LS-dyna-常見(jiàn)問(wèn)題匯總2.0

LS-DYNA常見(jiàn)問(wèn)題匯總2.0資料整理：yuminhust2005職務(wù)：A2:LS-DYNA版主資料來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)和自己的總結(jié)更新時(shí)間：2008-10-12目錄TOC\o"1-1"\h\z\u1. LS-DYNA簡(jiǎn)介 12. 單位制度 53. 質(zhì)量縮放 64. 長(zhǎng)分析時(shí)間 75. 準(zhǔn)靜態(tài) 86. 計(jì)算不穩(wěn)定 97. 負(fù)體積 108. 能量平衡 119. 沙漏控制 1310. 阻尼 1411. ASCIIoutputforMPPviabinout 1512. 接觸概述 1613. ContactSoft1接觸Soft=1 1714. LS-DYNA中的接觸界面模擬 1815. LS-DYNA中夾層板(sandwich)的模擬 2516. 怎樣進(jìn)行二次開發(fā) 2617. 如何實(shí)現(xiàn)程序的連續(xù)計(jì)算 2718. 如何得知LS-DYNA為一套完整的軟件？ 2819. LS-DYNA與市面上其它的前處理軟件兼容性如何？ 2820. LS-DYNA似乎很重視「ContactAlgorithm」，這是為什幺？ 2821. 如果要利用LS-DYNA進(jìn)行MPP(平行運(yùn)算)的計(jì)算，硬件配備及操作系統(tǒng)有無(wú)特殊需求？ 2822. FEMB能夠自動(dòng)產(chǎn)生有限元素網(wǎng)格嗎？ 2823. 實(shí)際的產(chǎn)品CAD圖文件，有許多復(fù)雜的幾何造型，這些feature是否都該納入分析考量？ 2824. LS-DYNA是否只能進(jìn)行殼元素的分析？ 2925. 在LS-DYNA里該如何強(qiáng)制剛體運(yùn)動(dòng)？ 2926. 在LS-POST如何顯示應(yīng)變分布圖？ 2927. 強(qiáng)制結(jié)構(gòu)體繞著特定軸旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，為何會(huì)出現(xiàn)奇怪的變形？ 2928. LS-DYNA該如何進(jìn)行振動(dòng)模態(tài)的分析設(shè)定？ 3029. 究竟采用Implicit及Explicit的分析方式會(huì)有多大的差異性？ 3030. 要如何設(shè)定才能讓LS-DYNA自動(dòng)進(jìn)行Implicit/Explicit的切換？ 3031. LS-DYNA是唯一能夠?qū)mplicit與Explicitcode整合在一起的軟件，這對(duì)實(shí)際的分析工作有何幫助？ 3032. 請(qǐng)問(wèn)以Explicit方式進(jìn)行分析，影響運(yùn)算時(shí)間的因素有哪些？ 3033. 勢(shì)流科技您好，請(qǐng)問(wèn)彈簧/阻尼系統(tǒng)該采用什幺元素來(lái)仿真比較恰當(dāng)？ 3134. 請(qǐng)問(wèn)安裝LS-DYNA(MPP)版本時(shí)，操作系統(tǒng)需有哪些額外的設(shè)定？ 3135. 在Linux系統(tǒng)下如何指定MPP的computingnode？ 3136. 請(qǐng)問(wèn)在執(zhí)行MPP運(yùn)算時(shí)，有沒(méi)有類似PC版本Ctrl+C的功能以進(jìn)行不同的switch？ 3137. 如果我想要了解特定截面的力量分布情形，該設(shè)定哪些項(xiàng)目呢？ 3238. 請(qǐng)問(wèn)LS-DYNA在進(jìn)行Implicit分析時(shí)，有沒(méi)有什幺該注意的地方？ 3239. 請(qǐng)教一下，LS-DYNA有沒(méi)有什幺功能可以讓上/下表面的網(wǎng)格移到中性平面來(lái)？ 3240. 請(qǐng)問(wèn)我該如何在后處理程序LS-Pre/Post里頭看到殼元素的厚度？ 3241. 請(qǐng)問(wèn)在LS-Pre/Post里面該如何操作才能看到各相材料的變形及相關(guān)的力學(xué)資料？ 3242. 請(qǐng)問(wèn)LS-Pre/Post有沒(méi)有辦法改變SPH顆粒的大小？ 3343. 請(qǐng)問(wèn)LS-DYNA有沒(méi)有辦法仿真出「破裂」或「碎裂」的狀況？ 3344. 請(qǐng)問(wèn)究竟是采用Automaticcontact好還是一一指定接觸界面的方式比較好？ 3345. 在完成前處理的設(shè)定后，如何知道每一個(gè)part的重量？ 3346. 請(qǐng)問(wèn)如果我自己有寫程序產(chǎn)生出曲線資料，或是已將datapoint存成Excel檔案，能不能直接讀入FEMB？ 3347. 請(qǐng)問(wèn)貴公司所代理的LS-DYNA軟件，其采用的單位制為何？ 3348. 請(qǐng)問(wèn)在loadcurve的輸入方式除了一點(diǎn)一點(diǎn)慢慢key-in之外，有沒(méi)有其它更快的方式？ 3349. 如何處理LS-DYNA中的退化單元？ 3550. LS-DYNA中對(duì)于單元過(guò)度翹曲的情況有何處理方法 3551. 在ANSYS計(jì)算過(guò)程中結(jié)果文件大于8GB時(shí)計(jì)算自動(dòng)中斷，如何解決這個(gè)問(wèn)題？ 3552. 關(guān)于梁、殼單元應(yīng)力結(jié)果輸出的說(shuō)明 3553. LS-DYNA求解有時(shí)為什么有負(fù)的滑動(dòng)能 3654. 在DYNA中如何考慮材料失效 3655. 在LS-DYNA中能否施加跟隨力和跟隨力矩？ 3656. 如果在工程上遇到殼的厚度是坐標(biāo)位置的函數(shù)時(shí)，這樣的殼單元模型如何建立？ 3657. 不同自由度的單元在merge時(shí)，ANSYS如何處理自由度的不匹配問(wèn)題 3758. 如何方便地建立壓力容器的有限元模型? 3759. ANSYS是否具有混合分網(wǎng)的功能？ 3860. 在ANSYS中怎樣給面施加一個(gè)非零的法向位移約束? 3861. 如何得到徑向和周向的計(jì)算結(jié)果? 3862. 如何正確理解ANSYS的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系 3863. 如何考慮結(jié)構(gòu)分析中的重力 3964. 對(duì)于具有高度不規(guī)則橫截面的3D模型什么是最佳網(wǎng)格劃分方法？ 3965. 在交互方式下如何施加任意矢量方向的表面載荷? 4066. LS-DYNA96版后在爆炸及流固耦合方面的功能增強(qiáng) 4067. ANSYS坐標(biāo)系總結(jié) 4068. 顯式隱式分析轉(zhuǎn)換的注意事項(xiàng) 4169. 利用LS-DYNA進(jìn)行接觸分析應(yīng)該注意的一些問(wèn)題 4270. LS-DYNA求解中途退出的解決方案 4271. 液面晃動(dòng) 4372. 復(fù)雜幾何模型的系列網(wǎng)格劃分技術(shù) 5273. LS-DYNA典型的射流模擬過(guò)程 54 LS-DYNA簡(jiǎn)介L(zhǎng)S-DYNA是世界上最著名的通用顯式動(dòng)力分析程序，能夠模擬真實(shí)世界的各種復(fù)雜問(wèn)題，特別適合求解各種二維、三維非線性結(jié)構(gòu)的高速碰撞、爆炸和金屬成型等非線性動(dòng)力沖擊問(wèn)題，同時(shí)可以求解傳熱、流體及流固耦合問(wèn)題。在工程應(yīng)用領(lǐng)域被廣泛認(rèn)可為最佳的分析軟件包。與實(shí)驗(yàn)的無(wú)數(shù)次對(duì)比證實(shí)了其計(jì)算的可靠性。由J.O.Hallquist主持開發(fā)完成的DYNA程序系列被公認(rèn)為是顯式有限元程序的鼻祖和理論先導(dǎo)，是目前所有顯式求解程序（包括顯式板成型程序）的基礎(chǔ)代碼。1988年J.O.Hallquist創(chuàng)建LSTC公司，推出LS-DYNA程序系列，并于1997年將LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D等程序合成一個(gè)軟件包，稱為L(zhǎng)S-DYNA。PC版的前后處理采用ETA公司的FEMB，新開發(fā)的后處理為L(zhǎng)S-POST。LS-DYNA的最新版本是2001年5月推出的960版。(先前的說(shuō)法，現(xiàn)在最新為971版)LS-DYNA功能特點(diǎn)LS-DYNA程序960版是功能齊全的幾何非線性（大位移、大轉(zhuǎn)動(dòng)和大應(yīng)變）、材料非線性（140多種材料動(dòng)態(tài)模型）和接觸非線性（50多種）程序。它以Lagrange算法為主，兼有ALE和Euler算法；以顯式求解為主，兼有隱式求解功能；以結(jié)構(gòu)分析為主，兼有熱分析、流體-結(jié)構(gòu)耦合功能；以非線性動(dòng)力分析為主，兼有靜力分析功能（如動(dòng)力分析前的預(yù)應(yīng)力計(jì)算和薄板沖壓成型后的回彈計(jì)算）；軍用和民用相結(jié)合的通用結(jié)構(gòu)分析非線性有限元程序。1.分析能力：非線性動(dòng)力學(xué)分析多剛體動(dòng)力學(xué)分析準(zhǔn)靜態(tài)分析（鈑金成型等）熱分析結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流體分析：

歐拉方式

任意拉格郎日-歐拉（ALE）

流體-結(jié)構(gòu)相互作用

不可壓縮流體CFD分析有限元-多剛體動(dòng)力學(xué)耦合分析（MADYMO，CAL3D）水下沖擊

失效分析裂紋擴(kuò)展分析

實(shí)時(shí)聲場(chǎng)分析

設(shè)計(jì)優(yōu)化

隱式回彈

多物理場(chǎng)耦合分析

自適應(yīng)網(wǎng)格重劃

并行處理（SMP和MPP）2.材料模式庫(kù)(140多種)

金屬

塑料

玻璃

泡沫

編制品

橡膠（人造橡膠）

蜂窩材料

復(fù)合材料

混凝土和土壤

炸藥

推進(jìn)劑

粘性流體

用戶自定義材料

3.單元庫(kù)體單元

薄/厚殼單元

梁?jiǎn)卧?/p>

焊接單元

離散單元

束和索單元

安全帶單元

節(jié)點(diǎn)質(zhì)量單元

SPH單元

4.接觸方式(50多種)

柔體對(duì)柔體接觸

柔體對(duì)剛體接觸

剛體對(duì)剛體接觸

邊-邊接觸

侵蝕接觸

充氣模型

約束面

剛墻面

拉延筋5.汽車行業(yè)的專門功能

安全帶

滑環(huán)

預(yù)緊器

牽引器

傳感器

加速計(jì)

氣囊

混合III型假人模型6.初始條件、載荷和約束功能初始速度、初應(yīng)力、初應(yīng)變、初始動(dòng)量（模擬脈沖載荷）；

高能炸藥起爆；

節(jié)點(diǎn)載荷、壓力載荷、體力載荷、熱載荷、重力載荷；

循環(huán)約束、對(duì)稱約束（帶失效）、無(wú)反射邊界；

給定節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)（速度、加速度或位移）、節(jié)點(diǎn)約束；

鉚接、焊接（點(diǎn)焊、對(duì)焊、角焊）；

二個(gè)剛性體之間的連接－球形連接、旋轉(zhuǎn)連接、柱形連接、平面連接、萬(wàn)向連接、平移連接；

位移/轉(zhuǎn)動(dòng)之間的線性約束、殼單元邊與固體單元之間的固連；

帶失效的節(jié)點(diǎn)固連。7.自適應(yīng)網(wǎng)格剖分功能自動(dòng)剖分網(wǎng)格技術(shù)通常用于薄板沖壓變形模擬、薄壁結(jié)構(gòu)受壓屈曲、三維鍛壓?jiǎn)栴}等大變形情況，使彎曲變形嚴(yán)重的區(qū)域皺紋更加清晰準(zhǔn)確。對(duì)于三維鍛壓?jiǎn)栴}，LS-DYNA主要有兩種方法：自適應(yīng)網(wǎng)格剖分和任意拉格朗日-歐拉網(wǎng)格（ALE）網(wǎng)格進(jìn)行Rezoning），三維自適應(yīng)網(wǎng)格剖分采用的是四面體單元。8.ALE和Euler列式ALE列式和Euler列式可以克服單元嚴(yán)重畸變引起的數(shù)值計(jì)算困難，并實(shí)現(xiàn)流體-固體耦合的動(dòng)態(tài)分析。在LS-DYNA程序中ALE和Euler列式有以下功能：·多物質(zhì)的Euler單元，可達(dá)20種材料；

·若干種Smoothing算法選項(xiàng)；

·一階和二階精度的輸運(yùn)算法；

·空白材料；

·Euler邊界條件：滑動(dòng)或附著條件；

·聲學(xué)壓力算法；

·與Lagrange列式的薄殼單元、實(shí)體單元和梁?jiǎn)卧淖詣?dòng)耦合。9.SPH算法SPH（SmoothedParticleHydrodynamics）光順質(zhì)點(diǎn)流體動(dòng)力算法是一種無(wú)網(wǎng)格Lagrange算法，最早用于模擬天體物理問(wèn)題，后來(lái)發(fā)現(xiàn)解決其它物理問(wèn)題也是非常有用的工具，如連續(xù)體結(jié)構(gòu)的解體、碎裂、固體的層裂、脆性斷裂等。SPH算法可以解決許多常用算法解決不了的問(wèn)題，是一種非常簡(jiǎn)單方便的解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究方法。由于它是無(wú)網(wǎng)格的，它可以用于研究很大的不規(guī)則結(jié)構(gòu)。SPH算法適用于超高速碰撞、靶板貫穿等過(guò)程的計(jì)算模擬，下圖是泰勒桿沖擊試驗(yàn)?zāi)M。10.邊界元法LS-DYNA程序采用邊界元法BEM（BoundaryElementMethod）求解流體繞剛體或變形體的穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)流動(dòng)，該算法限于非粘性和不可壓縮的附著流動(dòng)。11.隱式求解用于非線性結(jié)構(gòu)靜動(dòng)力分析，包括結(jié)構(gòu)固有頻率和振型計(jì)算。LS-DYNA中可以交替使用隱式求解和顯式求解，進(jìn)行薄板沖壓成型的回彈計(jì)算、結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析之前施加預(yù)應(yīng)力等。12.熱分析LS-DYNA程序有二維和三維熱分析模塊，可以獨(dú)立運(yùn)算，也可以與結(jié)構(gòu)分析耦合，可進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱分析，也可進(jìn)行瞬態(tài)熱分析，用于非線性熱傳導(dǎo)、靜電場(chǎng)分析和滲流計(jì)算。熱傳導(dǎo)單元：8節(jié)點(diǎn)六面體單元（3D），4節(jié)點(diǎn)四邊形單元（2D）；材料類型：各向同性、正交異性熱傳導(dǎo)材料，可以與溫度相關(guān)，以及各向同性熱傳導(dǎo)材料的相變；邊界條件：給定熱流flux邊界，對(duì)流convection邊界，輻射radiation邊界，以及給定溫度邊界，它們可隨時(shí)間變化；給定初始溫度，可計(jì)算二個(gè)物體接觸界面的熱傳導(dǎo)和熱輻射，給定材料內(nèi)部熱生成（給定熱源）；熱分析采用隱式求解方法，過(guò)程控制有：穩(wěn)態(tài)分析還是瞬態(tài)分析；線性問(wèn)題還是非線性問(wèn)題；時(shí)間積分法：Crank-Nicholson法（a=0.5）和向后差分法（a=1）；求解器：直接法或迭代法；自動(dòng)時(shí)步長(zhǎng)控制。13.不可壓縮流場(chǎng)分析LS-DYNA不可壓縮流求解器是960版新增加的功能，用于模擬分析瞬態(tài)、不可壓、粘性流體動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。求解器中采用了超級(jí)計(jì)算機(jī)的算法結(jié)構(gòu)，在確保有限元算法優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)計(jì)算性能得到大幅度提高，從而在廣泛的流體力學(xué)領(lǐng)域具有很強(qiáng)的適用性。14.多功能控制選項(xiàng)多種控制選項(xiàng)和用戶子程序使得用戶在定義和分析問(wèn)題時(shí)有很大的靈活性。輸入文件可分成多個(gè)子文件；用戶自定義子程序；二維問(wèn)題可以人工控制交互式或自動(dòng)重分網(wǎng)格（REZONE）；重啟動(dòng)；數(shù)據(jù)庫(kù)輸出控制；交互式實(shí)時(shí)圖形顯示；開關(guān)控制-可監(jiān)視計(jì)算過(guò)程的狀態(tài)；對(duì)32位計(jì)算機(jī)可進(jìn)行雙精度分析。15.前后處理功能LS-DYNA利用ANSYS、LS-INGRID、ETA/FEMB及LS-POST強(qiáng)大的前后處理模塊，具有多種自動(dòng)網(wǎng)格劃分選擇，并可與大多數(shù)的CAD/CAE軟件集成并有接口。后處理：結(jié)果的彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、等值面、粒子流跡顯示、立體切片、透明及半透明顯示；變形顯示及各種動(dòng)畫顯示；圖形的PS、TIFF及HPGL格式輸出與轉(zhuǎn)換等。16.支持的硬件平臺(tái)LS-DYNA960版的SMP版本和MPP版本是同時(shí)發(fā)行的。MPP版本使一項(xiàng)任務(wù)可同時(shí)在多臺(tái)分布計(jì)算機(jī)上進(jìn)行計(jì)算，從而最大限度地利用已有計(jì)算設(shè)備，大幅度減少計(jì)算時(shí)間。計(jì)算效率隨計(jì)算機(jī)數(shù)目增多而顯著提高。LS-DYNA960版的SMP版本和MPP版本可以在PC機(jī)（NT、LINUX環(huán)境）、UNIX工作站、超級(jí)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。LS-DYNA應(yīng)用領(lǐng)域汽車工業(yè)：碰撞分析氣囊設(shè)計(jì)乘客被動(dòng)安全部件加工航空航天“鳥撞；葉片包容；飛機(jī)結(jié)構(gòu)沖擊動(dòng)力分析；碰撞，墜毀；沖擊爆炸及動(dòng)態(tài)載荷；火箭級(jí)間分離模擬分析；宇宙垃圾碰撞；特種復(fù)合材料設(shè)計(jì)：制造業(yè)沖壓鍛造鑄造切割,等建筑業(yè)：地震安全

混凝土結(jié)構(gòu)爆破拆除公路橋梁設(shè)計(jì)國(guó)防：內(nèi)彈道和終點(diǎn)彈道；裝甲和反裝甲系統(tǒng)；穿甲彈與破甲彈設(shè)計(jì)；戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；沖擊波傳播；侵徹與開坑；空氣，水與土壤中爆炸；核廢料容器設(shè)計(jì)，等電子領(lǐng)域：跌落分析包裝設(shè)計(jì)熱分析電子封裝石油工業(yè)

液體晃動(dòng)；完井射孔；管道設(shè)計(jì)；爆炸切割；事故模擬；海上平臺(tái)設(shè)計(jì)其它應(yīng)用玻璃成型生物醫(yī)學(xué)體育器材（高爾夫桿，高爾夫球，棒球桿，頭盔）實(shí)例圖片：/thread-826139-1-1.html單位制度相信做仿真分析的人第一個(gè)需要明確的就是一致單位系統(tǒng)(ConsistentUnits)。計(jì)算機(jī)只認(rèn)識(shí)0&1、只懂得玩數(shù)字，它才不管你用的數(shù)字的物理意義。而工程師自己負(fù)責(zé)單位制的統(tǒng)一，否則計(jì)算出來(lái)的結(jié)果沒(méi)有意義，不幸的是大多數(shù)老師在教有限元數(shù)值計(jì)算時(shí)似乎沒(méi)有提到這一點(diǎn)。見(jiàn)下面LS-DYNAFAQ中的定義：1力單位＝1質(zhì)量單位×1加速度單位1加速度單位=1長(zhǎng)度單位/1時(shí)間單位的平方下表提供了一些單位換算關(guān)系：MASSLENGTHTIMEFORCESTRESSENERGYDENSITYYOUNG’sVelocity(56.3KMPH)GRAVITYkgmsNPaJoule7.83E+032.07E+1115.659.806kgcms1.e-02N7.83E-032.07E+091.56E+039.81E+02kgcmms1.e+04N7.83E-032.07E+031.569.81E-04kgcmus1.e+10N7.83E-032.07E-031.56E-039.81E-10kgmmmsKNGPaKN-mm7.83E-062.07E+0215.659.81E-03gmcmsdynedy/cm2erg7.83E+002.07E+121.56E+039.81E+02gmcmus1.e+07NMbar1.e7Ncm7.83E+002.07E+001.56E-039.81E-10gmmms1.e-06NPa7.83E-032.07E+111.56E+049.81E+03gmmmmsNMPaN-mm7.83E-032.07E+0515.659.81E-03tonmmsNMPaN-mm7.83E-092.07E+051.56E+049.81E+03lbfs2/ininslbfpsilbf-in7.33E-043.00E+076.16E+02386slugftslbfpsflbf-ft15.24.32E+0951.3332.17kgfs2/mmmmskgfkgf/mm2kgf-mm8.02E-107.00E+021.56E+04(Japan)kgmmsmN1000Pa7.83E-062.07E+089.81E+02gmcmms100000Pa7.83E+002.07E+06\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-2.MassScaling質(zhì)量縮放\""質(zhì)量縮放質(zhì)量縮放指的是通過(guò)增加非物理的質(zhì)量到結(jié)構(gòu)上從而獲得大的顯式時(shí)間步的技術(shù)。在一個(gè)動(dòng)態(tài)分析中，任何時(shí)候增加非物理的質(zhì)量來(lái)增大時(shí)間步將會(huì)影響計(jì)算結(jié)果（因?yàn)镕=ma）。有時(shí)候這種影響不明顯，在這種情況下增加非物理的質(zhì)量是無(wú)可非議的。比如額外的質(zhì)量只增加到不是關(guān)鍵區(qū)域的很少的小單元上或者準(zhǔn)靜態(tài)的分析（速度很小，動(dòng)能相對(duì)峰值內(nèi)能非常小）?？偟膩?lái)說(shuō)，是由分析者來(lái)判斷質(zhì)量縮放的影響。你可能有必要做另一個(gè)減小或消除了質(zhì)量縮放的分析來(lái)估計(jì)質(zhì)量增加對(duì)結(jié)果的靈敏度。你可以通過(guò)人工有選擇的增加一個(gè)部件的材料密度來(lái)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量縮放。這種手動(dòng)質(zhì)量縮放的方法是獨(dú)立于通過(guò)設(shè)置*Control_timestep卡DT2MS項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)質(zhì)量縮放。當(dāng)DT2MS設(shè)置為一個(gè)負(fù)值時(shí)，質(zhì)量只是增加到時(shí)間步小于TSSFAC*|DT2MS|的單元上。通過(guò)增加這些單元的質(zhì)量，它們的時(shí)間達(dá)到TSSFAC*|DT2MS|。有無(wú)數(shù)種TSSFAC和DT2MS的組合可以得到同樣的乘積，因而有相同的時(shí)間步，但是對(duì)于每一種組合增加的質(zhì)量將是不一樣的。一般的趨勢(shì)是TSSFAC越小，增加的質(zhì)量越多。作為回報(bào)，當(dāng)TSSFAC減小時(shí)計(jì)算穩(wěn)定性增加（就像在沒(méi)有做質(zhì)量縮放的求解中一樣）。如果TSSFAC缺省的值0.9會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)定性問(wèn)題，可以試試0.8或者0.7。如果你減小TSSFAC，你可以相應(yīng)增加|DT2MS|，這樣還是可以保證時(shí)間步乘積不變。為了確定什么時(shí)候和位置質(zhì)量自動(dòng)增加了，可以輸出GLSTAT和MATSUM文件。這些文件允許你繪出完整的模型或者單獨(dú)部件所增加的質(zhì)量對(duì)時(shí)間的曲線。為了得到由殼單元組成的部件增加的質(zhì)量云圖，將*database_extent_binary卡的STSSZ項(xiàng)設(shè)置為3。這樣你可以用ls-prepost繪出每個(gè)單元的質(zhì)量增加量的云圖，具體方法是通過(guò)選擇Fcomp>Misc>timestepsize。在*control_timestep中設(shè)置DT2MS正值和負(fù)值的不同之處如下：負(fù)值：初始時(shí)間步將不會(huì)小于TSSFAC*-DT2MS。質(zhì)量只是增加到時(shí)間步小于TSSFAC*|DT2MS|的單元上。當(dāng)質(zhì)量縮放可接受時(shí)，推薦用這種方法。用這種方法時(shí)質(zhì)量增量是有限的。過(guò)多的增加質(zhì)量會(huì)導(dǎo)致計(jì)算任務(wù)終止。正值：初始時(shí)間將不會(huì)小于DT2MS。單元質(zhì)量會(huì)增加或者減小以保證每一個(gè)單元的時(shí)間步都一樣。這種方法盡管不會(huì)因?yàn)檫^(guò)多增加質(zhì)量而導(dǎo)致計(jì)算終止，但更難以作出合理的解釋。*control_timestep卡中的參數(shù)MS1ST控制是否只是在初始化時(shí)增加一次質(zhì)量（MS1ST=1）還是任何需要維持由DT2MS所指定的時(shí)間步時(shí)都增加質(zhì)量（MS1ST=0)。你可以通過(guò)在*control_termination卡片中設(shè)置參數(shù)ENDMAS來(lái)控制當(dāng)質(zhì)量增加到初始質(zhì)量一定比率時(shí)終止計(jì)算（只對(duì)自動(dòng)質(zhì)量縮放有效）可變形點(diǎn)焊梁的質(zhì)量縮放。*mat_spotweld卡的質(zhì)量縮放參數(shù)DT只影響點(diǎn)焊單元。如果*control_timestep卡中沒(méi)有指定質(zhì)量縮放(DT2MS=0)，而且時(shí)間由可變形點(diǎn)焊控制，可以用參數(shù)DT來(lái)在初始化時(shí)增加慣量到點(diǎn)焊單元上來(lái)提高時(shí)間步達(dá)到DT指定的值。當(dāng)DT不為0時(shí)，增加到可變形點(diǎn)焊梁元上的質(zhì)量會(huì)輸出到d3hsp文件里。MATSUM中動(dòng)量和動(dòng)能不受增加到可變形點(diǎn)焊上的質(zhì)量的影響。GSLTAT中DOES和總的KE受增加的質(zhì)量的影響。考慮三種調(diào)用可變形點(diǎn)焊的質(zhì)量縮放的情況：

1.當(dāng)DT2MS為負(fù)值*mat_spotweld卡DT＝0時(shí)，盡管在d3hsp文件中可變形點(diǎn)焊質(zhì)量增量百分比不真實(shí)。下面幾個(gè)值是正確的：d3hsp中”addedspotweldmass”;第一個(gè)時(shí)間步之后的”addedmass”&“percentageincrease”;glstat和matsum中的”addedmass”。2.當(dāng)DT2MS為負(fù)值且*mat_spotweld卡DT≠0時(shí)，可變形點(diǎn)焊質(zhì)量增加不會(huì)包含在d3hsp、glstat、matsum文件中的”addedmass”里。這非常容易令人誤解。用戶必須檢查d3hsp文件的”addedspotweldmass”。建議不要同時(shí)使用兩種質(zhì)量縮放標(biāo)準(zhǔn)，推薦使用第一種方法（即負(fù)的DT2MS&DT=0）。3.如果DT2MS＝0且DT≠0，初始時(shí)間步將不考慮增加點(diǎn)焊的質(zhì)量，但是之后每一個(gè)周期時(shí)間步都會(huì)增加10%，直到時(shí)間步達(dá)到正確的值（考慮點(diǎn)焊質(zhì)量增加）。glstat&matsum不包含”addedmass”的行。注意質(zhì)量增加會(huì)引起能量比率增長(zhǎng)。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-3.Longruntimes長(zhǎng)分析時(shí)間\""長(zhǎng)分析時(shí)間當(dāng)用顯式時(shí)間積分時(shí)，對(duì)于仿真非常小的部件而分析時(shí)間又要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)沒(méi)有好的方法。質(zhì)量縮放(mass-scaling)增加了需要確認(rèn)非物理質(zhì)量的增加不會(huì)顯著影響計(jì)算結(jié)果的負(fù)擔(dān)。當(dāng)使用時(shí)間縮放(time-scaling)時(shí)也有同樣的問(wèn)題。時(shí)間縮放(time-scaling)是指為了減小需要的時(shí)間步數(shù)，通過(guò)增加加載速率而縮短仿真時(shí)間。要確認(rèn)時(shí)間步不是僅由很少的小單元或者剛度大單元控制，可以通過(guò)在d3hsp文件中搜索”smallest”來(lái)顯示100個(gè)最小的時(shí)間步單元。如果只有很少的幾個(gè)單元控制時(shí)間步，可以把那些單元及鄰近區(qū)域重新remesh或者把它們變成剛體?？墒莾H運(yùn)行必要長(zhǎng)的時(shí)間是很明顯的。這意味著在一個(gè)跌落分析的情況時(shí)，給跌落物體一個(gè)初速度，把它放在離地面一個(gè)非常小的距離。沖擊之后，僅運(yùn)行足夠得到需要的結(jié)果的時(shí)間。值得注意的是對(duì)于一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間的仿真，如果時(shí)間步數(shù)超過(guò)了50萬(wàn)步，最好使用雙精度版本的LS-DYNA求解器，使截?cái)嗾`差的影響最小化。運(yùn)行雙精度版本要增加30%的時(shí)間。對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間的分析，自動(dòng)顯式/隱式轉(zhuǎn)換可能是一個(gè)選擇。使用這種方法，用戶可以指定在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)使用隱式積分。隱式積分的優(yōu)點(diǎn)是時(shí)間步不由單元尺寸控制，所以可以得到大的時(shí)間步。當(dāng)然，隱式計(jì)算也非常點(diǎn)用cpu時(shí)間。而且，目前并不是所有的LS-DYNA的功能和材料都在隱式分析中實(shí)現(xiàn)(大部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn))。下面的FEAinformationnewsletter里討論了顯式/隱式轉(zhuǎn)換(/pages/pdfnews/3feadec.pdf)。Seealso:mass_scaling,quasistatic\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-4.Quasi-static準(zhǔn)靜態(tài)\""準(zhǔn)靜態(tài)動(dòng)態(tài)松馳(Dynamicrelaxation)并不是有意為一般的準(zhǔn)靜態(tài)(quasi-static)分析設(shè)置的。它適合于當(dāng)預(yù)載只產(chǎn)生小的彈情況應(yīng)變的施加預(yù)載，或者初始化系統(tǒng)到一個(gè)預(yù)定義的幾何形狀[1]。但對(duì)其它更多情況并不適合。你可以通過(guò)做一個(gè)常規(guī)的顯示仿真來(lái)模擬準(zhǔn)靜態(tài)分析，通過(guò)按需要調(diào)用時(shí)間/質(zhì)量縮放(time-scaling,mass-scaling)來(lái)在可接受的時(shí)間內(nèi)得到結(jié)果，但這種方法是需要技巧地。你必須監(jiān)測(cè)系統(tǒng)動(dòng)能按希望的使慣性效應(yīng)最小化?；旧蟿?dòng)能相對(duì)內(nèi)能應(yīng)該保持在一個(gè)較小的值。時(shí)間縮放是指加載比在準(zhǔn)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)里更快，以減少總的仿真時(shí)間。關(guān)于質(zhì)量縮放更多內(nèi)容可以看”mass_scaling”一節(jié)?；蛘吣憧梢試L試用LS-DYNA運(yùn)行一個(gè)隱式靜力分析?？梢钥从脩羰謨?cè)里的卡片*control_implicit_…”和AppendixM。Seealso:gravity.txt,readme.preload,mass_scaling,long_run_times,implicit.general,quick_initialization.Note[1]：初始化到預(yù)定義的幾何1.從第一次分析的最終狀態(tài)輸出一個(gè)節(jié)點(diǎn)位移文件。（這一部分未按原文翻譯）注意d3plot文件里不包含節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)信息，因此轉(zhuǎn)動(dòng)輸出為0。這對(duì)初始化殼和梁?jiǎn)卧獣?huì)是個(gè)問(wèn)題。LS-Prepost有一個(gè)選項(xiàng)是輸出節(jié)點(diǎn)位移，在Output->NodalDisplacements里。但是這個(gè)輸出是i8,3e16格式的，但需要的是i8,3e15，所以要注意修改一下。如果你做了一個(gè)正常的動(dòng)態(tài)松馳分析來(lái)得到初始狀態(tài)，一個(gè)預(yù)定義位移和轉(zhuǎn)動(dòng)的drdisp.sif文件在DR階段結(jié)束時(shí)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建。2.在第二次分析時(shí)，快速的初始化到第一步輸出的預(yù)定義的幾何。你需要設(shè)置卡片*control_dynamic_relaxation里的參數(shù)IDRFLG=2，而且在命令行里指定”m=filename”(其中filename指第一步創(chuàng)建的文件)。這樣在瞬態(tài)分析之前，LS-DYNA會(huì)自動(dòng)做一個(gè)100步的預(yù)分析來(lái)使節(jié)點(diǎn)根據(jù)文件filename指定的數(shù)據(jù)移動(dòng)到指定值。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-5.Instability計(jì)算不穩(wěn)定\""計(jì)算不穩(wěn)定一些表示計(jì)算不穩(wěn)定的消息如：“out-of-rangevelocities”速度超出范圍“negativevolumeinbrickelement”體單元負(fù)體積“terminationduetomassincrease”因質(zhì)量增加而終止用來(lái)克服顯式求解中的不穩(wěn)定的方法如下：首先(也是最重要的)是使用可獲得的最新的LS-DYNA版本。最新的執(zhí)行塊可以從ftp://user@上下載(注：前提是你有訪問(wèn)權(quán)限)。聯(lián)系LSTC獲得user帳號(hào)的密碼。最新的BETA版執(zhí)行塊可以在/outgoing/ls971上找到(不需要密碼，但lstc公司對(duì)ftp訪問(wèn)有IP限制)。其次是增加d3plot的輸出頻率到可以顯示出不穩(wěn)定的出現(xiàn)過(guò)程。這可以提供導(dǎo)致不穩(wěn)定性發(fā)生的線索。其它的不些解決數(shù)值不穩(wěn)定性的技巧：*試著用雙精度LS-DYNA版本運(yùn)行一次*試著減小時(shí)間步(timestep)縮放系數(shù)(即使使用了質(zhì)量縮放mass-scaling)*單元類型和/或沙漏(hourglass)控制。對(duì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的減縮體和殼單元，試著用沙漏控制type4和沙漏系數(shù)0.05?；蛘咴囍妙愋?6的殼單元，沙漏控制type8。如果殼響應(yīng)主要是彈性，設(shè)置BWC=1和PROJ=1(僅對(duì)B-T殼)。避免使用type=2體單元。對(duì)體單元部件，在厚度方向最少用兩個(gè)體單元。*接觸。設(shè)置接觸的bucketsorts之間周期數(shù)為0，這樣會(huì)使用缺省的分類間隔。如果參與接觸的兩個(gè)部件的相對(duì)速度異常的大，可能需要減小bucketsort的間隔(比如減小到5,2甚至1)。如果仿真過(guò)程中有明顯的接觸穿透出現(xiàn)，轉(zhuǎn)換到使用*contact_automatic_surface_to_surface或者*contact_automatic_single_surface，并設(shè)置SOFT=1。確保幾何考慮了殼單元的厚度。如果殼非常薄，比如小于1mm，放大或者設(shè)置接觸厚度到一個(gè)更加合理的值。*避免冗余的接觸定義，也就是說(shuō)不要對(duì)同樣的兩個(gè)部件定義多于一個(gè)的接觸對(duì)。*查找出現(xiàn)不穩(wěn)定的部件的材料定義中的錯(cuò)誤(比如誤輸入，不一致的單位系統(tǒng)等)*關(guān)掉所有的*damping這些技巧是一些通用的方法，可能并不適合于所有的情況。

\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-6.NegativeVolume負(fù)體積\""負(fù)體積泡沫材料的負(fù)體積(或其它軟的材料)對(duì)于承受很大變形的材料，比如說(shuō)泡沫，一個(gè)單元可能變得非常扭曲以至于單元的體積計(jì)算得到一個(gè)負(fù)值。這可能發(fā)生在材料還沒(méi)有達(dá)到失效標(biāo)準(zhǔn)前。對(duì)一個(gè)拉格朗日(Lagrangian)網(wǎng)格在沒(méi)有采取網(wǎng)格光滑(meshsmoothing)或者重劃分(remeshing)時(shí)能適應(yīng)多大變形有個(gè)內(nèi)在的限制。LS-DYNA中計(jì)算得到負(fù)體積(negativevolume)會(huì)導(dǎo)致計(jì)算終止，除非在*control_timestep卡里面設(shè)置ERODE選項(xiàng)為1，而且在*control_termination里設(shè)置DTMIN項(xiàng)為任何非零的值，在這種情況下，出現(xiàn)負(fù)體積的單元會(huì)被刪掉而且計(jì)算繼續(xù)進(jìn)行(大多數(shù)情況)。有時(shí)即使ERODE和DTMIN換上面說(shuō)的設(shè)置了，負(fù)體積可能還是會(huì)導(dǎo)致因錯(cuò)誤終止。有助于克服負(fù)體積的一些方法如下：

*簡(jiǎn)單的把材料應(yīng)力－應(yīng)變曲線在大應(yīng)變時(shí)硬化。這種方法會(huì)非常有效。*有時(shí)候修改初始網(wǎng)格來(lái)適應(yīng)特定的變形場(chǎng)將阻止負(fù)體積的形成。此外，負(fù)體積通常只對(duì)非常嚴(yán)重的變形情況是個(gè)問(wèn)題，而且特別是僅發(fā)生在像泡沫這樣的軟的材料上面。*減小時(shí)間步縮放系數(shù)(timestepscalefactor)。缺省的0.9可能不足以防止數(shù)值不穩(wěn)定。*避免用全積分的體單元(單元類型2和3)，它們?cè)诎笞冃魏团で姆抡嬷型皇呛芊€(wěn)定。全積分單元在大變形的時(shí)候魯棒性不如單點(diǎn)積分單元，因?yàn)閱卧囊粋€(gè)積分點(diǎn)可能出現(xiàn)負(fù)的Jacobian而整個(gè)單元還維持正的體積。在計(jì)算中用全積分單元因計(jì)算出現(xiàn)負(fù)的Jacobian而終止會(huì)比單元積分單元來(lái)得快。*用缺省的單元方程(單點(diǎn)積分體單元)和類型4或者5的沙漏(hourglass)控制(將會(huì)剛化響應(yīng))。對(duì)泡沫材料首先的沙漏方程是：如果低速?zèng)_擊type6，系數(shù)1.0;高速?zèng)_擊type2或者3。*對(duì)泡沫用四面體(tetrahedral)單元來(lái)建模，使用類型10體單元。*增加DAMP參數(shù)(foammodel57)到最大的推薦值0.5。*對(duì)包含泡沫的接觸，用*contact選項(xiàng)卡B來(lái)關(guān)掉shootingnodelogic。*使用*contact_interior卡用partset來(lái)定義需要用contact_interior來(lái)處理的parts，在set_part卡1的第5項(xiàng)DA4來(lái)定義contact_interior類型。缺省類型是1，推薦用于單一的壓縮。在版本970里，類型1的體單元可以設(shè)置type=2，這樣可以處理壓縮和減切混合的模式。*如果用mat_126，嘗試ELFORM=0*嘗試用EFG方程(*section_solid_EFG)。因?yàn)檫@個(gè)方程非常費(fèi)時(shí)，所以只用在變形嚴(yán)重的地方，而且只用于六面體單元。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-7.Energybalance能量平衡\""能量平衡GLSTAT(參見(jiàn)*database_glstat)文件中報(bào)告的總能量是下面幾種能量的和：內(nèi)能internalenergy

動(dòng)能kineticenergy

接觸(滑移)能contact(sliding)energy

沙漏能houglassenergy

系統(tǒng)阻尼能systemdampingenergy

剛性墻能量rigidwallenergyGLSTAT中報(bào)告的彈簧阻尼能”Springanddamperenergy”是離散單元(discreteelements)、安全帶單元(seatbeltelements)內(nèi)能及和鉸鏈剛度相關(guān)的內(nèi)能(*constrained_joint_stiffness…)之和。而內(nèi)能”InternalEnergy”包含彈簧阻尼能”Springanddamperenergy”和所有其它單元的內(nèi)能。因此彈簧阻尼能”Springanddamperenergy”是內(nèi)能”Internalenergy”的子集。由SMP5434a版輸出到glstat文件中的鉸鏈內(nèi)能”jointinternalenergy”跟*constrained_joing_stiffness不相關(guān)。它似乎與*constrained_joint_revolute(_spherical,etc)的罰值剛度相關(guān)連。這是SMP5434a之前版本都存在的缺失的能量項(xiàng)，對(duì)MPP5434a也一樣。這種現(xiàn)象在用拉格朗日乘子(LagrangeMultiplier)方程時(shí)不會(huì)出現(xiàn)。與*constrained_joint_stiffness相關(guān)的能量出現(xiàn)在jntforc文件中，也包含在glstat文件中的彈簧和阻尼能和內(nèi)能中。回想彈簧阻尼能”springanddamperenergy”，不管是從鉸鏈剛度還是從離散單元而來(lái)，總是包含在內(nèi)能里面。在MATSUM文件中能量值是按一個(gè)part一個(gè)part的輸出的(參見(jiàn)*database_matsum)。沙漏能Hourglassenergy僅當(dāng)在卡片*control_energy中設(shè)置HGEN項(xiàng)為2時(shí)才計(jì)算和輸出。同樣，剛性墻能和阻尼能僅當(dāng)上面的卡片中RWEN和RYLEN分別設(shè)置為2時(shí)才會(huì)計(jì)算和輸出。剛性阻尼能集中到內(nèi)能里面。質(zhì)量阻尼能以單獨(dú)的行”systemdampingenergy”出現(xiàn)。由于殼的體積粘性(bulkviscosity)而產(chǎn)生的能量耗散(energydissipated)在版本970.4748之前是不計(jì)算的。在后續(xù)子版本中，設(shè)置TYPE=-2來(lái)在能量平衡中包含它。最理想的情況下能量平衡：總能量totalenergy＝初始總能量＋外力功externalwork換句話說(shuō)，如果能量比率energyratio(指的是glstat中的totalenergy/initialenergy，實(shí)際上是totalenergy/(initialenergy+externalwork))等于1.0。注意，質(zhì)量縮放而增加質(zhì)量可能會(huì)導(dǎo)致能量比率增加。注意在LSprepost的History>Globalenergies中不包含刪掉的單元(erodedelements)的能量貢獻(xiàn)，然而GLSTAT文件中的能量包含了它們。注意它們的貢獻(xiàn)可以通過(guò)ASCII>glstat中的”ErodedKineticEnergy”&“ErodedInternalEnergy”來(lái)繪制。侵蝕能量(Erodedenergy)是與刪掉的單元相關(guān)的內(nèi)能和刪掉的節(jié)點(diǎn)相關(guān)的動(dòng)能。典型來(lái)說(shuō)，如果沒(méi)有單元?jiǎng)h掉”energyratiow/oerodedenergy”等于1，如果有單元被刪掉則小于1。刪掉的單元與”totalenergy/initialenergy”比率沒(méi)有關(guān)系。總能量比率增加要?dú)w于其它原因，比如增加質(zhì)量。重述一下，將一個(gè)單元?jiǎng)h掉時(shí)，文件glstat中的內(nèi)能和動(dòng)能不會(huì)反映能量的丟失。取而代之的是能量的丟失記錄在glstat文件的”erodedinternalenergy”&“erodedkineticenergy”中。如果用內(nèi)能減去”erodedinternalenergy”將得到分析中還存在的單元的內(nèi)能。對(duì)動(dòng)能也一樣。matsum文件中的內(nèi)能和動(dòng)能只包含余下(noneroded)的單元的貢獻(xiàn)。注意，如果在*control_contact卡中將ENMASS設(shè)置為2，則與刪掉的單元的相關(guān)的節(jié)點(diǎn)不會(huì)刪掉，”erodedkineticenergy”是0。在LSprepost中History>Global只是動(dòng)能和內(nèi)能的簡(jiǎn)單相加，因此不包含接觸能和沙漏能等的貢獻(xiàn)。殼的負(fù)內(nèi)能：為了克服這種不真實(shí)的效應(yīng)－－關(guān)掉考慮殼的減薄(ISTUPDin*control_shell)－－調(diào)用殼的體積粘性(setTYPE=-2在*control_bulk_viscosity卡中)－－對(duì)在matsum文件中顯示為負(fù)的內(nèi)能的parts使用*damping_part_stiffness;先試著用一個(gè)小的值，比如0.01。如果在*control_energy中設(shè)置RYLEN=2，因?yàn)閯傂宰枘岫軙?huì)計(jì)算且包含在內(nèi)能中。正的接觸能：當(dāng)在接觸定義中考慮了摩擦?xí)r將得到正的接觸能。摩擦將導(dǎo)致正的接觸能。如果沒(méi)有設(shè)置接觸阻尼和接觸摩擦系數(shù)，你將會(huì)看到凈接觸能為零或者一個(gè)很小的值(凈接觸能＝從邊和主邊能量和)。所說(shuō)的小是根據(jù)判斷－在沒(méi)有接觸摩擦系數(shù)時(shí)，接觸能為峰值內(nèi)能的10%內(nèi)可以被認(rèn)為是可接受的。負(fù)的接觸能：突然增加的負(fù)接觸能可能是由于未檢測(cè)到的初始穿透造成的。在定義初始幾何時(shí)考慮殼的厚度偏置通常是最有效的減小負(fù)接觸能的步驟。查閱LS-DYNA理論手冊(cè)的23.8.3&23.8.4節(jié)可得到更多接觸能的信息。負(fù)接觸能有時(shí)候因?yàn)閜arts之間的相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生。這跟摩擦沒(méi)有關(guān)系，這里說(shuō)的負(fù)接觸能從法向接觸力和法向穿透產(chǎn)生。當(dāng)一個(gè)穿透的節(jié)點(diǎn)從它原來(lái)的主面滑動(dòng)到臨近的沒(méi)有連接的主面時(shí)，如果穿透突然檢測(cè)到，則產(chǎn)生負(fù)的接觸能。如果內(nèi)能為負(fù)接觸能的鏡像，例如glstat文件中內(nèi)能曲線梯度與負(fù)接觸能曲線梯度值相等，問(wèn)題可能是非常局部化的，對(duì)整體求解正確性沖擊較小。你可以在LS-prepost中分離出有問(wèn)題的區(qū)域，通繪制殼單元部件內(nèi)能云圖(Fcomp>Misc>Internalenergy)。實(shí)際上，顯示的是內(nèi)能密度，比如內(nèi)能/體積。內(nèi)能密度云圖中的熱點(diǎn)通常表示著負(fù)的接觸能集中于那里。如果有多于一個(gè)的接觸定義，sleout文件(*database_sleout)將報(bào)告每一個(gè)接觸對(duì)的接觸能量，因此縮小了研究負(fù)接觸能集中處的范圍?？朔?fù)接觸能的一般的建議如下：－消除初始穿透(initialpenetration)。(在message文件中查找”warning”)－檢查和排除冗余的接觸條件。不應(yīng)該在相同的兩個(gè)parts之間定義多于一個(gè)的接觸。－減小時(shí)間步縮放系數(shù)－設(shè)置接觸控制參數(shù)到缺省值，SOFT=1&IGNORE=1除外(接觸定義選項(xiàng)卡C)－對(duì)帶有尖的邊的接觸面，設(shè)置SOFT=2(僅用于segment-to-segment接觸)。而且，在版本970中推薦設(shè)置SBOPT(之前的EDGE)為4對(duì)于部件之間有相對(duì)滑移的SOFT=2的接觸。為了改進(jìn)edge-to-edgeSOFT=2接觸行為，設(shè)置DEPTH=5。請(qǐng)注意SOFT=2接觸增加了額外的計(jì)算開消，尤其是當(dāng)SBOPT或者DEPTH不是缺省值時(shí)，因此應(yīng)該僅在其它接觸選項(xiàng)(SOFT=0或者SOFT=1)不能解決問(wèn)題時(shí)。模型的細(xì)節(jié)可能會(huì)指示可用其它的一些方法。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-8.Hourglasscontrol沙漏控制\""沙漏控制沙漏(hourglass)模式是一種非物理的零能變形模式，產(chǎn)生零應(yīng)變和應(yīng)力。沙漏模式僅發(fā)生在減縮積分(單積分點(diǎn))體、殼和厚殼單元上。LS-DYNA里面有多種算法用于抑制沙漏模式。缺省的算法(type1)通常不是最有效的算法，但卻是最經(jīng)濟(jì)的。一種完全消除沙漏的方法是轉(zhuǎn)換到全積分或者選擇減縮積分(S/R)方程的單元。但這種方法是一種下策。例如，第一，類型2體單元比缺省的單點(diǎn)積分體單元計(jì)算開消大;其二，在大變形應(yīng)用時(shí)更不穩(wěn)定(更容易出現(xiàn)負(fù)體積);其三，類型2體單元當(dāng)單元形狀比較差時(shí)在一些應(yīng)用中會(huì)趨向于剪切鎖死(shear-lock)，因而表現(xiàn)得過(guò)于剛硬。三角形殼和四面體單元沒(méi)有沙漏模式，但缺點(diǎn)是在許多應(yīng)用中被認(rèn)為過(guò)于剛硬。減小沙漏的一個(gè)好的方法是細(xì)化網(wǎng)格，但這當(dāng)然并不總是現(xiàn)實(shí)的。加載方式會(huì)影響沙漏程度。施加壓力載荷優(yōu)于在單點(diǎn)上加載，因?yàn)楹笳吒菀准て鹕陈┠Ｊ健榱嗽u(píng)估沙漏能，在*control_energy卡片中設(shè)置HGEN＝2，而且用*database_glstat和*database_matsum卡分別輸出系統(tǒng)和每一個(gè)部件的沙漏能。這一點(diǎn)是要確認(rèn)非物理的沙漏能相對(duì)于每一個(gè)part的峰值內(nèi)能要小(經(jīng)驗(yàn)上來(lái)說(shuō)<10%)。對(duì)于殼單元，可以繪制出沙漏能密度云圖，但事先在*database_extent_binary卡中設(shè)置SHGE=2。然后在LS-Prepost中選擇Fcomp>Misc>hourglassenergy。對(duì)于流體部件，缺省的沙漏系數(shù)通常是不合適的(太高)。因此對(duì)于流體，沙漏系數(shù)通常要縮小一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。對(duì)流體用基于粘性的沙漏控制。缺省的沙漏方程(type1)對(duì)流體通常是可以的。對(duì)于結(jié)構(gòu)部件一般來(lái)說(shuō)基于剛性的沙漏控制(type4,5)比粘性沙漏控制更有效。通常，當(dāng)使用剛性沙漏控制時(shí)，習(xí)慣于減小沙漏系數(shù)到0.03~0.05的范圍，這樣最小化非物理的硬化響應(yīng)同時(shí)又有效抑制沙漏模式。對(duì)于高速?zèng)_擊，即使對(duì)于固體結(jié)構(gòu)部件，推薦采用基于粘性的沙漏控制(type1,2,3)。粘性沙漏控制僅僅是抑制沙漏模式的進(jìn)一步發(fā)展，剛性沙漏控制將使單元朝未變形的方向變形。類型8沙漏控制僅用于單元類型16的殼。這種沙漏類型激活了16號(hào)殼的翹曲剛度，因此單元的翹曲不會(huì)使解退化。如果使用沙漏控制8，16號(hào)殼單元可以用于解被稱為扭曲梁(TwistedBeam)問(wèn)題。對(duì)于單元類型1的體和減縮積分2D體(shelltypes13&15)類型6沙漏控制調(diào)用了一種假設(shè)應(yīng)變協(xié)同轉(zhuǎn)動(dòng)方程。使用沙漏控制類型6和系數(shù)1.0，一個(gè)彈性部件在厚度方向僅僅需要?jiǎng)澐忠粚宇愋?的體單元就可以獲得正確的彎曲剛度。在隱式計(jì)算里面，對(duì)于類型1的體單元應(yīng)該總是使用類型6的沙漏控制(實(shí)際上，在V970里面這是自動(dòng)設(shè)置的)。(Moreontype6HGcontrolfromLeeBindeman)

類型6的沙漏控制與類型4,5不在于它用了一個(gè)假設(shè)應(yīng)變場(chǎng)和材料屬性來(lái)估算出假設(shè)應(yīng)力場(chǎng)。這個(gè)應(yīng)力在單元封閉域內(nèi)進(jìn)行積分得到沙漏力，因此單元表現(xiàn)的像一個(gè)有同樣假設(shè)應(yīng)變場(chǎng)的全積分單元。這種假設(shè)應(yīng)變場(chǎng)設(shè)計(jì)成用來(lái)阻止純彎曲中不真實(shí)的剪切變形和近似不可壓材料中的體積鎖死。類型4和5的沙漏控制基于單元體積，波速和密度像在LS-DYNA理論手冊(cè)中方程3.21那樣來(lái)計(jì)算沙漏剛度。沙漏類型6主要的改進(jìn)是應(yīng)力場(chǎng)在單元域內(nèi)積分。這使得當(dāng)使用大的長(zhǎng)細(xì)比或者歪斜形狀的體單元時(shí)沙漏控制非常魯棒。類型4和5的沙漏控制對(duì)大長(zhǎng)細(xì)比和歪斜形狀單元反應(yīng)變不好，它趨向于對(duì)某些沙漏模式反應(yīng)的過(guò)于剛硬而對(duì)其它模式反應(yīng)得過(guò)弱。沙漏控制類型6另一個(gè)理論上的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)在厚度方向只有一個(gè)單元的梁可以在彈性彎曲問(wèn)題中得到準(zhǔn)確的解。要做到這一點(diǎn)，設(shè)置沙漏剛度參數(shù)為1.0。同樣，對(duì)彈性材料方形截面桿的扭曲問(wèn)題，當(dāng)沙漏系數(shù)設(shè)為1.0時(shí)可以用很少的單元來(lái)解。然而，對(duì)于非線性材料，用粗糙的網(wǎng)格得到好的結(jié)果是不可能的，因?yàn)閼?yīng)力場(chǎng)不是像沙漏類型6假設(shè)的那樣線性變化的。在梁厚度方向上如果沒(méi)有更多積分點(diǎn)的話，沒(méi)有辦法捕獲應(yīng)力場(chǎng)的非線性狀態(tài)。對(duì)于選擇沙漏控制，下面幾個(gè)問(wèn)題要考慮。對(duì)于單元有大的長(zhǎng)細(xì)比或者明顯歪斜(不管是初始還是變形過(guò)程中)，推薦采用類型6的沙漏控制。類型6的沙漏控制通常對(duì)軟的材料更好，像泡沫或蜂窩材料在計(jì)算中會(huì)有非常明顯的變形。在材料不是特別軟或者單元有合理的形狀且網(wǎng)格不是太粗糙時(shí)，類型4,5和6沙漏控制似乎都能得到同樣的結(jié)果。這種情況推薦用類型4的沙漏控制，因?yàn)樗绕渌母?。類?的沙漏控制在LS-DYNAUser’sManual中參考的Belytschko和Bindeman的論文中有更詳細(xì)的描述。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-9.Damping阻尼\""阻尼在LS-DYNA中阻尼完全是可選的，通過(guò)使用一個(gè)*DAMPING卡片來(lái)調(diào)用。應(yīng)該知道能量可以通過(guò)其它的非*DAMPING的方式耗散，比如，因?yàn)樯陈┝Ξa(chǎn)生的能量，剛性墻的力產(chǎn)生的能量，接觸摩擦力產(chǎn)生的能量，離散阻尼產(chǎn)生的內(nèi)能等。有時(shí)候，接觸力可能將噪聲引入到響應(yīng)里。在這種情況下，通過(guò)*CONTACT卡第二張卡的VDC參數(shù)來(lái)增加粘性阻尼，從而幫助減小噪聲。VDC以臨界阻尼的百分比輸入，典型的值是10到20。*DAMPING卡片概覽：

LS-DYNA中的質(zhì)量阻尼(Massdamping)包括*damping_global&*damping_part_mass，是用于抑止低頻的結(jié)構(gòu)振動(dòng)模式，但此外它有抑制剛體模式的效應(yīng)。因此對(duì)經(jīng)受明顯剛體運(yùn)動(dòng)的部件，應(yīng)該要么從質(zhì)量阻尼中排除或者在部件經(jīng)歷大的剛體運(yùn)動(dòng)期間關(guān)掉質(zhì)量阻尼;或者使用*damping_relative來(lái)替代。通過(guò)使用*damping_relative，僅僅相對(duì)指定剛體的運(yùn)動(dòng)/振動(dòng)被抑制。在質(zhì)量阻尼情況下臨界阻尼系數(shù)是4*pi/T，其中T是要抑制的模態(tài)的周期(通常是最低階(基頻)模態(tài))。周期可以通過(guò)特征值分析(eigenvalue)或者從一個(gè)無(wú)阻尼的瞬態(tài)分析結(jié)果來(lái)估計(jì)。如果選擇使用質(zhì)量阻尼，建議使用小于臨界阻尼系數(shù)的阻尼值。取10%的臨界阻尼的值，即輸入0.4*pi/T，是相當(dāng)?shù)湫偷闹?。可以選擇用同樣的阻尼系數(shù)抑制所有的部件(*damping_global)或者對(duì)每一個(gè)部件指定不同的阻尼系數(shù)(*damping_part_mass)。在任何一種情況下，阻尼系數(shù)可能會(huì)隨時(shí)間變化(在仿真中間關(guān)掉或打開阻尼時(shí)會(huì)有用)。*damping_part_stiffness是為了抑制高頻振動(dòng)和數(shù)值振蕩，通常對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)沒(méi)有明顯的影響。這種情況下阻尼系數(shù)COEF近似表示臨界阻尼的一個(gè)系數(shù)。典型的COEF值是0.1。如果使用剛性阻尼產(chǎn)生不穩(wěn)定，消除阻尼或者減小COEF的值來(lái)使回復(fù)穩(wěn)定(也許降低一個(gè)數(shù)量級(jí)或者在某些情況下更多)。質(zhì)量和剛性阻尼在隱式瞬態(tài)分析中都實(shí)現(xiàn)了。在版本970中另一個(gè)可選的阻尼是頻率不相關(guān)的阻尼選項(xiàng)，它的目標(biāo)是抑制一個(gè)范圍的頻率和一批部件(*damping_frequency_range)。Damping_frequency_range是由Arup的RichardSturt開發(fā)的，它的理論細(xì)節(jié)是私有的。它開發(fā)的意圖是幫助LS-DYNA來(lái)適當(dāng)?shù)靥幚碚駝?dòng)預(yù)測(cè)問(wèn)題中的阻尼－－包括車輛NVH時(shí)間歷程分析，某些地震問(wèn)題和土木結(jié)構(gòu)的振動(dòng)問(wèn)題。*damping_frequency_range的關(guān)鍵點(diǎn)在于：

－僅使用很小的阻尼，例如1%到2%

－處理阻尼將輕微的減小了響應(yīng)的剛度，那是因?yàn)樽枘崃Φ膽?yīng)力滯后于理論上正確的阻尼力，由于需要估計(jì)頻率內(nèi)容。

－用戶指定的頻率范圍最理想情況是不要超過(guò)最高值和最低值之間30%。在這個(gè)范圍之外同樣可以獲得阻尼，但阻尼值會(huì)減小。這種阻尼是基于節(jié)點(diǎn)速度的，所以可能會(huì)由于結(jié)構(gòu)模態(tài)或者剛體轉(zhuǎn)動(dòng)而有振蕩。在Rayleigh阻尼里，阻尼矩陣表達(dá)為質(zhì)量和剛度矩陣的線性組合

C=alpah*M+beta*K

LS-DYNA為標(biāo)準(zhǔn)的非線性分析在單元級(jí)實(shí)現(xiàn)Rayleigh阻尼。這是為了數(shù)值上的方便，因?yàn)樵陲@式方法里不需要生成剛度矩陣K。取而代之，通過(guò)簡(jiǎn)單的將應(yīng)力在單元面積上積分得到內(nèi)力。Rayleigh阻尼作為這個(gè)應(yīng)力的一個(gè)修正而實(shí)現(xiàn)。版本960中的剛性阻尼(stiffnessdamping)完全重新實(shí)現(xiàn)，即使這樣可以在960中提供COEF值，這個(gè)值與950中的BETA值是相符的，其中：COEF＝BETA*(w/2)版本950和960中的剛性阻尼不完全相同。在960中剛性阻尼方程在高頻域提供一個(gè)近似的臨界阻尼分?jǐn)?shù)。方程的詳細(xì)信息是不公開的。這個(gè)方程中的變化是因?yàn)槭褂门f版本方程時(shí)產(chǎn)生不穩(wěn)定的頻率而促使的。在版本970的3510子版本(或者更高)中，舊的950版本的剛性阻尼方程作為一個(gè)選項(xiàng)提供，通過(guò)設(shè)置COEF值為負(fù)值來(lái)調(diào)用。這個(gè)參數(shù)之后被解釋成V950用戶手冊(cè)中所指的BETA值。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-10.ASCIIoutputforMPPviabinout\""ASCIIoutputforMPPviabinout從970版本開始，有了二進(jìn)制格式格式的所謂的ASCIIoutput文件(matsum,rcforc,etc.)。－－注單機(jī)版和smp版輸出的為文本格式的ASCIIoutput文件。MPP-DYNA不是直接寫出ASCII輸出文件，而是輸出二進(jìn)制格式數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以有兩種格式：dbout(參見(jiàn)V.970用戶手冊(cè)AppendixL，P.L3)和binout。MPP缺省情況下會(huì)輸出binout格式的數(shù)據(jù)。卡片*database_matsum,*database_rcforc,etc的第二個(gè)參數(shù)控制輸出哪一種類型的數(shù)據(jù)。1=oldformat，例如，ASCII文件(SMP)或者dbout文件(MPP)2=newbinout格式(對(duì)MPP版這是缺省的)3=bothformats都輸出LS-Prepost可以直接讀取binout數(shù)據(jù)而不需要轉(zhuǎn)換，但dbout文件需要用dumpbdb來(lái)轉(zhuǎn)換成ASCII格式輸出。在LS-Prepost里，選項(xiàng)頁(yè)”2″(啟動(dòng)界面右邊的Group按鈕下面)，在CFD按鈕下面有“Binout”按鈕。點(diǎn)擊之后在左下面出現(xiàn)的子面板中點(diǎn)擊“Load”按鈕，選擇求解器輸出的binout文件。之后可以進(jìn)行相關(guān)曲線的繪制。（此處修改原文部分）作為lsda軟件包的一部分，有兩個(gè)程序可以獲得(以用戶賬號(hào)登陸lstcftpsite，在”lsda”目錄下)。一個(gè)是”l2a”，它可以用來(lái)從binout文件中提取不同的ascii文件。另一個(gè)是”ioq”，它是讓你用來(lái)直接讀取/瀏覽binout文件的小工具。通常一個(gè)”l2a”執(zhí)行塊會(huì)包含在相應(yīng)平臺(tái)的MPP執(zhí)行塊的壓縮包里，但你也可以用那個(gè)l2a來(lái)操作任何ls-dyna執(zhí)行塊(MPPorSMP)產(chǎn)生的binout文件。要從binout文件中提取ASCII輸出文件，在命令行執(zhí)行l(wèi)2a，后面包含binout文件的名字。例如：”./l2abinout.0000″Binout文件是平臺(tái)無(wú)關(guān)的，例如，你可以在與輸出binout數(shù)據(jù)的平臺(tái)同一平臺(tái)或者任何其它平臺(tái)下處理binout數(shù)據(jù)。當(dāng)MPPLS-DYNA執(zhí)行塊輸出binout數(shù)據(jù)時(shí)，將會(huì)有多于一個(gè)的文件以”binout”作為根名字。每一個(gè)這樣的文件需要被獨(dú)立的打開來(lái)得到所有需要的數(shù)據(jù)。在d3hsp文件里，你可以看到像如下的部分所示的信息告許你每一個(gè)binout文件包含哪些數(shù)據(jù)。

>Thefollowingbinaryoutputfilearebeingcreated,

>andcontaindataequivalenttotheindicatedasciioutputfiles

>binout0000:(onprocessor0)

>nodout

>matsum

>rcforc

>abstat

>rbdout

>sleout

>jntforc(type0)

>binout0001:(onprocessor1)

>jntforc

>binout0003:(onprocessor3)

>deforc對(duì)MPP可選的控制輸出格式的方法(fromJason)：

如果你在pfile中輸入如下行

pfile:

gen{dboutonly}toexecute:

mpirun-np##mpp970i=…p=pfile程序?qū)⑾裰耙粯虞敵鰀bout.*文件(沒(méi)有binout)，之后你可以用dumpbdb來(lái)提取所有的ASCII文件。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-11.ContactOverview接觸概述\""接觸概述這里提供LS-DYNA接觸的一些簡(jiǎn)要信息。討論不包含所有的接觸類型的接觸選項(xiàng)。更詳細(xì)的LS-DYNA的接觸回顧可以在上找到FEAInformationNewsletters中關(guān)于接觸模型的由四個(gè)部分組成的系列文章。這一系列文章的四部分分別在2001年的8,9,10,12月份的新聞信里。Automaticvs.Non-automatic：

對(duì)大多數(shù)顯式分析推薦用自動(dòng)接觸類型。非自動(dòng)接觸類型(接觸方向是重要的情況)有時(shí)用于金屬成型仿真，其中幾何是非常直接的且接觸面的方向在分析之間可以可靠的確定。非自動(dòng)接觸通常推薦用于隱式分析。類型：

Type13接觸(contact_automatic_single_surface)是一種單面接觸(不需要定義主面)，總是考慮殼的厚度且沒(méi)有方向性。因而參與接觸的板殼面在建模的時(shí)候需要至少保持一個(gè)小的間隙。為了避免初始穿透，間隙不能小于潛在會(huì)發(fā)生接觸的兩個(gè)殼之間厚度的平均值。體單元之間不需要有間隙。接觸類型13的接觸搜索算法比接觸類型3(contact_surface_to_surface)或者接觸類型a3(contact_automatic_surface_to_surface)更加復(fù)雜。例如，type13可以處理例如殼邊對(duì)面，梁對(duì)殼面的情況。和任何其它單面接觸類型一樣，接觸力不是直接從RCFORC文件中獲取，你必需要定義contact_force_transducer_penalty來(lái)獲取接觸力。文章”contact.13vs26″提供了關(guān)于contact_automatic_single_surface和contact_automatic_general對(duì)比的一些額外信息。(之后會(huì)貼出，敬請(qǐng)等待)Type3接觸(contact_surface_to_surface)是雙向的面對(duì)面接觸，其中殼的厚度考慮選項(xiàng)可以通過(guò)*contact或者*control_contact(*contact優(yōu)先)卡片打開或者關(guān)閉。接觸片的方向是很重要的，因?yàn)檫@種接觸類型只在一個(gè)方向來(lái)檢測(cè)潛在的接觸。在如面對(duì)面的一個(gè)雙向接觸中，先檢測(cè)從面?zhèn)鹊墓?jié)點(diǎn)對(duì)主面的穿透，然后再檢測(cè)主面?zhèn)鹊墓?jié)點(diǎn)對(duì)從面的穿透。這種方法當(dāng)用用設(shè)置SOFT=2來(lái)調(diào)用segment-based接觸時(shí)會(huì)有例外。接觸類型a3沒(méi)有方向性(從殼的中面檢測(cè)任一側(cè)的潛在接觸)而且總是考慮殼厚度，從這一點(diǎn)考慮它非常類似于type13的接觸。接觸參數(shù)的一些摘記：SOFTSOFT是*contact選項(xiàng)卡A的第一個(gè)參數(shù)。SOFT的缺省值是0。SOFT=1除了在確定接觸剛度方面之外與SOFT=0差不多是一樣的。SOFT=2與SOFT=0根本上是不一樣的，不但在確定接觸剛度方法上，而且在搜索穿透的產(chǎn)生的方法上也不一樣。SOFT=2會(huì)調(diào)用所謂的”segment-basedcontact”。對(duì)于SOFT=1&2接觸的摘記可以分別參考文章”contact.soft1″&“contact.soft2″。(稍后推出，敬請(qǐng)期待)IGNORE

在仿真分析中的任何一個(gè)時(shí)間點(diǎn)，如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)突然檢測(cè)到在面下面(比如說(shuō)，節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的非?？欤┩钢皼](méi)有檢測(cè)到)，原來(lái)的(IGNORE=0)算法僅僅是把節(jié)點(diǎn)移動(dòng)到主面上，不施加任何力(稱之為”shootingnodelogic”)。如果shootingnodelogic選項(xiàng)被關(guān)掉(SNLOG=1)，會(huì)突然出現(xiàn)一個(gè)相當(dāng)大的力，而且產(chǎn)生負(fù)的接觸能。如果IGNORE設(shè)置為1，這樣shootingnodelogic標(biāo)志SNLOG沒(méi)有作用。相當(dāng)于突然的穿透被留意到而且通過(guò)局部的調(diào)整接觸厚度來(lái)補(bǔ)償。因此在任何分析的時(shí)間點(diǎn)，如果檢測(cè)到突然的穿透，程序不會(huì)施加任何很大的力也不會(huì)移動(dòng)任何節(jié)點(diǎn)。但接觸力會(huì)阻止進(jìn)一步的穿透。\o"PermanentLinkto\"LS-DYNAFAQ中英文版-12.ContactSoft1接觸Soft=1\""ContactSoft1接觸Soft=1通過(guò)在*Contact卡的選項(xiàng)卡A中設(shè)置Soft=1所調(diào)用接觸方程與缺省的罰函數(shù)接觸方程的區(qū)別不如Soft=2接觸算法大。除了在確定接觸剛度方面不一樣外，Soft=1和Soft=0是差不多的。Soft=1方法基于考慮穩(wěn)定性的時(shí)間步來(lái)計(jì)算接觸剛度。換句話說(shuō)，你可以把soft=1的接觸看作是一組簡(jiǎn)單彈簧質(zhì)量系統(tǒng)，其中每一個(gè)都有與實(shí)際仿真分析中用到的時(shí)間步相匹配的Courant時(shí)間步。對(duì)軟材料與剛硬材料的接觸或兩個(gè)接觸面的網(wǎng)格密度不一致情況，Soft=1通常比Soft=0更有效。當(dāng)Soft=1時(shí)，采用通過(guò)soft=0&soft=1計(jì)算得到的最大的剛度值。因此如果soft=0剛度更大，減小SOFSCL將沒(méi)有效果。K=max(SLSFAC*SFS*k0,SOFSCL*k1)

其中：k是罰剛度SLSFAC是用戶在*Control_contact中輸入的選項(xiàng)SFS是用戶在*Contact卡3中輸入的選項(xiàng)SOFSCL是用戶在*Contact選項(xiàng)卡A中輸入的值k0是從材料體積模量和單元尺寸計(jì)算得到的剛度k1是從節(jié)點(diǎn)質(zhì)量和計(jì)算時(shí)間步計(jì)算得到的剛度注意：對(duì)于雙面接觸，像*contact_automatic_surface_to_surface，在上面的方程中用SFM替換SFS(在*contact卡3中輸入)LS-DYNA中的接觸界面模擬1引言接觸－碰撞問(wèn)題屬于最困難的非線性問(wèn)題之一，因?yàn)樵诮佑|－碰撞問(wèn)題中的響應(yīng)是不平滑的。當(dāng)發(fā)生碰撞時(shí)，垂直于接觸界面的速度是瞬時(shí)不連續(xù)的。對(duì)于Coulcomb摩擦模型，當(dāng)出現(xiàn)粘性滑移行為時(shí)，沿界面的切向速度也是不連續(xù)的。接觸－碰撞問(wèn)題的這些特點(diǎn)給離散方程的時(shí)間積分帶來(lái)明顯的困難。因此，方法和算法的適當(dāng)選擇對(duì)于數(shù)值分析的成功是至關(guān)重要的。雖然通用商業(yè)程序LS-DYNA提供了大量的接觸類型，可以對(duì)絕大多數(shù)接觸界面進(jìn)行合理的模擬，但用戶在具體的工程問(wèn)題中，面臨接觸類型的選擇及棘手的接觸參數(shù)控制等問(wèn)題?；谝陨?，本文對(duì)LS-DYNA中的接觸-碰撞算法作了簡(jiǎn)要的闡述，對(duì)接觸類型作了詳盡的總結(jié)歸納，并對(duì)接觸界面的模擬提出了一些建議。2基本概念基本概念：“slave”、“master”、“segment”。在絕大多數(shù)的接觸類型中，檢查slavenodes是否與mastersegment產(chǎn)生相互作用(穿透或滑動(dòng)，在TiedContacts中slave限定在主面上滑動(dòng))。因此從節(jié)點(diǎn)的連接方式（或從面的網(wǎng)格單元形式）一般并不太重要。非對(duì)稱接觸算法中主、從定義的一般原則：粗網(wǎng)格表面定義為主面，細(xì)網(wǎng)格表面為從面；主、從面相關(guān)材料剛度相差懸殊，材料剛度大的一面為主面。平直或凹面為主面，凸面為從面。有一點(diǎn)值得注意的是，如有剛體包含在接觸界面中，剛體的網(wǎng)格也必須適當(dāng)，不可過(guò)粗。3接觸算法在LS-DYNA中有三種不同的算法處理碰撞、滑動(dòng)接觸界面，即：動(dòng)態(tài)約束法（kinematicconstraintmethod）罰函數(shù)法（penaltymethod）分布參數(shù)法（distributedparametemethod）3.1KinematicConstraintMethod采用碰撞和釋放條件的節(jié)點(diǎn)約束法由Hughes等于1976年提出，同年被Hallquit首先應(yīng)用在DYNA2|D中，后來(lái)擴(kuò)展應(yīng)用到DYNA3D中。其基本原理是：在每一時(shí)間步Δt修正構(gòu)形之前，搜索所有未與主面(mastersurface)接觸的從節(jié)點(diǎn)(slavenode)，看是否在此Δt內(nèi)穿透了主面。如是，則縮小Δt，使那些穿透主面的從節(jié)點(diǎn)都不貫穿主面，而使其正好到達(dá)主面。在計(jì)算下一Δt之前，對(duì)所有已經(jīng)與主面接觸的從節(jié)點(diǎn)都施加約束條件，以保持從節(jié)點(diǎn)與主面接觸而不貫穿。此外還應(yīng)檢查那些和主面接觸的從節(jié)點(diǎn)所屬單元是否受到拉應(yīng)力作用。如受到拉應(yīng)力，則施加釋放條件，使從節(jié)點(diǎn)脫離主面。這種算法存在的主要問(wèn)題是：如果主面網(wǎng)格劃分比從面細(xì)，某些主節(jié)點(diǎn)（masternode）可以豪無(wú)約束地穿過(guò)從面(slavesurface)（這是由于約束只施加于從節(jié)點(diǎn)上），形成所謂的“紐結(jié)”(Kink)現(xiàn)象。當(dāng)接觸界面上的壓力很大時(shí)，無(wú)論單元采用單點(diǎn)還是多點(diǎn)積分，這種現(xiàn)象都很容易發(fā)生。當(dāng)然，好的網(wǎng)格劃分可能會(huì)減弱這種現(xiàn)象。但是對(duì)于很多問(wèn)題，初始構(gòu)形上好的網(wǎng)格劃分在迭代多次后可能會(huì)變得很糟糕，如爆炸氣體在結(jié)構(gòu)中的膨脹。由于節(jié)點(diǎn)約束算法較為復(fù)雜，目前在LS-DYNA程序中僅用于固連與固連一斷開類型的接觸界面（統(tǒng)稱固連界面），主要用來(lái)將結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的不協(xié)調(diào)兩部分聯(lián)結(jié)起來(lái)。3.2DistributedParameterMethod分配參數(shù)法也是發(fā)展較早的一種接觸界面算法，Wilkins在1964年將該算法成功地應(yīng)用到HEMP程序中，Burton等在1982年將其應(yīng)用于TENSOR分析程序中。與節(jié)點(diǎn)約束法相比，這種算法具有較好的網(wǎng)格穩(wěn)定性，因此被DYNA采用。目前，在LS-DYNA程序中用來(lái)處理接觸一滑動(dòng)界面的問(wèn)題。該方法的基本原理是：將每一個(gè)正在接觸的從單元(slaveelement)的一半質(zhì)量分配到被接觸的主面面積上，同時(shí)根據(jù)每個(gè)正在接觸的從單元的內(nèi)應(yīng)力確定作用在接受質(zhì)量分配的主面面積上的分布?jí)毫?。在完成質(zhì)量和壓力的分配后，修正主面的加速度。然后對(duì)從節(jié)點(diǎn)的加速度和速度施加約束，以保證從節(jié)點(diǎn)在主面上滑動(dòng)，不允許從節(jié)點(diǎn)穿透主表面，從而避免了反彈現(xiàn)象。這種算法主要用來(lái)處理接觸界面具有相對(duì)滑移而不可分開的問(wèn)題。因此，在結(jié)構(gòu)計(jì)算中，該算法并沒(méi)有太多的用處。它最典型的應(yīng)用是處理爆炸等問(wèn)題，炸藥爆炸產(chǎn)生的氣體與被接觸的結(jié)構(gòu)之間只有相對(duì)滑動(dòng)而沒(méi)有分離。3.3PenaltyMethod該算法于1981年有Huag等人，1982年8月開始用于DYNA2D中[2]?，F(xiàn)在，罰函數(shù)法已發(fā)展為一種非常用的接觸界面算法，在數(shù)值計(jì)算中被廣泛應(yīng)用。罰函數(shù)法的基本原理是：在每一個(gè)時(shí)間步首先檢查各從節(jié)點(diǎn)是否穿透主面，如沒(méi)有穿透不作任何處理。如果穿透，則在該從節(jié)點(diǎn)與被穿透主面間引入一個(gè)較大的界面接觸力，其大小與穿透深度、主面的剛度成正比。這在物理上相當(dāng)于在兩者之間放置一法向彈簧，以限制從節(jié)點(diǎn)對(duì)主面的穿透。接觸力稱為罰函數(shù)值?！皩?duì)稱罰函數(shù)法”則是同時(shí)對(duì)每個(gè)主節(jié)點(diǎn)也作類似上述處理。對(duì)稱罰函數(shù)法由于具有對(duì)稱性、動(dòng)量守恒準(zhǔn)確，不需要碰撞和釋放條件，因此很少引起Hourglass效應(yīng)，噪聲小。對(duì)稱罰函數(shù)法在每一個(gè)時(shí)間步對(duì)從節(jié)點(diǎn)和主節(jié)點(diǎn)循環(huán)處理一遍，算法相同。下面以從節(jié)點(diǎn)ns為例詳細(xì)描述該算法的基本步驟：1搜索所有從動(dòng)點(diǎn)，確定從動(dòng)點(diǎn)是否穿透主面。2如否，不作處理，搜索結(jié)束；如是，則在從節(jié)點(diǎn)與主面上的接觸點(diǎn)間附加一法向接觸力Fn。3處理摩擦力。4將接觸力Fn和摩擦力投影到總體坐標(biāo)，組集到總體載荷向量中。4接觸類型在具體介紹各種類型的接觸前，先闡述幾個(gè)基本的概念。在殼單元中，自動(dòng)接觸通過(guò)法向投影中面的1/2“ContactThickness”來(lái)確定接觸面。這就是“shellthicknessoffsets”。接觸厚度可以在接觸的定義中明確指定。如果接觸厚度沒(méi)有指定，則等于殼的厚度（在單面接觸中，為殼厚度或單元邊長(zhǎng)的最小值）。相同的，在梁的接觸中，接觸面從梁的基線偏置梁截面等效半徑距離。因此，在有限元幾何建模時(shí)，為考慮殼厚、梁截面尺寸必須在殼、梁的part間有適當(dāng)?shù)拈g隙，否則會(huì)有初始穿透現(xiàn)象發(fā)生（即發(fā)生不真實(shí)的接觸現(xiàn)象）。雖然LS-DYNA可以通過(guò)移動(dòng)穿透的從節(jié)點(diǎn)到主面上來(lái)消除初始穿透，但是并不是所有的初始穿透都能檢查出。DYNA中大多數(shù)的接觸有一個(gè)“極限穿透深度”，如侵徹超過(guò)這個(gè)深度則從節(jié)點(diǎn)被釋放，接觸力置為0。這主要用在自動(dòng)接觸中，防止過(guò)大接觸力的產(chǎn)生而引起數(shù)值不穩(wěn)定性。然而在有些情況下，因?yàn)檫@個(gè)閾值過(guò)早達(dá)到而使接觸失效（常發(fā)生在非常薄的殼單元中）。此時(shí)應(yīng)采取的措施是放大接觸厚度因子或設(shè)置接觸厚度為大于殼厚度的一個(gè)值，或者改變接觸剛度的計(jì)算方法（如改為Soft=1）。LS-DYNA中的接觸允許從節(jié)點(diǎn)與主段間壓縮載荷的傳遞。如接觸摩擦激活，也允許切向載荷的傳遞。Coulomb摩擦列式用來(lái)處理從靜到動(dòng)摩擦的轉(zhuǎn)換，這種轉(zhuǎn)換要求一個(gè)衰減系數(shù)、靜摩擦系數(shù)大于動(dòng)摩擦系數(shù)。關(guān)于接觸搜索方法，這里僅給出幾個(gè)簡(jiǎn)單的要點(diǎn)，詳細(xì)描述見(jiàn)TheoreticalManualofLS-DYNA。DYNA中有兩種搜索方法：IncrementalSearchTechnique與BucketSort。IncrementalSearchAlgorithmsGlobalBucketSort搜索方向僅在主段正方向從節(jié)點(diǎn)的穿透主面正、負(fù)方向檢查穿透搜索步驟對(duì)每一個(gè)從節(jié)點(diǎn)的：