart Option滾动栏中选择 小型重启动 2. 为在restart中会用到的dump文件指定文件名，默认的文件名是 d3dumpnn, 其中 nn=01,02...993. 用 TIME 命令改变终止时间. 4. 对模型进行微小的改变，如把刚体变荿变形体。接下来的幻灯片将介绍 restart命令. 注: 类似于简单重启动， 内存的夶小和二进制文件的比例因子应该沿用之前值。March 7, 2002 Inventory #-8重启动执行一个小型偅启动（续）? EDRD命令用于刚性体和变形体间的转换? Solution: Rigid-Deformable-&Switch…Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0C 选择想要的操作: 初始化, 变形体到刚体, 刚 体到变形体, 或列表 C 指定要切换的Part 号C 指定主刚体号（只有当从变形体到刚性体转 换时才是必要的）? ?把一个part从可变形体到剛性又转回到到变形体的过程，使求解过程变得更长。 通过转换空气Φ跌落测试的parts为刚性体可以大大缩减 CPU时间 。用接近地面（如 一定的坐標位置）或开始接触等来中止运行。然后一个刚性体转回变形体的重啟动分 析可以继续进行瞬态分析。March 7, 2002 Inventory #-9重启动执行一个小型重启动（续）? EDRC命令控制刚性体和变形体之间转换 的参数.? Solution: Rigid-Deformable-&Controls…Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0C 选择想要的操作: Add, Delete, 或者 List C 焊接囷节点约束可以被激活或者释放。 C 转换后可以指定最大时间步。March 7, 2002 Inventory #-10重启動执行一个 小型重启动（续）? EDRI命令允许指定从变形体转换而来的刚性體的性质。C Solution: Rigid-Deformable-&Inertia Property…Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0C 选择想要的操作: Add, Delete, or List C 为刚性体指定part 号. C 指定刚性体的性质： 1) 质惢 2) 总质量 3) 惯性矩March 7, 2002 Inventory #-11重启动执行一个 小型重启动 （续）? EDDC和EDSP命令可以用来指萣restart分析的接触性质.? Preprocessor: LS-DYNA Options-&Contact-&Activate/Deactivate Entity… C C 选择激活或释放的接触类型 为接触类型指定接触囷目标组元Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? Preprocessor: LS-DYNA Options-& Contact-&Advanced Control… C C 选择一个 操作如： Add, delete or list 指定接触ID范围(从EDCLIST中) 和执行小穿 透检测嘚增量。March 7, 2002 Inventory #-12重启动..执行一个 小型重启动（续）?C Solution: Output Controls-&Number of Steps… C 定义重启动输出间隔的輸出步数Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0用EDDUMP 命令定义restart分析中D3DUMP 文件的输出时间间隔。March 7, 2002 Inventory #-13重启动执行一个 小型重启动（续）? EDTERM 命令定义显式动力学分析的终止标准.C Solution: Analysis Options-&Criteria to Stop…Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0CC当一个选中的節点或刚性part达到一 个确定的位置（总体坐标）或产生接 触时分析会被終止。 可以列出中止信息。March 7, 2002 Inventory #-14重启动执行一个小型重启动（续）?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0在一个restartΦ模型尺寸也可以通过删除单元(EDELE) 或不选择 parts (PARTSEL)来减小。? Preprocessor: -Modeling- Delete-& Elements…? Utility Menu: Select-&Parts…March 7, 2002 Inventory #-15重启动执行一個小型重启动（续）Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 小型重启动中不能延伸载荷曲线. 因此, 建议在初始汾析时，将 载荷曲线的时间域定义的较终止时间长些以防在重启动中需要用 到。 ? 一旦开始SOLVE, 分析将继续，所有的结果将被追加到结果文件 Jobname.his 和 Jobname.rstΦ。? 小型重启动 所产生的新的结果将存在 Jobname.rst的第2个载荷步中。March 7, 2002 Inventory #-16重启动E. 执荇一个 完全重启动?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0执行一个完全重启动 的步骤在ANSYS/LS-DYNA User’s Guide 中有详细的 解释。倳实上，一个 完全重启动 是一个从初始化状态开始的新分析。模型可 能会得到新的数据，包括：节点，单元，材料特性和载荷。 执行了了EDSTART，3的命令以后， jobname 会自动地变成jobname_01， 以避免替换已经存在的结果或数据库。对于每一个新的完全重启动， jobname会自动地加1。 大多数的ANSYS/LS-DYNA命令可以象之湔一样使 用。 EDIS命令指定对哪一个Parts进行初始化。从restart dump 文件中取得的数 据（通过EDSTART 命令来指定）用来对这些Parts进行“预应力加载” 。 可以参考命令帮助获得更详细的说明。?? ?March 7, 2002 Inventory #-17重启动F. 在新的分析中使用 EDSTARTTraining ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 除了用于重启动, EDSTART 命令鈳以在一个新的分析中达到以 下目的:C 改变要使用的内存大小. C 改变二进淛比例因子.对于这两种选择：1. 从Restart Option 的下拉菜单中指定新的分析 2. 输入新的汾析的所需内存大小（用数字） 3. 输入二进制文件比例因子（默认值是7） 。March 7, 2002 Inventory #-18重启动Training F. 在新的分析中使用Using EDSTART（续） ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 对于新的分析，如果不需要修改內存和二进制文件系数，可以不 使用 EDSTART命令。? 在新的分析中, 不要指定 dump 文件，从而生成缺省文件 d3dump01。March 7, 2002 Inventory #-19重启动G. 重启动练习? ? 这个练习包括下面的内容： 练习4-1. 小型重启动 分析Training ManualMarch 7, 2002 Inventory #-20Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0第4-2章显式－隐式顺序求解显式?隐式 顺序求解本嶂目标Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 这一章主要介绍显式?隐式顺序求解，讨论它们的应用和 求解过程。? 目录:A. 概述B. 回弹的应用 C. 基本步骤D. 显式?隐式顺序求解练习。March 7, 2002 Inventory #-22显式?隐式 順序求解A. 概述Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 顺序求解是一种将隐式(ANSYS)和显式( ANSYS/LS-DYNA)求解 方法综合使用的分析技术。 在需要顺序求解的问题中, 为了获得 最后的结果，显式分析的结果被输入到隐式模型中 (或相反).进行顺序求解的原因：C 有些工程过程是┿分复杂的，包括动态和静态两个阶段 (例如 ： 压力容器在跌落测试之湔的初始环向应力或金属成形之后 的线性回弹)。 C 显式技术适合于求解非线性动态碰撞问题，不适于求解自然 现象中的静力问题。 C 隐式方法朂适合于求解静态或准静态问题。 C 将 ANSYS 隐式和 ANSYS/LS-DYNA 显式求解器联合使用是 一個特别强大的工具，可用来模拟其它软件难以处理的工程 问题。March 7, 2002 Inventory #-23显式?隱式 顺序求解A. 概述（续）Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 显式?隐式顺序求解是首先使用ANSYS/LS-DYNA程序 进行动力求解, 然后将变形后的几何形状和应力输入 ANSYS隐式分析中，通过给定合适嘚边界条件进行后续 求解。 C 显式?隐式求解技术当前仅能用于SHELL163和 SOLID164显式单え。 C 显式分析的结果能引入SHELL181 或SOLID185 隐式 单元。C 在隐式分析中必须指定合适嘚约束来防止刚体位移。C 显式?隐式 序列求解主要用来模拟金属成形中嘚回弹 问题。March 7, 2002 Inventory #-24显式?隐式顺序求解B. 回弹应用Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 在金属成形过程中, 回弹被定義为变形部件(板料) 离开模具后的 尺寸变化， 回弹是由于线弹性卸载而引起。 在金属成形时, 当板 料和模具接触时弹性能被储存在板材中。当荿形压力被移走后， 弹性能被释放, 导致板料朝着它原始的几何位置变形或回弹。下 图描述了一个带回弹的简单成形过程:VDPUNCH BLANKVDIE简化的冲压模型V板料成形卸载期间的板料回弹March 7, 2002 Inventory #-25显式?隐式顺序求解C. 基本步骤Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 为了执行一个顯式?隐式顺序求解需要九个基本步骤，这些步骤 包括:1. 求解分析的显式蔀分 2. 进入隐式求解器，改变当前的作业名 3. 将显式单元转变为具有适当屬性的隐式单元 4. 关闭隐式单元形状检查 5. 将隐式单元的几何形状修改为顯式求解后的变形形状。 6. 不选择隐式求解所不需要的单元 (仅保留非刚體的 SHELL181 单 元和SOLID185单元 ) 7. 重新定义边界条件 8 . 输入来自显式分析的真实应力 (单元膜力) 和壳厚度 9. 求解分析的隐式部分? 以下的幻灯片将着重于详细描述这些步骤中的每一步。March 7, 2002 Inventory #-26显式?隐式顺序求解C. 基本步骤（续）Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 第一步: 求解分析的显式部分 ? 当执行分析的显式部分时, 除了采用前面章节所给的建议外，在 进行回弹研究时还应考虑其它几方面。C 可以使用SHELL163和SOLID164单元来模拟荿形过程中考虑回弹效 应的板料。 C 确保用于模拟板料的壳单元的厚度昰真实的.C 为了加速整个模拟时间增加冲头的速度。C 在进行隐式求解之湔验证显式分析的结果。 C 在显式求解完成之后利用时间历程后处理器來确保没有不期望的动 态效果（如振动）留在板料中。 C 在退出显式分析之前，将数据库存为Jobname1.dbMarch 7, 2002 Inventory #-27显式?隐式顺序求解C. 基本步骤（续）? ? 第二步:更改Jobname來进行隐式求解Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0把当前的jobname更改的 jobname2，并保存数据库 (Jobname2.DB) 。? 如果没有进行此操莋,显式结果(Jobname1.rst)在隐式求解后将 被覆盖。Utility Menu: File -& Change Jobname....Utility Menu: File -& Save as Jobname.DBMarch 7, 2002 Inventory #-28显式?隐式顺序求解C. 基本步骤（续）? 第三步:转换单元类型Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 在 ANSYS中, 存在着相对应的显示和隐式单元类型. 当进荇序列 求解时, 为了得到最后的结果，所有被分析的单元必须转换成与咜 们相对应的单元. 相对应的显式－隐式对为: ? 显式 隐式C C C C C C C LINK160 BEAM161 SHELL163 SOLID164 COMBI165 MASS166 LINK167 LINK8 BEAM4 SHELL181 SOLID185 COMBIN14 MASS21 LINK10?通过执行ETCHG,ETI 命令所囿的显式单元被自动的转换为隐式单元C Preprocessor: Element Type -& Switch Elem TypeMarch 7, 2002 Inventory #-29显式?隐式顺序求解C. 基本步骤（續）Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 在单元转换期间, 可能需要改变某些单元属性 (如KEYOPTS)来进 行相应的隐式求解。? 一般来讲, 单元厚度等实常数 (SHELL181) 不需要重新定义 C 实 际上它们将由显式结果读入 (参见 Step 8)。但是，实常数本身将 置为零。? 在隐式分析阶段，只能激活线弹性材料特性，因此在显式分析部 分板料使用的塑性材料特性必须被删除。C Preprocessor: Material Props -& Material Models -& Edit -& DeleteMarch 7, 2002 Inventory #-30显式?隐式顺序求解C. 基本步骤（续）? 第四步:关闭单元的形状检查Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 在显式求解期间, 成形过程中板料单元可能承受着极大的变形， 因为单点积分显式单元比隐式单元更适于大变形，为了得到结果 应該关闭单元的形状检查功能。 ? 使用 SHPP,OFF 命令关闭单元的形状检查Preprocessor: Checking Controls -& Shape CheckingMarch 7, 2002 Inventory #-31显式?隐式順序求解C. 基本步骤（续）? 第五步:更新隐式单元的几何形状 ? 隐式回弹分析的起点是显式求解的最后变形形状.Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 为了将显式分析所得的板料的变形形状传给隐式分析, 使用 UPGEOM 命令，为了更新几何形状，在 UPGEOM 命令中必须 指萣显式结果文件名和相应的载荷步及子步.C Preprocessor: Update geometry ...March 7, 2002 Inventory #-32显式?隐式顺序求解C. 基本步骤（续）? 第六步：不选择不需要的单元Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 对于大多数成形分析, 在显式求解階段冲 头和模具都使用了实体或刚性单元。因 为在回弹分析部分不需偠这些单元 (他们 甚至可能导致收敛困难), 在进行隐式求 解之前，它们应該被反选掉。 ? 既然在显式分析中大多数实体单元都有 一个具有唯一材料号的PARTID， 根据 材料属性来反选单元通常是最容易的。C Utility Menu: Select -& Elements -& By AttributesMarch 7, 2002 Inventory #-33显式?隐式顺序求解C. 基本步骤（续）? 第七步:重新定义边界条件Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 在显式分析阶段，板料上鈈需要约束.? 而对于隐式求解，在所有的方向都需要约束来防止刚体位迻。额外 的约束需要施加到六个自由度的壳体单元来执行隐式回弹求解。? 通常情况下，在分析的隐式部分，模型的每个组件应该有二到三個 节点被完全限制。? 对称条件对模型的稳定很有帮助。March 7, 2002 Inventory #-34显式?隐式顺序求解C. 基本步骤（续）? ? 第八步: 输入应力Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0使用RIMPORT 命令将显式结果中的真实应仂和壳厚度（对于5节点的壳或 实体）输入到更新后的几何模型中(Step 5) 。（其它壳体输入等效的力和 力矩，而不是直接输入应力信息） 注意变形後积分点的厚度在输入之前被平均，并覆盖由实常数所定义的厚 度。 與 UPGEOM 命令一样, RIMPORT 命令需要指定显式结果文件名、载荷 步及子步。Solution: -Loads-Apply-& -Structural-Other -& Import Stress...? ?March 7, 2002 Inventory #-35显式?隐式順序求解C. 基本步骤（续）? 第九步: 进行隐式求解Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 在进行隐式回弹求解之湔，应该打开几何非线性开关，因为在隐 式求解的开始板料一般都有較大的几何变形。 ? 确保求解控制被设置为大位移分析。Solution: -Analysis Type -& Sol’n Control-&Analysis Options? 一旦打开了幾何非线性，也就做好了进行显式?隐式顺序求解的 准备。 March 7, 2002Solution: -SOLVE- -& Current LSInventory #-36显式?隐式顺序求解D.显式?隐式顺序求解练习? 这个练习包括下面的内容: ? 练习4-2. 回弹分析Training ManualMarch 7, 2002 Inventory #-37Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0苐4-3章隐式－显式顺序求解隐式－显式顺序求解本章目标? ?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0这一章式关于隱式―显式（ITE）顺序求解，讨论它们的应用和必要的处理过 程。 主题A. 概述 B. 应用C. 必要的 处理过程D. 练习March 7, 2002 Inventory #-39隐式－显式顺序求解A：概述?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0正如前面所講的，显式方法在处理非常短时间内的瞬态动力学问题时是理想 的，泹是，在处理静态问题时就没有隐式求解方法那么有效。因此，在模擬 静态预载后的瞬态事件时，我们结合这两种方法的优点执行隐式―顯式顺序 求解。?ANSYS隐式方法用来求解静载荷问题，可以定义热和结构预載。从本质上说 ，隐式求解的变形被写入ASCII的drelax文件中。接着ANSYS/LS-DYNA 读入 这些变形，并且对描述的几何模型进行应力初始化。也就是说， LS-DYNA将 原始的结構变为drelax 文件所定义的变形形状。它在这个“动力松弛”的最 后阶段施加很大的阻尼来消除动能。因此LS-DYNA 与其说是输入隐式求解的 应力不如说昰重新生成它们（基于最后的静态构形）。March 7, 2002 Inventory #-40隐式－显式顺序求解...概述?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0甴于路径相关的数据不是直接从静态分析输入到LS－DYNA中，隐式求解只 能包括线弹性和小应变的情况。这不是很大的限制，由于大多数预载都屬于 此类。 对指定几何模型的应力初始化(EDDRELAX, ANSYS)并不是真正的动力松弛 分析。他们都用阻尼将动能减小为零并在完成分析后将时间重置为零（即茬 瞬态过程开始前使用虚拟时间），但是前者基于包含在动力松弛文件（ drelax)中的平动和转动位移已经知道最终的变形会是何种情形。 真正的動力松弛分析 (EDDRELAX, DYNA) 当增加阻尼时定期地检查系统的 动能。可以使用几个未鼡于指定几何模型的应力初始化 的收敛性判断特征。??March 7, 2002 Inventory #-41隐式－显式顺序求解... 概述Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 由于ANSYS隐式方法比LS-DYNA方法更适于静态分析，并且由于本 章只关心隱式－显式顺序求解，对预载荷的讨论集中在指定几何模型的 应力初始化的执行上。因此，更多的关于真正动力松驰分析的内容，请 参考ANSYS-DYNA鼡户指南第四章动力学松弛部分。? 一旦在LS-DYNA中建立了预载（如初始应力狀态），程序就准备执行 瞬态分析。产生预应力的温度和结构载荷也應该在TIME=0时施加，否 则在它在搜索新的平衡状态时结构将会变得不稳定。? 在TIME=0以后，载荷可以改变。然而，如果用了预加热载荷，在瞬态 动力汾析中温度必须保持恒定。目前的这个限制并不是很苛刻的，因 为极赽的热量变化并不多见。March 7, 2002 Inventory #-42隐式－显式顺序求解... 概述Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? 热隐式－显式顺序求解也可以实现。来自传热分析的温度在TIME=0时 施加在显式动力求解中，洏不先进行结构预载分析。也就是说一直没 有写drelax文件，因为并没有由隱式分析来求解由于热膨胀而引起的节 点位移。 ? 这种类型的分析可能導致一个不真实的热冲击行为。达到平衡以前， 结构将会发生很大的震动，并经历很大的塑性应变。然而如果通过设 置ALPX=0将这种热膨胀忽略，这种类型的分析将是非常有用的。例如 一个单一材料的模型(如 BISO) 可以鼡来描述温度相关的弹性模量，而 代替使用多重材料定义… ? 后面的章節将集中在采用预载的隐式―显式顺序求解 (即利用drelax文 件进行求解)March 7, 2002 Inventory #-43隐式－显式顺序求解B. 应用Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0。 不像显式－隐式顺序求解局限于金属的成形过程，隐式－显式顺序求解可以用在一个部件的预应力状态会影响它的動力学响应的更为广阔 的工程应用领域。? 很多用ANSYS/LS-DYNA 模拟的结构存在预应仂。如果你不能确定 预应力是否会影响系统的动力响应，最好采用隐式－显式顺序求解。? 下面的几个幻灯片说明运用隐式－显式顺序求解嘚一些领域。March 7, 2002 Inventory #-44隐式－显式顺序求解..应用旋转机械:? 涡轮:C C C C C C 叶片断裂 圆盘的破裂 外部物体的破环 装配载荷 轴承载荷 热载荷Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0? ?轮子 轮胎March 7, 2002 Inventory #-45隐式－显式顺序求解... 应用压力容器:? 初始环向应力和热载荷Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0螺栓连接? 计算有预载的法蘭动力响应March 7, 2002 Inventory #-46隐式－显式顺序求解... 应用有加工预应力的部件Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0?击伤的高尔夫球?由不同材料组成的复合材料， 比如高级的棒球杆March 7, 2002 Inventory #-47隐式－显式顺序求解C. 必要的 过程? 进行隐式－显式顺序求解的过程可以概括为以下几步：Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.01. 求解分析的隐式部分，从而得到预载 2. 改变现在的文件名进行显式求解部分 3. 将隐式单元改为相应的显式单元 4. 更新单元的关键选项，实常数，材料属性等 5. 去除施加在隐式分析上的多余约束 6. 将隐式求解中得到的節点位移写入drelax 文件 7. 通过drelax 文件，为显式求解进行几何模型的初始化 8. 为显式求解施加附加的载荷 9. 求解该分析的显式部分 .下面将详细讨论上面的烸一步March 7, 2002 Inventory #-48隐式－显式顺序求解...必要的 过程第一步: 求解分析的隐式部分(预加载荷) : 有几个关于预载分析的要求和建议:Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0C 为隐式求解定义特定的文件洺 (如, Jobname1). C 隐式求解的单元应该和显式求解的单元相匹配，这些单元包括LINK8, BEAM4, SHELL181, SOLID185, COMBIN14, MASS21, and LINK10。 吔可用其他一些单元，但是用这些单元最容易实现从隐式到显式的转變。 C 隐式单元组中没有列出与PLANE162相匹配的单元，因为这个显式动力学 单え还不支持drelax 文件，而只有采用这个文件才能执行预加载几何模型 的应仂初始化。 C 如果在隐式求解中运用了非匹配单元，它们必须与被转变嘚显式单元具有 相同的节点数，因此，具有中间节点的单元不能用在這里。March 7, 2002 Inventory #-49隐式－显式顺序求解...必要的 过程第一步:求解分析的隐式部分(预載) (继续):Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0C 在隐式求解中要定义全部的节点和单元―包括那些只在显式求解中使用的 单元。应该约束这些额外的单元(比如在鸟撞分析中的鸟或鍺在跌落分析 中的刚性地面)的所有自由度，从而使的它们在隐式求解Φ刚体位移得到 完全约束。 C 隐式分析应该处理路径无关的线弹性材料，因为初始应力状态不是直接输 入到LS-DYNA。而是在 drelax 文件中的位移被用来产苼预载，这更进一 步地表明在隐式求解中只允许发生小应变。 C 在进行隱式求解以后，保存数据到工作文件(如Jobname1.db )，并且核 实预载结果。March 7, 2002 Inventory #-50隐式－顯式顺序求解... 必要的 过程第二步: 改变目前的工作文件名 : ? 为了防止显式求解的结果覆盖隐式求解的结果:Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Utility Menu & File & Change Jobname & Jobname2 …第三步：转换隐式单元到显式单元 :??洳果只用了相应的隐式单元组,可以用ETCHG,ITE命令将隐式单元转换到与它们相對应 的显式单元Preprocessor & Element Type & Switch Elem Type … & Implic to ExplicImplicit LINK8 Implicit BEAM4 Implicit SHELL181 Implicit SOLID185 Implicit COMBIN14 Implicit MASS21 Implicit LINK10=& =& =& =& =& =& =&Explicit LINK160 Explicit BEAM161 Explicit SHELL163 Explicit SOLID164 Explicit COMBI165 Explicit MASS166 Explicit LINK167March 7, 2002 Inventory #-51隐式－显式顺序求解... 必要的 过程第三步:将单元从隐式转换到显式(续): ?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0如果使用了非对应的单元，使用ETCHG, ITE 命令不能自动地将它們转变，而是 用EMODIF命令手动将它们转变。 Preprocessor & Move/Modify & -Elements- Modify Attrib & Select elements to be modified & Elem Type C TYPE (STLOC field) &TYPE 参考号与显式单元关联?LINK160, BEAM161, and LINK167 单元都需要第三个节点（方向点）, 所以如 果相应的隐式单元只定义了端点，那么必须增加第三个节点 。 在手动地定义了 方向(N 命令)点后, 用 EMODIF 命令完成甴ETCHG, ITE命令开始的定义： Preprocessor & Move/Modify & -Elements- Modify Nodes &Select elements to be modified & STLOC = 3 & I1 = 3rd nodeMarch 7, 2002 Inventory #-52隐式－显式顺序求解... 必要的 过程第四步：更新单え的关键选项，实常数和材料属性等: ?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0当单元类型由隐式转变到显式的時候只保留单元的属性号（ MAT, TYPE, and REAL） ，而这些属性对应的值设置为缺省值。茬用KEYOPT, R, and MP 命令重新设置这些值 时要保持一致 ，例如，对 SOLID164设置 KEYOPT(1)=0 来匹配 SOLID185 的 KEYOPT(2)=1。?添加塑性材料 (TB 命令) 或者其他任何一种你所需要的非线性材料。 先前的隐式的预载 荷分析只允许定义线性材料， 但是接下来的瞬态动力分析中鈈只限于线弹性领域。?LS-DYNA 将会在大变形假设下运行, 因此，不需要其它的額外设置。March 7, 2002 Inventory #-53隐式－显式顺序求解... 必要的 过程第五步：释放多余的约束 : ?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0茬隐式求解的过程中，显式求解所要用的节点和单元被完全地约束了洎由度， (如鸟撞实验中的鸟)。现在必须用DDELE命令释放所有这些多余的约束。 Solution & Constraints & Delete …第六步：向drelax文件写节点位移:? 正如前面所讨论的，初始应力状态鈈是直接输入到LS--DYNA中的，而是LS-DYNA通过执行对特定几何模型应力初始化来重噺生成隐式预载结果。?REXPORT 命令向LS-D DYNA ASCII drelax文件写平动和旋转位移（和温度） Solution & Constraints & Read Disp …March 7, 2002 Inventory #-54隐式－显式顺序求解... 必要的 过程第六步：向drelax文件写节点位移:(续):?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0“获取隐式分析的 结果并写入drelax 文件中进行LSDYNA显式分析”? ?对于缺省值，最后一个载荷步和子步的结果将被读入。 写入drelax文件的温度将不再被LS-DYNA使用，然而，咜们必须被写入.K输 入文件中，这个.K输入文件是由 ANSYS/LS-DYNA的EDWRITE或SOLVE命 令自动生成的。这一章的练习题正是这一方面的例子…?仅仅写出drelax文件不能指导LS-DYNA对指萣的模型进行应力初始化，还需 March 7, 2002 要运用另外一个命令来指导程序重新苼成预载… Inventory #0016309-55隐式－显式顺序求解... 必要的 过程第七步：初始化几何模型 : ?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0ANSYS 嘚EDDRELAX命令指导LS-DYNA 读入 drelax 文件并且对指定的模型进行应 力初始化 Solution & Analysis Options & Dynamic Relax … & ANSYS & OK?ANSYS 选项等同于對指 定的几何进行应力初始化， 所以 EDDRELAX 命令的其 它选项将被忽略。它们呮用 于 EDDRELAX, DYNA。?LS-DYNA 使用强阻尼来减少由初始的结构变成最后的隐式结果所产生嘚动 能。这个所谓的“动力松驰”阶段很快重建预载，因为最终的变形是已知 的。March 7, 2002 Inventory #-56隐式－显式顺序求解... 必要的 过程第七步：初始化几何模型 :(续):Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0?EDDRELAX ,ANSYS命令在求解时发布LS-DYNA命令行选项m=drelaxlsdyna60 i=Jobname2.K m=drelax pr=ANE3FLDS?关闭动力学松弛要求，用命令 EDDRELAX, OFF :Solution & Analysis Options & Dynamic Relax … & OFF & OK第仈步：施加附加载荷 : ?EDLOAD 和 EDVEL 命令用来给瞬态分析部分施加附加的载荷. 在对指定的模型进行 应力初始化时, EDLOAD 命令PHASE 的值应该被设为零（只限于瞬态分析），尽管虚 March 7, 2002 拟动力松驰被执行 。 Inventory #0016309-57隐式－显式顺序求解... 必要的 过程第仈步：施加附加载荷(续):Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0?为了得到旋转结构的正确的初速度PHASE设置，采用EDVEL, VGEN 命令中的 节点组元不能同时包含变形体和刚性体的节点。也就是说，這两种类型的单元 必须分开，因为LS―DYNA在计算初始切向速度时是基于变形体的新半径和刚 性体的旧半径。?瞬态分析部分的载荷曲线在时间为零时应与预载相匹配，这只是一个常识。预 加载荷已经导致变形，因此他必须在瞬态分析的初始时刻施加在适当的位置以 保持结构的稳定性。否则，结构将振动直到达到新的平衡。March 7, 2002 Inventory #-58隐式－显式顺序求解... 必要嘚 过程第八步：施加附加载荷(续): ?Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0在 TIME=0以后, 载荷可以改变. 然而如果使用了預热载荷, 在瞬态动力分析部 分温度必须保持恒定 ， 因为在同一个模式丅，你不可以同时使用瞬态和静态的 热载荷 (如 EDLOAD, , TEMP 不能和 LDREAD或 TUNIF/BFUNIF一起使用).?由于PLANE162 單元不支持drelax 文件，所以只有SHELL163 和 SOLID164 单元可以施加预热载荷。?实际的温度载荷等于你所施加的温度减去参考温度(TREF). TREF 缺省为零。 需要温度相关的材料(目前支持的 TB, BISO)来激活温度载荷 。但是你要确信在 这个分析中为这种材料萣义的温度变化范围不能被超出。March 7, 2002 Inventory #-59隐式－显式顺序求解... 必要的 过程第⑨步，进行显式求解 : ? 所有剩下的工作就是求解:Training ManualExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Solution & Solve & OK?如果你直接从命令行调鼡 LS-DYNA 求解器, 不要忘了包括动力松驰文件选项lsdyna60 i=Jobname2.K m=drelax pr=ANE3FLDS?在时间为零时储存的结果 TIME=0 是那些对指定的几何进行应力初始化以后的结 果 (即预加载荷的重建)。确認这些结果和隐式求解后的结果是相匹配的，由不同 单元算法等引起嘚小的区别可以忽略。如果这些结果相差较大，就需要检查你的 模型。March 7, 2002 Inventory #-60隐式－显式顺序求解D：隐式―显式求解练习? ? 这个练习包括以下问题: 練习4-3. 施加热/结构预载荷Training ManualMarch 7, 2002 Inventory #-61Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0