LS-DYNA 隐式分析案例之圆管压溃仿真
如图 1 所示，一薄壁圆管置于两板之间，现上板缓慢下压200mm，试观察下压过程中圆管的屈曲形态（圆管外径100mm，高度300mm，材料为铝合金）。
图 1 几何模型
2 问题分析
2.1 关于薄管屈曲
薄管受压主要发生的屈曲形态有三种：轴对称屈曲，非轴对称屈曲以及欧拉屈曲。影响屈曲形态的因素主要有圆管的长细比与宽厚比，当长细比较大时，意味着圆管相对较细长，容易发生欧拉屈曲，也是材料力学中我们熟悉的失稳模式；当径厚比（直径 / 厚度）较大时，意味着圆管相对较宽薄，容易发生非轴对称屈曲，屈曲截面根据情况不同，可能为三角形，四边形或者菱形等；当径厚比较小时，意味着圆管相对较窄厚，容易发生对称屈曲。所以，要观察到这三类屈曲模式，关键就在于调整高度，直径，厚度这三个参数。
图 2 圆管屈曲模式
2.2 关于分析类型
了解了问题以后，我们考量下分析类型。由于上板下压速率较慢，因此可以将该问题看成一个准静态问题，使用静力分析进行研究，这样可以大大降低计算量。
2.3 关于边界
对于边界条件，这里主要得说明下圆管上下两端与板子的连接关系。边界条件的施加最好符合实际，但是个人并没有做过实验，因此仅根据经验设置如下连接关系：圆管下端面与底板固连，上端面与上板自由接触（这里也是造成可能与实验不符合的重要原因，本文不具体深究）。
2.4 关于材料模型
该分析很明显薄管有部分肯定是要进入塑性区，因此至少得用刚塑性本构，这里使用常用的双线性弹塑性本构模型。并且由于薄管变形很大，因此不适合用等向强化模型，本文使用随动强化模型。（材料是另一个造成可能与实验不符合的重要原因）
2.5 关于模型简化
该模型由于不考虑上下板的变形，因此可以将上下板看成刚体，薄管看成柔性体。并且本例明显适合使用壳体进行分析，因此将上板，下板与薄管均用壳体进行简化。
2.6 关于软件
如题，选用 LS-DYNA 隐式求解器进行分析，没有使用传统 ANSYS 进行分析的主要原因是因为 DYNA 在非线性特别是接触的处理方面比较强大，如果用传统的 ANSYS 分析，接触将是一个大问题。
3 求解流程
说明一下：每个人熟悉的流程都会不一样，这里仅以个人惯用的流程进行说明：SolidWorks（三维建模）>>SCDM（几何处理）>>HyperMesh（前处理）>>LS-DYNA（求解）>>hyperview（后处理），虽然看起来切的软件有点多，但是熟悉了以后速度会很快，选择这种模式没有很特殊的原因，就是因为这些都是各个领域的强者。
3.1 几何模型建立与处理
在 SolidWorks 中建立上述尺寸的实体模型，这里不建议直接建立中面模型，因为实体模型相对建立更方便，中面使用专门的软件抽取更快，这里建议几何模型处理使用 scdm（spaceclaim）或者HyperMesh 自身，抽完中面后得到以下中面模型：
图 3 简化后的几何模型
- 分享于 · 2018.04.05 20:39 · 阅读 · 7655
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