佳构案例:LS-DYNA界说质料失效在碰撞分析中的应用
LS-DYNA作为一款良好的多物理场有限元分析软件,可以被用来办理固体力学、热力学以及流体力学等题目。这些题目既可以是单独的物理征象,也可以是也可以由几种物理征象耦合而成,比方热应力分析大概流固耦合分析。LS-DYNA中有的质料范例有失效准则的界说,如Johnson_Cook模子和Plastic_Kinematic模子。本例重要举行接纳界说质料失效举行效果对比分析。
(2)重力加载
利用该方法时,必要留意两点,一是模子中开裂粉碎的部门必须分别较密的网格,否则大量单位失效将导致盘算效果较大的偏差;二是选取得当的失效判断依据和阈值,算法可以通过界说失效应变阈值控制单位失效,阈值太小,单位过早删除,或阈值太大,单位发生了不切现实的大变形,均会导致效果产生较大的偏差。因此,盘算中应当根据盘算效果和试验效果的对照来确定阈值。
别的在动力打击盘算中,很轻易产生负体积。现就一些关于负体积的履历举行分享:
LS-DYNA出现负体积的缘故原由
- 盘算对象
钢制金属件1以2.9m/s的速率在重力方向上打击铝制外壳2。
- 本例中接纳如下设置:
单元制:mm-kN-ms-GPa - *MAT_001or MAT_ELASTIC:各向同性的弹性质料。一样平常只必要设定密度、弹性模量和泊松比。(设置钢制件质料为MAT_ELASTIC)
- *MAT_003or MAT_PLASTIC_KINEMATIC:各向同性的弹塑性质料。除了MAT_001中界说的质料属性,还必要界说SIGY(屈服应力)和ETAN(切向弹性模量)。抱负状态下ETAN为0,即塑性阶段变形增长但是应力稳定。(本案例碰撞分析思量弹塑性变形,设置钢制件质料为MAT_ELASTIC)。
- 查阅资助文档,该类质料的重要必要界说密度、杨氏模量、泊松比、屈服强度、切变模量、腐蚀单位有用塑性应变(该参数为本案例的关键参数)
- 调解腐蚀单位有用塑性应变举行对比
- *SECTION_SOLID(实体截面)
- 这个关键字下界说的是实体截面属性。假如界说sid = 1,那么对应的部件都是由八结点六面体的常应力单位构成。实体单位。ELFORM = 1,尺度六面体单位,只有1个积分点;ELFORM = 2,六面体单位,全积分,8个积分点,隐式静态分析很常用;ELFORM = 3,六面体 单位,全积分,结点可旋转;ELFORM = 10,四周体单位,只有1个积分点;ELFORM = 13,四周体单位,只有1个积分点,自由度较高,低落了剪力锁定(Shear Lock),更靠近六面体运算的效果;ELFORM = 16,四周体单位,全积分。(ELFORM选择的履历总结起首看是动态分析照旧静态分析。动态显式分析一样平常利用一阶单位截面,静态隐式题目一样平常用二阶单位截面。利用只有1个积分点的单位时,肯定要留意沙漏控制,尤其是四边形单位和六面体单位。)
- 打击速率设置:
- 重力设置:
(2)重力加载
- 碰撞打仗设置
- 界限束缚:图示处固定束缚
- 竣事时间设置:
- 效果:
- 效果分析
利用该方法时,必要留意两点,一是模子中开裂粉碎的部门必须分别较密的网格,否则大量单位失效将导致盘算效果较大的偏差;二是选取得当的失效判断依据和阈值,算法可以通过界说失效应变阈值控制单位失效,阈值太小,单位过早删除,或阈值太大,单位发生了不切现实的大变形,均会导致效果产生较大的偏差。因此,盘算中应当根据盘算效果和试验效果的对照来确定阈值。
别的在动力打击盘算中,很轻易产生负体积。现就一些关于负体积的履历举行分享:
LS-DYNA出现负体积的缘故原由
- 网格品格:单位长宽比力大时,一旦受力,短边轻易出现负体积。
- 质料模子,所选质料模子不符合,受力后形成打击,引起很大变形轻易引起负体积。比方MAT_001。
- 模子设定:若给予很大的打击设定,大概摩擦系数没有设定好。
- 网格品格:查抄网格,找出长宽比力大的单位举行修改大概归并单位。
- 质料模子:修改模子参数大概更换其他质料模子。
- 模子设定:查抄并修改*CONTACT内里的摩擦系数大概SF(Scale Factor)。别的一些较薄的零件假如没有缓冲作用,仅作粘接利用,那么可以直接删除此零件,用*TIEBREAK_CONTACT将双方所要粘接的零件tie在一起。