LSDYNAANSYS中文培训教程.pptx
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1、Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-1欢迎欢迎!欢迎使用欢迎使用ANSYS/LS-DYNA 显式动力学显式动力学 培训手册培训手册!这个培训课程包括将这个培训课程包括将ANSYS 前后处理器和前后处理器和LS-DYNA显式求解器有效结显式求解器有效结合起来完成高度非线性及瞬态分析的过程。合起来完成高度非线性及瞬态分析的过程。同时同时ANSYS 隐式求解器可隐式求解器可以与以与LS-D
2、YNA显式求解器一起使用来扩展应用范围。显式求解器一起使用来扩展应用范围。假设使用者已经了解假设使用者已经了解ANSYS中基本的静态非线性和动力学分析过程,如中基本的静态非线性和动力学分析过程,如金属塑性分析,接触及瞬态现象,及基本的建模和网格划分技术,如选金属塑性分析,接触及瞬态现象,及基本的建模和网格划分技术,如选择逻辑的概念。择逻辑的概念。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-2
3、培训安排培训安排第第1 1天天概述、单元、概述、单元、partpart定义定义第第2 2天天载荷边界、求解控制、后处理载荷边界、求解控制、后处理第第3 3天天材料、接触材料、接触第第4 4天天重启动、显式隐式连续求解、隐式显式连续求解重启动、显式隐式连续求解、隐式显式连续求解第第5 5天天跌落分析、总结、讨论跌落分析、总结、讨论Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-3培训目标和方式培训
4、目标和方式培训目标培训目标:判断问题属于显式求解或隐式求解的能力。判断问题属于显式求解或隐式求解的能力。熟练利用熟练利用ANSYS/LS-DYNA完成显式动力学分析的过程。完成显式动力学分析的过程。获得在显式动力分析中有效解决问题的实际经验获得在显式动力分析中有效解决问题的实际经验培训方式培训方式:培训手册培训手册和和习题集习题集是这套幻灯的拷贝文档。是这套幻灯的拷贝文档。习题集的练习用来强化每一章所学习的内容。习题集的练习用来强化每一章所学习的内容。概述概述第第1-1章章Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics wit
5、h ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-5概述概述 本章目标本章目标本章包括显式动力学和本章包括显式动力学和ANSYS/LS-DYNA 程序的背景、应用程序的背景、应用、理论以及概理论以及概述。述。主题主题:A.什么是什么是 ANSYS/LS-DYNA?B.ANSYS/LS-DYNA的应用的应用C.隐式和显式方法的比较隐式和显式方法的比较D.临界时间步临界时间步E.文件系统文件系统 F.习题习题Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics
6、 with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-6概述概述 A.什么是什么是 ANSYS/LS-DYNA?显式动力学有限元程序的基本目标显式动力学有限元程序的基本目标用来求解高度非线性瞬态动力学问题用来求解高度非线性瞬态动力学问题对大范围的接触类型有效对大范围的接触类型有效丰富先进的材料模型丰富先进的材料模型强大的大变形分析能力强大的大变形分析能力ANSYS 和和LS-DYNA 程序的无缝结合程序的无缝结合将将LS-DYNA 求解器完全集成到求解器完全集成到 ANSYS程序中程序中所有的前后处理使用所有的前
7、后处理使用ANSYS标准格式标准格式GUI 完全类似于通用完全类似于通用ANSYS程序程序支持隐式显式顺序求解能力支持隐式显式顺序求解能力Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-7概述概述 什么是什么是 ANSYS/LS-DYNA?完美的显式和隐式求解技术的结合完美的显式和隐式求解技术的结合ANSYS 前后处理前后处理:所有的显式动力学特定的命令有所有的显式动力学特定的命令有EDxx前缀
8、前缀用户化用户化ANSYS GUI能有效的执行显式问题能有效的执行显式问题支持所有的固体建模和布尔操作支持所有的固体建模和布尔操作允许直接输入允许直接输入IGES,Pro/E,ACIS,Parasolid等几何模型等几何模型支持所有的支持所有的ANSYS自由网格划分技术自由网格划分技术可以使用可以使用APDL 和优化设计和优化设计支持所有的通用后处理器特性和动画宏支持所有的通用后处理器特性和动画宏专业的时间历程后处理器专业的时间历程后处理器LS-DYNA 求解器求解器市场上最快的显式求解器市场上最快的显式求解器比其他任何显式程序具有更多的特性比其他任何显式程序具有更多的特性完全版本的完全版本的
9、 LS-DYNA(带有气囊,空气包带有气囊,空气包,安全带安全带,炸药模型等炸药模型等)完全版的完全版的LS-POST后处理器后处理器Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-8概述概述 B.ANSYS/LS-DYNA 的应用的应用 防撞性分析防撞性分析ANSYS/LS-DYNA 适合波的传播分析适合波的传播分析:整车碰撞整车碰撞 汽车部件分析汽车部件分析所有汽车工业的碰撞所有汽车工业的碰
10、撞轿车轿车卡车卡车公共汽车公共汽车火车火车轮船轮船航行器航行器Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-9制造过程的模拟制造过程的模拟 深拉深拉 液压成形液压成形 超弹成形超弹成形 轧制轧制 挤压挤压 冲压冲压 加工加工 钻钻所有的这些成形过程可以利用所有的这些成形过程可以利用LS-DYNA 程序的质量缩放和变化工程序的质量缩放和变化工具速度功能来模拟具速度功能来模拟概述概述 ANSYS/
11、LS-DYNA 的应用的应用Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-10管碰撞管碰撞(ANSYS News 3/93):带有带有50 rad/sec旋转角速度的管的碰撞旋转角速度的管的碰撞CPU 时间时间(SGI Octane R12000)Write Jobname.KJobname.RST与标准的与标准的ANSYS .RST类似的显式动力学结果文件类似的显式动力学结果文件主要用来在通
12、用后处理器主要用来在通用后处理器ANSYS postprocessor(POST1)中查看结果中查看结果包括相对少的时间步结果包括相对少的时间步结果(e.g.,10-1000)Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-21ANSYS/LS-DYNA 运行过程中产生的运行过程中产生的ANSYS文件的描述文件的描述(继续继续):Jobname.HISPOST26 中使用的显式动力学时间历程结果
13、文件中使用的显式动力学时间历程结果文件包含模型中节点或单元子集的结果包含模型中节点或单元子集的结果通常比通常比 Jobname.rst 包含更多时间步的结果信息包含更多时间步的结果信息时间历程时间历程 ASCII 输出文件输出文件包含显式分析的附加信息的特定文件包含显式分析的附加信息的特定文件用户在求解前定义要输出的文件用户在求解前定义要输出的文件(EDOUT command)ASCII 输出文件输出文件(一些通过一些通过 POST26 中中EDREAD命令可以获得的命令可以获得的)包括包括:GLSTAT:总体统计和能量总体统计和能量MATSUM:材料能量总结材料能量总结(基于基于 Part
14、ID 号号)SPCFORC:单点单点(节点节点)约束反作用力约束反作用力RCFORC:接触面反作用力接触面反作用力RBDOUT:刚体数据刚体数据NODOUT:节点数据节点数据ELOUT:单元结果单元结果etc.概述概述 文件系统文件系统Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-22概述概述 文件系统文件系统在显式求解过程中可以生成下面两个文件用于在显式求解过程中可以生成下面两个文件用于AN
15、SYS/LSDYNA附带的附带的 LS-POST后处理后处理:D3PLOT:类似于类似于 ANSYS Jobname.RST 的二进制结果文件的二进制结果文件D3THDT:类似于类似于ANSYS Jobname.HIS 的时间历程结果文件的时间历程结果文件LS-POST可以识别所有的由可以识别所有的由LS-DYNA 生成的生成的 ASCII 时间历程输出文件时间历程输出文件Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inven
16、tory#0016301-23概述概述F.习题习题1-1这个习题包括下面问题这个习题包括下面问题:练习练习1-1.方盒的跌落试验方盒的跌落试验单元单元第第1-2章章Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-25 单元单元 本章目标本章目标本章包括理解和定义本章包括理解和定义ANSYS/LS-DYNA单元单元主题主题:A.了解显式动力学单元家族了解显式动力学单元家族B.缩减积分缩减积分C.沙
17、漏沙漏D.定义定义 ANSYS/LS-DYNA 单元单元E.LINK160 -3-D Spar(Truss)F.BEAM161 -3-D BeamG.PLANE162 -2-D SolidH.SHELL163 -3-D Thin ShellExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-26 单元单元 本章目标本章目标主题主题(继续(继续):I.SOLID164 -3-D 8-node Bric
18、kJ.COMBI165 -3-D Spring or DamperK.MASS166 -3-D Mass L.LINK167 -3-D CableM.单元使用指导单元使用指导N.单元习题单元习题Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-27单元单元 A.显式动力学单元概述显式动力学单元概述ANSYS/LS-DYNA 程序可以定义程序可以定义8种不同的单元种不同的单元:LINK160:3-D
19、 显式杆单元显式杆单元(类似于类似于 LINK8)BEAM161:3-D 显式梁单元显式梁单元(类似于类似于 BEAM4)PLANE162:2-D 显式平面体单元显式平面体单元(类似于类似于 PLANE42)SHELL163:3-D 显式薄壳单元显式薄壳单元(类似于类似于 SHELL181)SOLID164:3-D 显式体单元显式体单元(类似于类似于 SOLID185)COMBI165:3-D 显式弹簧阻尼单元显式弹簧阻尼单元(类似于类似于 COMBIN14)MASS166:3-D 显式结构质量单元显式结构质量单元(类似于类似于 MASS21)LINK167:3-D 显式索单元显式索单元(类似
20、于类似于 LINK10)除除2-D PLANE162外外(平面应力,平面应变或轴对称平面应力,平面应变或轴对称),其它显式单元其它显式单元都是三维单元都是三维单元Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-28单元单元 显式动力学单元概述显式动力学单元概述显式单元族在以下方面与显式单元族在以下方面与 ANSYS 隐式单元明显不同隐式单元明显不同:每种显式单元几乎对所有的材料模型有效。在隐式每
21、种显式单元几乎对所有的材料模型有效。在隐式 ANSYS中,不同的单元类中,不同的单元类型仅仅适用于特定的材料模式,如超弹单元型仅仅适用于特定的材料模式,如超弹单元(HYPER56,58,74)和粘弹单元和粘弹单元(VISCO106,108),尽管现在新的尽管现在新的18X 隐式单元允许多种材料选项。隐式单元允许多种材料选项。大多数显式单元有许多不同的算法,如大多数显式单元有许多不同的算法,如SHELL163最多有最多有12种算法种算法。历史上,历史上,隐式单元根据不同的算法给单元以不同的名字隐式单元根据不同的算法给单元以不同的名字(如如SHELL43 和和 63),但是现在新但是现在新的的18
22、X隐式单元正向这个趋势发展。隐式单元正向这个趋势发展。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-29显式单元族在以下方面与显式单元族在以下方面与 ANSYS 隐式单元明显不同隐式单元明显不同:(续续):显式单元支持显式单元支持ANSYS/LS-DYNA所允许的所有非线性选项所允许的所有非线性选项。所有的显式动力学单元具有一次线性位移函数。目前尚没有高阶的二次位移所有的显式动力学单元具有一次
23、线性位移函数。目前尚没有高阶的二次位移函数函数。在在ANSYS/LS-DYNA中,没有带有额外形函数和中间节点的单元及中,没有带有额外形函数和中间节点的单元及P-单元。单元。每种显式单元缺省为单点积分单元。每种显式单元缺省为单点积分单元。单元单元 显式动力学单元概述显式动力学单元概述Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-30单元单元 B.缩减积分算法缩减积分算法缩减积分单元缩减积分单元
24、 是使用最少积分点的单元。一个缩减积分体单元在其中心是使用最少积分点的单元。一个缩减积分体单元在其中心有一个积分点有一个积分点,一个缩减积分壳单元有一个平面内积分点,但沿着壳的一个缩减积分壳单元有一个平面内积分点,但沿着壳的厚度可以设置多个积分点。厚度可以设置多个积分点。全积分单元全积分单元 主要用于隐式主要用于隐式ANSYS中。中。在在ANSYS/LS-DYNA中,全积分中,全积分体单元有体单元有8个积分点,全积分壳单元有个积分点,全积分壳单元有4个平面内积分点(沿着壳的厚度个平面内积分点(沿着壳的厚度有多组积分平面)。有多组积分平面)。缩减积分通过减小单元处理时间来减少缩减积分通过减小单元
25、处理时间来减少CPU时间,所以缩减积分通常是时间,所以缩减积分通常是ANSYS/LS-DYNA中缺省的形式。中缺省的形式。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7,2002Inventory#0016301-31单元单元 缩减积分算法缩减积分算法除了节省除了节省CPU 时间,单点积分单元有利于大变形分析。时间,单点积分单元有利于大变形分析。ANSYS/LS-DYNA 单元能经历比单元能经历比ANSYS 单元大得多的变形。单元大得多的
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