LS DYNA 中如何评估节点的加速度

在本案例中,一个刚体(20mm x 200mm;2 x 20 个元素)围绕其质心旋转,请参见下图,考虑的初始边界值问题的示意图。

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初始旋转速度 \(w_z = 62832 rad / s\),这意味着节点绕 z 轴在 10ms 内旋转 360°。

进一步在 IACCOP 选项中 *CONTROL_OUTPUT(平均节点加速度),两个单元(蓝色部分)建模为弹性材料,因此在该 PART 中,由于未明确定义的初始条件(缺少向心加速度)而引发了振荡。

1. 分析原理

节点加速度的两个分量可以通过以下方式进行分析计算。

局部 y 方向的切向加速度:

  • 切线速度:

\(v_y = w \times r = 62832 rad / s \times 100 mm = 62832 mm / s\)。

  • 切向加速度:

一个 \(a_y = dv_y / dt = 0\),因为 \(w=const\)。

局部 x 方向的径向加速度:

  • 测量点相对于旋转中心没有运动。因此,vx = 0。
  • 向心力是由于通过

\(Fx = m \times w^2 \times r\)。

  • 使用 F = m * a,得出以下表达式:

\(ax = w^2 \times r =(62832rad / s)^2 \times 100mm = 39478602mm / s^2 \)。

2. 加速度输出选项

  • IACCOP(* CONTROL_OUTPUT)

标记以平均或过滤输出到文件“NODOUT”的节点加速度,和时间历史数据库“D3THDT”:

EQ.0:无平均值(默认);EQ.1:输出间隔之间的平均值
  • REF(* DATABASE_HISTORY_NODE_LOCAL)
    输出参考:
EQ.0:从本地开始,输出始终在本地系统中固定计算开始。EQ.1:输出在本地系统中,该本地系统由 * DEFINE_COORDINATE_NODES。本地系统可以更改方向取决于三个定义节点的运动。定义节点可以属于可变形或刚性零件。EQ.2:输出相对于本地系统,该本地系统由 * DEFINE_COORDINATE_NODES 选项。本地系统可以改变方向取决于三个定义的运动节点。如果使用动态松弛,则将参考位置重置当实现收敛时。
  • INTOPT(* ELEMENT_SEATBELT_ACCELEROMETER)
    集成选项。如果加速度计经过刚体平移,没有旋转,则此选项无效。但是,如果发生旋转,选项 1 可以更好地与加速度计。输出参考:
EQ.0:速度是从全局加速度和转换为加速度计的本地系统
EQ.1:速度直接与局部加速度积分加速度计的
  • DATABASE_HISTORY_NODE,IACCOP = 0

加速度和速度会周期性振荡,因为输出是相对于固定的全局坐标系给出的。速度的导数对应于直接加速度输出,并提供了一种预滤波。极值反映了解析解

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  • 发表于 · 2020.06.04 15:26 · 阅读 · 170

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