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[原创] Ls-dyna只能做显式动力学分析吗?

工程客 楼主
2022-05-16 14:19 97296
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很多CAE工程师都了解Ls-dyna软件,大部分工程师都用它来做碰撞、跌落等显式动力学分析。很少人用Ls-dyna做隐式分析,这篇文章就为大家介绍Ls-dyna进行隐式分析的方法。


一、显式算法和隐式算法


Ls-dyna显式算法采用中心差分法进行时间积分,适合高频非线性动力学响应分析,理论方程:

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Ls-dyna隐式算法采用Newmark隐式时间积分,适合静力学、低频动力学及模态分析,理论方程:

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二、如何使用隐式动力学关键字


(1)激活Ls-dyna隐式求解

使用*control_implicit_general关键字进行启动,设置imflag=1即启动了隐式求解,默认imflag=0即为显式求解;imflag=2为显式求解后无缝进行隐式求解,回弹分析中使用较多。

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(2)选择什么样的单元类型

隐式分析对于单元有一定的要求,常用的单元类型如下:

a)隐式壳单元

  • S/RHughes-Liu element, Elform=6

  • Fullyintegrated shell element, Elform=16

  • Fullyintegrated linear DK quadrilateral/triangular shell, Elform=18;

b)隐式体单元

  • Fullyintegrated S/R solid, Elform=2

  • 8point enhanced strain solid element for linear statics onlyElform=18

  • 隐式平面应变单元:Plane strain (x-y plane),Elform=13;

  • 隐式轴对称单元:Axisymmetric solid (x-yplane,y-axis of symmetry)  volume weighted, Elform=15

(3) 选择什么样的材料模型

Ls-dyna中的材料模型主要应用于显式分析,部分材料支持隐式功能,下面按照不同单元类型介绍适用于隐式分析的材料编号。

a)3DSolid单元

材料编号:

1,2,3,4,5,6,7,9,12,13,18,20,24,26,30,49,57,63,91,92,103,104,106,115;

b)shell单元

材料编号:

1,2,3,4,6,9,18,20,24,36,37,49,91,92,103,104,106,116,117,118;

c)beam单元

材料编号:

1,3,4,6,9,18,20,24,100;

d)2D solid单元

材料编号:

1,2,3,4,5,6,7,9,12,13,18,20,24,26,57,63;

(4)隐式求解控制关键字

本文中→赵海鸥LS-DYNA动力分析指南主要介绍隐式求解需要设置的关键字,并讲解关键字的基本功能,其中各个参数的设置方法还需自行查找帮助文件。

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该关键字用来设置线性方程,注意的是该关键字并不是激活线性分析,该关键字的功能主要是对刚度矩阵进行转置计算。


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该关键字是用来指定是线性分析还是非线性分析,其中nlsolvr=1为线性分析,其他非线性求解方法见Ls-dyna帮助文件;

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该关键字用于控制激活自动时间步长,缺省是固定时间步长;

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在显式动力学K文件基础上完成上述关键字设置后就可进行隐式求解了,其他的设置方法与显式算法无异。


三、总结


使用Ls-dyna进行隐式求解的设置方法比较简单,但是很实用。比如Ls-dyna中的自动接触相对于Ansys和Abaqus等软件中的接触设置方法要简单的多,而且精度也能够满足工程要求。在处理大变形、接触非线性、材料非线性问题中收敛性更加好,大家在工作中可以尝试使用。

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