SHPB 数值仿真施加围压一直不满足要求

用 LS-DYNA 的前处理软件 LSPP 在 SHPB 试件上加围压先用隐式求解 得到结果很不合理,在这一步我是固定了模型全部自由度的,不然会一直提示 at least one small pivot 啥的,也不知道我约束全部自由度对不对,用的是 dynain 文件法,有没有大佬懂用 LSPP 进行隐式 - 显式求解,先用隐式施加围压得到预应力结果,然后用显式冲击的?这个问题困扰我很久了,可以有偿

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最佳答案

at least one small pivot 表示计算出现奇异矩阵,是约束设置的不合理导致的,采用 DYNAIN 文件方式的话,需要使用 *BOUNDARY_SPC_NODE 的方式来施加节点单元,限制平面运动。

施加预应力可以采用显示求解器的动力松弛方式加载,使用 *INITIAL_STRESS_SECTION 关键字,DEFINE_CURVE 定义应力加载曲线。这个可以参考螺栓的预应力施加过程,或者参照官方案例 Preload

施加预应力也可以采用隐式求解器初始化应力,隐式 - 显式序列求解可以参考 百度文库 ,主要分为八个步骤:

  • 进行隐式求解
  • 为进行显式求解改变当前的作业名
  • 将隐式单元转换为与之对应的具有适当属性的显式单元 (关键选项,实常数,材料特性等)
  • 移进行隐式分析时所加的附加约束
  • 将来自隐式分析的节点结果写到动力松弛文件(drelax 文件)中(drelax 文件中包含节点的标号、XYZ 位移、XYZ 角度和温度)
  • 使用动力松弛文件初始化用于显式分析模型的几何形状
  • 给显式分析施加另外的载荷条件
  • 进行显式求解

另外,网上截取了一段隐式 - 显式序列分析步骤,不过是基于 ANSYS/LSDYNA 的,不是在 LSPP 中操作,可以参考一下:

1. 采用 Jobname1,运行隐式分析。记住这个分析必须是线性材料小应变的。可以用于隐式 - 显式连续求解的单元类型为:

LINK8
Beam4
SHELL181
SOLID185
COMBIN14
MASS21
LINK10

2. 定义附加的节点和单元,它们是完成显式求解所必须的(例如,鸟撞模拟中的鸟,或者在坠落试验中话机撞击的刚性表面)。这些附加的节点和单元可以不是隐式分析的一部分,但是尽管如此,它们在此需要定义。这些附加的节点必须被约束(采用 D,ALL,ALL,0)。

命令:

  • N
  • E
GUI:Main Menu>Preprocessor>Create>Nodes/Elements

3. 求解并结束这个分析

命令:

  • SOLVE
  • FINISH
GUI:Main Menu>Solution>Solve

Main Menu>Finish

4. 存储隐式分析数据到 Jobname.DB 文件

命令:

  • SAVE
GUI:Utility Menu>File>Save as
注:如果在此时不存储 Jobname.DB 文件,则以后将不能存储此隐式运行的数据库。存储数据库文件以便继续显式分析运行。

5. 将作业名改为 Jobname2,以防止覆盖隐式结果文件。

命令:

  • /FILNAME,Jobname2
GUI:Utility Menu>File>Change Jobname

6. 重新进入前处理

命令:

  • /PREP7
GUI:Utility Menu>Preprocessor

7. 将隐式单元转换到对应的显式单元类型。注意,2- D 显式单元 PLANE162 不能在此种类型的顺序求解中使用。(PLANE162 在热隐式 - 显式顺序求解中可以使用;参看 15.2Thermal Implicit-to-Explicit Solution for details.)对应的隐式 - 显式单元类型对是:

隐式单元 显式单元
LINK8LINK160
Beam4Beam161
SHELL181SHELL163
SOLID185SOLID164
COMBIN14COMBIN165
MASS21MASS166
LINK10LINK167

命令:

  • ETCHG,ITE
GUI:Main Menu>Preprocessor>Element Type>Switch Elem Type

上面没有列出的隐式单元虽然也可以使用,只要它们是同样数目结点定义的,但是它们将不能在执行 ETCHG 命令时自动转换成显式单元。这些单元必须用 EMODIF 命令手工转换。高阶隐式单元虽然也可以使用,但它必须用 EMODIF 命令手工转换,并且仅能有角节点。不能删除或不选择边中间的节点,这些节点必须记入 LS-DYNA 输入文件。“drelax”文件包含这些节点的解,但是 ANSYS/LS-DYNA 显式单元在其定义中不能采用中间节点。

命令:

  • EMODIF
GUI:Main Menu>Preprocessor>Move/Modify>Modify Nodes
注:单元类型 LINK8 和 LINK10 没有第三个节点;然而,它们对应的显式单元类型 LINK160 和 LINK167 却需要第三个节点(用此定向)。如果使用单元类型 LINK8 或 LINK10,则必须首先用 ETCHG,ITE 命令转换单元类型,然后用 N 和 EMODIF 命令手工定义单元 LINK160 或 LINK167 的第三个节点。
同样,如果将单元 Beam4 转换成 Beam161,也需要手工定义 Beam161 单元的第三个节点。然而,Beam4 单元允许定义任选的第三个节点。如果对 Beam4 单元已定义了第三个节点,那么在执行 ETCHG,ITE 命令时将会自动地转换成 Beam161 单元。如果没有对 Beam4 单元定义第三个节点,则必须用 N 和 EMODIF 命令手工地对 Beam161 单元定义第三个节点。

8. 重新对显式单元定义关键选项、实常数、材料性质、边界条件和载荷值。从隐式单元转换时保留了 TYPE 号、REAL 号、MAT 号,但实际的 KEYOPT 选项和实常数值被重置为零或缺省值。

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