七月 18

LS-DYNA有限元分析出现负体积的原因和解决办法

LS-DYNA出现负体积的原因

  1. 网格品质:单元长宽比较大时,一旦受力,短边容易出现负体积。
  2. 材料模型,所选材料模型不合适,受力后形成冲击,引起很大变形容易引起负体积。例如MAT_001。
  3. 模型设定:若给予很大的冲击设定,或者摩擦系数没有设定好。

LS-DYNA出现负体积的解决办法

  1. 网格品质:检查网格,找出长宽比较大的单元进行修改或者合并单元。
  2. 材料模型:修改模型参数或者更换其他材料模型。
  3. 模型设定:检查并修改*CONTACT里面的摩擦系数或者SF(Scale Factor)。另外一些较薄的零件如果没有缓冲作用,仅作粘接使用,那么可以直接删除此零件,用*TIEBREAK_CONTACT将两边所要粘接的零件tie在一起。
七月 18

LS-DYNA中的各种常用截面属性简介

LS-DYNA中常见的截面属性(SECTION)

  1. SECTION_BEAM:梁截面。ELFORM一般用ELFORM = 1。当使用MATERIAL_SPOTWELD时,应设置ELFORM = 9。SHRF:Shear Factor,剪力因子。对于长方体的梁截面推荐 SHRF = 0.8333。CST:Cross Section Type,截面形状。CST = 0,长方形;CST = 1.0,管状;CST = 2.0,用户自定义。如果关心梁内部的应力和变化,应使用实体单元代替。
  2. SECTION_SHELL:壳截面。ELFORM一般用ELFORM = 2和ELFORM = 16。其中ELFORM = 2为标准单元截面,计算速度快。ELFORM = 16为全积分壳单元截面,计算回弹或者静态问题的时候推荐使用。SHRF推荐值也为0.8333。NIP为厚度方向积分点个数,默认为2。观察上下表面推荐NIP = 5;回弹推荐ELFORM = 16,NIP = 7 ;NIP不推荐超过7。T1为壳单元厚度,一般只需要输入T1即可。
  3. SECTION_SOLID:实体单元。ELFORM = 1,标准六面体单元,只有1个积分点;ELFORM = 2,六面体单元,全积分,8个积分点,隐式静态分析很常用;ELFORM = 3,六面体 单元,全积分,结点可旋转;ELFORM = 10,四面体单元,只有1个积分点;ELFORM = 13,四面体单元,只有1个积分点,自由度较高,降低了剪力锁定(Shear Lock),更接近六面体运算的结果;ELFORM = 16,四面体单元,全积分。
  4. SECTION_DISCRETE:一维单元。一般用于弹簧或者阻尼。DRO:Displacement Rotation Option,即平移旋转选项。DRO = 0:平移弹簧;DRO = 1:旋转弹簧。
  5. SECTION_TSHELL:厚壳单元。一般用于厚度方向远小于其他方向的实体单元。设置方式类似SHELL壳单元。ELFORM一般用ELFORM = 3和ELFORM = 5。

ELFORM选择的经验总结

  1. 首先看是动态分析还是静态分析。动态显式分析一般使用一阶单元截面,静态隐式问题一般用二阶单元截面。
  2. 使用只有1个积分点的单元时,一定要注意沙漏控制,尤其是四边形单元和六面体单元。
七月 18

LS-DYNA中的各种常用材料简介

弹塑性材料

  1. MAT_001 or MAT_ELASTIC:各向同性的弹性材料。一般只需要设定密度、弹性模量和泊松比。不适合有冲击的分析。
  2. MAT_003 or MAT_PLASTIC_KINEMATIC:各向同性的弹塑性材料。除了MAT_001中定义的材料属性,还需要定义SIGY(屈服应力)和ETAN(切向弹性模量)。SIGY参考值:塑料(40-100),纸板(15-20)。ETAN若不知道,可以先给一个很小的值,例如0.1。理想状态下ETAN为0,即塑性阶段变形增加但是应力不变。
  3. MAT_018 or MAT_POWER_LAW_PLASTICITY:使用power law strain hardening模型描述的各项同性塑性材料。除了前面的材料属性,还需要定义K:strength index或者strength coefficient, 以及n:strain hardening exponent 。
  4. MAT_024 or MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY:分段线性弹塑性材料。这种材料非常常用,因为我们通过实验测得的数据往往就是这种类型。表格中可以定义8个数据点,超出的部分可以通过LCSS定义的曲线或者表格来定义。

橡胶材料

  1. MAT_007 or MAT_BLATZ-KO_RUBBER:不可压缩橡胶。泊松比固定为0.463。输入的是G剪切模量。
  2. MAT_027 or MAT_MOONEY-RIVLIN_RUBBER:两参数橡胶模型。可以通过输入实验获得的参数或者实验数据来定义材料。
  3. MAT_077 or MAT_OGDEN_RUBBER:更加复杂的橡胶模型。
  4. MAT_181 or MAT_SIMPLIFIED_RUBBER/FOAM:可以再RUBBER和FOAM之间切换。PR = 0:Rubber,默认为0.495。PR ≠ 0:Foam。

金属材料

  1. 一般金属也可以使用MAT_003或者MAT_024。
  2. 钣金件或者壳单元可以使用MAT_036或者MAT_037。其中MAT_036更加精确,也更加复杂。

刚体材料

  1. MAT_020 or MAT_RIGID:密度,弹性模量和泊松比一般也会赋予。一般赋予钢材的材料属性。另外刚体可以在材料中定义运动约束。

焊点材料

  1. MAT_100 or MAT_SPOTWELD: 需要使用对应的constraint contact:*CONTACT_SPOTWELD。需要使用对应的element formulation:*SECTION_BEAM type9。

总结

  1. 一开始可以先使用MAT_003,适合大多数材料。
  2. 接着挑出比较特别的,例如泊松比大约0.4的、Foam和Rubber的或者有实验数据的。
  3. 泊松比在0.463左右的,可以使用MAT_007。
  4. 有实验数据的,可以采用MAT_027,MAT_077,MAT_181。也可以采用MAT_024。
七月 15

LS-PrePost基本操作

本文为大家介绍LS-DYNA的专用前后处理工具LS-PrePost的基本操作。

F11:用户界面风格切换

Ctrl + 鼠标左键:旋转

Ctrl + 鼠标中间:平移

Ctrl + 鼠标右键:缩放

Shift + 鼠标左键:旋转

Shift + 鼠标中间:平移

Shift + 鼠标右键:缩放

注1:按住Ctrl和按住Shift都可以进行旋转、平移、放大缩小。这两种操作的不同之处在于:按住Ctrl进行旋转平移缩放的时候,图形会变成线框显示,便于观察内部的结构。而按住Shift进行旋转平移缩放的时候,图形显示模式不会发生改变。

注2:可以通过切换显示工具中的OFF、CTRL和SHFT(第一行第二列)选项来选择操作方式。如果选择OFF,则所有操作必须按住Ctrl或者Shift。如果选择CTRL或者SHFT选项,则相当于默认按住了对应的按钮,只需要进行鼠标操作就可以了。ctrlshiftoff切换LS-PrePost的操作方式

七月 15

LS-DYNA如何设置NCPU和MEMORY

LS-DYNA如何设置NCPU和MEMORY

当我们使用LS-DYNA进行有限元计算时,我们需要在软件界面上设定两个变量,分别是NCPU和MEMORY。很多朋友很困惑这两个数值应该怎么设置。今天安静就给大家讲一下自己的经验。如果各位有更好的意见,欢迎给安静留言。

NCPU:指的是计算用的CPU核心数。我们现在的计算机一般都是多核的,可以根据自己的内核数调整这个数值。一般核心数越多运算速度越快。

查看CPU内核数的方法请参考:https://jingyan.baidu.com/article/e9fb46e170567a7521f766a6.html

但是这里有一种比较特殊的情况,就是有些CPU是四核八线程的。这种CPU如果用我们上面介绍的方法去查询会查询出8个CPU,但是这种CPU实际上只有四个核心,只不过是通过超线程技术让每个核心可以分成两个线程了而已。对于这种CPU,安静推荐设置成NCPU=4。因为经过测试发现,对于四核八线程的CPU,如果设置NCPU数量超过4,运算数量会不同程度降低。至于自己的电脑是不是四核八线程的,可以根据自己的CPU型号百度一下就知道了。

MEMORY:设置运算可用的内存。对于这个选项,安静推荐大家就设置成default,也就是默认值。绝大多数时候这个设置是比较好用的。但是如果大家有自己的想法,想要设定这个值,那么可以直接输入数字+M,M就代表Megabyte。例如我们要设置使用1GB内存进行运算,就可以将MEMORY设置成1024M。

七月 15

如何知道自己使用的LS-DYNA是SMP还是MMP版本

我们在查看LS-DYNA的使用手册以及各种资料时,经常会看到区分SMP版本的LS-DYNA和MMP版本的LS-DYNA。那么这两种版本到底有什么区别呢?

一般来说,我们在自己电脑上安装的LS-DYNA就是SMP版本的。因为我们的电脑的构架就是所有的CUP共享所有内存的。这种构架就是我们所说的SMP。如果您还不放心,可以从LS-DYNA的软件上查看,查看的位置就在Help菜单下的About LS-DYNA。如下图所示:

Help菜单下的About LS-DYNA

与SMP相对应,MMP版本的LS-DYNA一般是指安装在大型服务器上的版本。在服务器中,每一个CPU内核都有只属于自己的内存。这也是SMP和MMP之间的本质区别。

简单来说,如果您使用的是个人电脑进行LS-DYNA的运算,那么查看资料的时候只需要查看SMP的部分就可以了。如果您是使用大型服务器进行LS-DYNA的运算,那么查看资料的时候就只需要看MMP的部分就可以了。