LS DYNA 快速入门的一些经验指导

本文介绍 LS DYNA 使用过程中的一些个人经验，包括从建模到求解，首先在一次案例的分析中，坚持一下几个基本原则：

• 为了增加极限时间步长和降低求解时间在大多数问题中使用 质量缩放 。检查 LSDYNA 输出窗口以保证质量增加的百分比是小的。
• 输出所有的能量数据 。确保计算了沙漏，阻尼和接触能。这些信息对应监测求解精度和调试问题是有用的。
• 对应材料特性，长度和时间使用 协调单位 。如果单位不正确，一般来说，模型将发散。
• 使用 LSDYNA 控制开关来 监测求解 。经常使用开关 SW2 来检查运行进程。如果模型开始发射使用 SW1 来终止分析。

下面分别从建模、材料、接触、加载、求解控制几个方面，介绍一下总结经验。

1. 建模

• 无论何时都要尽可能的 避免小单元 ，因为它们将极大的降低时间的步长。如果需要小单元，使用质量缩放来增加极限时间步长。
• 尽可能不用三角形 / 四面体 / 棱柱形单元。为了得到最好的结果，使用 立方形的砖块单元 。
• 如果整个沙漏能超过了内能（应变能）的 5%，在模型中 使用沙漏控制 。可以在 GLSTAT 和 AMTSUM 文件中监测沙漏能。
• 可以使用 全积分单元 来阻止沙漏。然而在涉及到大变形或弯曲问题时，这种单元可能导致结果的精度较差。
• 在模型中变形结果不重要的任何部分 使用刚体 ，刚体可以节省大量的 CPU 时间。

2. 材料

• 在定义材料特性时确保使用了 协调单元 。不正确的单位将不仅决定材料的响应，而且影响材料的接触刚度。
• 确保模型中使用的 材料数据 是精确的，大多数非线性动力学问题的精度取决于输入材料数据的质量。多花点时间以得到精确的材料数据。
• 对所给模型选择最合适的 材料模型 。如果不能确定某个 PART 的物理响应是否应该包含某个特殊特性（如：应变率效应），定义一种包含所有可能特点的材料模型总是最好的。

3. 接触

• 在两个接触面之间 不允许有初始接触 ，确保在定义接触的地方模型 没有任何重叠 。
• 总是使用 真实的材料特性和壳厚度值 ，接触面的材料特性和几何形状被用来决定罚刚度。
• 在相同的 part 之间 不要定义多重接触 。
• 对 壳单元 ，除非需要接触力否则使用接触。
• 无论何时尽可能使用 自动单面接触 （ASSC）。此接触是最容易定义的接触类型而不花费过多的 CPU 时间。
• 在求解之前列示所定义的接触面以保证定义了合适的接触。

4. 加载

• 避免单点载荷 ；它们容易引起沙漏模式。既然沙漏单元会将沙漏模式传给相邻的单元，应尽可能避免使用点载荷。
• 在定义载荷曲线之后，使用 EDLDPLOT 命令进行图形显示以确保其精确性。
• 因为 LS-DYNA 可能会多算几个微秒，将 载荷 扩展到超过最后的求解时间（终止时间）常常是有用的。
• 对 准静态 问题，施加一个高于真实情况的速度常常是有利的。这能极大的缩减问题的求解时间。
• 不允许约束刚体上的节点 。所有的约束必须加在刚体的质心（通过 EDMP,RIGID 命令）。

5. 自适应剖分

使用 EDADAPT 对任意 PART 进行自适应网格控制，控制网格生成的频率、准则、起始和终止时间，确保得到更精确结果。每种网格都具有独自的 post1 和 post26 后处理文件。

定义自适应为 2 步 ：

• 选择一个 PART，solution:analysis>adaptive meshing>apply to part.
• 指定重划控制参数：solution:analysis options>adaptive meshing>global settings 编辑 LS-DYNA 输入文件

有几个额外的功能（材料模型：fabric,soil,geological cap 单元：air bags,seat belts,explosives 约束：rigid body local coordinate systems），无法通过 ANSYS gui 实现。此时通过修改输入文件实现这些功能。

编辑输入文件一般有 5 步 ：

• 用 EDWRITE 命令写输入文件 jobname.K 或。RST .HIS 文件。
• 退出 LSDYNA 程序。
• 编辑输入文件。K。
• 执行 LSDYNA 求解器
• 重新进行时间历程后处理

除了所有的通用 POST26 的功能，ANSYS/LSDYAN 使用 EDREAD 能够从 5 个 LS-DYNA ASCII 输出文件直接读取结果：

• GLSTAT global statistics data
• MATSUM materical data(part basis)
• SPCFORC single point constraint forces
• RCFORC resultant interface forces
• SLEOUT sliding interface energies

在执行了 EDREAD 命令后，执行 STORE（TimeHist Postproc：Store Data……）命令将 ASCII 数据读入历程变量中。一旦执行 STORE 命令，存在每个 POST26 变量中的数据的类型与个数将在 ANSYS 的输出窗口列出。

6. 求解控制

很多时候，在显式分析中要说明的求解控制参数与隐式分析中的控制参数非常相似。