汽车碰撞分析LS_DYNA控制卡片设置课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,汽车碰撞分析,LS-DYNA,控制卡片的设置,作者:张远岭,2011-4-14,汽车碰撞分析LS-DYNA 作者:张远岭2011-4-14,1,碰撞分析控制卡片包括求解控制和结果输出控制，其中KEYWORD、,CONTROL_TERMINATION、 DATABASE_BINARY_D3PLOT是必不可少的。其他一些控制卡片如沙漏能控制、时间步控制、接触控制等则对计算过程进行控制，以便在发现模型中存在错误时及时的终止程序。,后面将逐一介绍碰撞分析中经常用到的控制卡片，并对每个卡片的作用进行说明。,控制卡片,碰撞分析控制卡片包括求解控制和结果输出控制，其中KEY,2,􀂃大部分的命令是由下划线分开的字符串, 如*control_hourglass,􀂃字符可以是大写或小写,􀂃在输入文件中，命令的顺序是不重要的(除了*keyword 和*define_table),􀂃关键字命令必须左对齐，以*号开始,􀂃第一列的“$”表示该行是注释行,􀂃输入的参数可以是固定格式或者用逗号分开,􀂃空格或者0 参数􀃆使用该参数的默认值,卡片相应的使用规则如下：,控制卡片使用规则,􀂃大部分的命令是由下划线分开的字符串, 如*control,3,用hypermesh在LS-DYNA模板下，选择Analysis面板点击 control cards,选择相应卡片。,直接在key文件中输入,控制卡片的建立,控制卡片可通过以下方式建立：,下面介绍在hypermesh中给出碰撞分析中经常使用的卡片的参数设置,用hypermesh在LS-DYNA模板下，选择Analys,4,1. KEYWORD,KEY文件起始关键字。该卡片可不作任何设置。,2. TITLE,输入标题名称xxx。,3. CONTROL_ACCURACY,提高计算精度的控制卡片。设置INN值为2，其余默认，不起作用。,控制卡片参数设置,1. KEYWORD2. TITLE3. CONTROL_,5,4. CONTROL_BULK_VISCOSITY,体积黏性项q，人工施加压力，用于处理应力波传播突变引起的不连续。Q1,Q2设置为默认,IBQ设为-1。,5. CONTROL_CONTACT,用于接触面的计算修改。控制摩擦惩罚系数、接触初始穿透检查、接触厚度等，设置见红框，其余默认。,控制卡片参数设置,4. CONTROL_BULK_VISCOSITY5.,6,6. CONTROL_ENERGY,用于控制沙漏能、耗散能、滑移能等的计算与否。全部设置成2，即全部参与计算。,7. CONTROL_HOURGLASS,用于沙漏的控制,通过施加附加力来阻止沙漏变形。IHQ设置为5，QH默认为0.1。,8. CONTROL_OUTPUT,用于设置输出参数。设置如下，按红色线框内设置，其余默认值。,控制卡片参数设置,6. CONTROL_ENERGY7. CONTROL_,7,8. CONTROL_PARALLEL,并行计算控制，最大可以使用4个CPU。,9. CONTROL_SHELL,壳单元控制,10. CONTROL_TERMINATION,设置如下：,控制卡片参数设置,8. CONTROL_PARALLEL9. CONTRO,8,11. CONTROL_TERMINATION,计算终止控制卡片，控制计算终止时间。,12. DATABASE_BINARY_D3DUMP,设置如下：,13. DATABASE_BINARY_D3PLOT,设置如下：,控制卡片参数设置,11. CONTROL_TERMINATION12. D,9,14. DATABASE_BINARY_D3THDT,设置如下：,15. DATABASE_BINARY_RUNRSF,设置如下：,16. DATABASE_BINARY_RUNRSF,设置如下：,控制卡片参数设置,14. DATABASE_BINARY_D3THDT15.,10,17. DATABASE_BINARY_RUNRSF,设置如下：,控制卡片参数设置,17. DATABASE_BINARY_RUNRSF控制卡,11,控制卡片参数说明,*CONTROL_TERMINATION,ENDTIM：强制终止计算时间，必选，默认0.0；,ENDCYC：终止循环。在计算终止时间之前，程序达到指定循环次数即终止计算。,DTMIN：确定最小时间步长TSMIN的因子。TSMIN=DTMIN *,DTSTART，其中DTSTART为程序自动确定的初始步长。当迭代步长小于TSMIN时，程序终止。,ENDENG：能量改变百分比，超过设定值则终止计算。默认0.0，不起作用；,ENDMAS：质量变化百分比，超过设定值则终止计算。仅用于质量缩放DT2MS被使用时。默认0.0 ，不起作用。,$ ENDTIM ENDCYC DTMIN ENDENG ENDMAS,150 0 0.0 0.0 0.0,控制卡片参数说明 *CONTROL_TERMINATION$,12,*CONTROL_TIMESTEP(时间步长控制卡片),$ DTINIT TSSFAC ISDO TSLIMT DT2MS LCTM ERODE MSIST,0.0 0.9 2 0.0 -0.001 0 1 1,$ DT2MSF DT2MSLC,计算所需时间步长时，要检查所有的单元。出于稳定性原因，用0.9（缺省）来,减小时间步：,t,= 0.9,l/c,，特征长度l，和波的传播速度c，都与单元的类型有关。,DTINIT：初始时间步长，如为0.0，由DYNA自行决定初始步长；,TSSFAC：时间步长缩放系数，用于确定新的时间步长。默认为0.9，当计算不稳定时，可以减小该值，但同时增加计算时间；,ISDO：计算4节点壳单元时间步长的（不同的值对应特征长度的不同算法，推荐使用2，因为此选项可以获得最大的时间步长，但有三角形单元存在时会导致计算不稳定）；,TSLIMT：壳单元最小时间步分配,使单元的时间步长控制在最小时间步长之上；只适用于使用*mat_plastic_kinematic,*mat_power_law_plasticity*mat_strain_rate_dependent_plasticity,*mat_piecewise_linear_plasticity等材料模型的壳单元，不建议使用该选项，因为使用DT2MS选项更好。,DT2MS：因质量缩放计算得到的时间步长。当设置为一个负值时，初始时间将不会小于TSSFAC*|DT2MS|。质量只是增加到时间步小于TSSAFC*|DT2MS|的单元上。当质量缩放可接受时，推荐用这种方法。用这种方法时质量增加是有限的，过多的增加质量会导致计算终止。当设置为正值时，初始时间步长不会小于DT2MS。单元质量会增件或者减小以保证每一个单元的时间步都一样。这种方法尽管不会因为过多增加质量而导致计算终止，但更难以作出合理的解释。默认为0.0，不进行质量缩放；,LCTM：限制最大时间步长的Load-curve,该曲线定义最大允许时间步长和时间的关系（可选择）,；,ERODE：当计算时间步长小于TSMIN（最小时间步长）时体单元和t-shell被自动删除。,控制卡片参数说明,*CONTROL_TIMESTEP(时间步长控制卡片)$,13,*CONTROL_SHELL,$ WRPANG ESORT IRNXX ISTUPD THEORY BWC MITER PROJ,20 1 -1 0 2 2 1,全局控制壳单元参数卡片,WRPANG：最大翘曲角度，默认20度；,ESORT：程序自动把退化的四边形单元处理为C0三角形单元公式；,IRNXX：单元法向更新开关，该选项只对Hughe_Liu，Belytschko-Wong-Chiang,Belytschko-Tsay等公式起作用,。（默认为-1，每次循环都重新计算单元方向）。,ISTUPD：单元厚度改变选项。该选项对所有壳单元变形有影响。,THEORY：壳单元使用的理论。（默认的是Belytschko-Tsay，面内单点积分，计算速度很快，采用Co-rotaional应力更新，单元坐标系统置于单元中心，基于平面单元假定，建议在大多数分析中使用）,BWC：针对Belytschko-Tsay单元的翘曲刚度。,MITER：平面应力塑性选项，默认为1。（运用于材料3，18，19和24）。,PROJ：在Belytschko-Tsay和Belytschko-Wong-Chiang单元中翘曲刚度投影方法。这个方法主要运用于显示分,析，如果是隐式分析，那此项无效 。,默认为0.,MS1ST：限制第一步的质量缩放，根据时间步确定质量向量一次。默认为0。,DT2MSF：决定最小时间步长的初始时间步长缩减系数，如果使用，DT2MS=-DT2MSF*,t。,DT2MSLC：在显示分析中把DT2MS指定为时间的函数，使用load-curve定义。,控制卡片参数说明,*CONTROL_SHELL$ WRPANG,14,ROTASCL：为旋转单元质量定义一个缩放系数。（不太常用）。,INTGRD：通过厚度数值积分法则的默认壳单元。当积分点为1到2个的时候使用Gauss积分，当积分点从3个到10的时候使用Lobatto积分，积分点为2个时，Lobatto法则非常不准，须用Gauss积分。,LAMSHT：薄壳理论开关 。0：不更新切应变修正；1：薄壳理论切应变修正,CSTYP6：第6种壳单元坐标系的选用。1：可变的局部坐标系（默认）；2：统一局部坐标系,（计算结果有偏差，但效率比较高）。,TSHELL：允许热传导通过有厚度的壳单元。,控制卡片,参数说明,ROTASCL：为旋转单元质量定义一个缩放系数。（不太常用）,15,*CONTROL_HOURGLASS,IHQ QH,5 0.1,沙漏控制卡片,IHQ：总体附加刚度或黏性阻尼方式选项；,QH：沙漏能系数 ,超过0.15会导致计算不稳定。,*CONTROL_BULK_VISCOSITY,Q1 Q2 TYPE,0.0 0.0 -1,体积黏度控制卡片,Q1：二次黏性系数,；,Q2：线性黏性系数,。,TYPE：体积黏性项。（当壳单元是类型2，10和16时使用-1）。,控制卡片参数说明,*CONTROL_HOURGLASSIHQ Q,16,*CONTROL_CONTACT,SLSFAC RWPNAL ISLCHK SHLTHK PENOPT THKCHG ORIEN ENMASS,0.1 1.0 2 2 1 0 1 0,USRSTR USRFRC NSBCS INTERM XPENE SSTHK ECDT TIEDPRJ,0 0 0 0 0.0 0 0 0,SFRIC DFRIC EDC INTVFC TH TH_SF TIPEN_SF,0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.9 0.0,IGNORE FRCENG,1,SLSFAC：滑动接触惩罚系数,，默认为0.1。当发现穿透量过大时，可以调整该参数；,RWPNAL： 刚体作用于固定刚性墙时，刚性墙罚函数因子系数，为0.0时，不考虑刚体与刚性墙的作用，0时，刚体作用于固定的刚性墙，建议选择1.0；,ISLCHK：接触面初始穿透检查，为0或1（默认）时，不检查。为2时，检查。,SHLTHK：在STS和NTS接触类型中，是否考虑壳单元厚度对接触过程的影响，为0时，不考虑。为1时，除刚体以外考虑。为2时，全部考虑。在单面接触、自动面接触等类型中，壳厚度的偏移总是被考虑。,PENOPT：对称刚度检查。如果两个接触物体的材料性质与单元大小的巨大差异，引起接触主面与从面之间接触应力不匹配，可能导致计算不稳定和计算结果不切实际，这时可以调整该选项克服。为0或为1时，接触主面与从节点中最小刚度值，为2时，主面刚度；为3时，从节点刚度。,THKCHG：在单面接触时考虑壳厚度的改变（默认时不考虑）。,ORIEN：在初始化时可选择性的对接触面部分自动再定位。,控制卡片参数说明,*CONTROL_CONTACT SLSFAC RWP,17,ENMASS:接触单元被腐蚀的质量处理。0-节点被移除，1-体单元节点被保留，2-体单元壳单元节点被保留。,USRSTR：每个接触面分配的存储空间，针对用户提供的接触控制子程序。,USRFRC：每个接触面分配的存储空间，针对用户提供的接触摩擦子程序。,NSBCS：接触搜寻的循环数（使用三维Bucket分类搜索），推荐使用默认项。,INTERM：间歇搜寻主面和从面接触次数。,XPENE：接触面穿透检查最大乘数，默认4.0。,SSTHK：在单面接触中是否使用真实壳单元厚度，默认0,不使用真实厚度。,ECDT：时间步长内忽略腐蚀接触。,*CONTROL_OUTPUT,$ NPOPT NEECHO NREFUP IACCOP OPIFS IPNINT IKEDIT IFLUSH,1 3 0 0 0.5 0 100,NPOPT：是否全部输出。（如果选1，那么坐标系、单元链接、刚性墙定义和初始速度将不输出）。,NEECHO：与NPOPT作用基本相同，只是可以屏蔽的输出选项不同。（如果选择3，则节点和单元都不输出到echo文件）。,NREFUP：beam单元的参考节点坐标是否更新，0不更新，1更新。,IACCOP:：从时间历程和节点速度得到平均加速度。时间历程文件“d3thdt”;速度文件“nodout”,OPIFS：输出接触文件的时间间隔。,IPNINT：输出第一次循环所有单元的初始时间步长，默认0,输出100个时间步最小的单元。,IKEDIT：在D3HSP输出间隔步的状态，如果输出glstat文件，忽略。,IFLUSH：针对I/O缓存的时间步间隔数，默认值5000，如果缓存不是空的，计算非正常终止，输出文件将不完整。,IPRTF：在RBDOUT和MATSUM中默认输出。该选项是为了降低输出文件大小，排除一些不必要的输出。,控制卡片参数说明,ENMASS:接触单元被腐蚀的质量处理。0-节点被移除，1-,18,*CONTROL_ENERGY,$ HGEN RWEN SLNTEN RYLEN,2 2 2 2,HGEN:沙漏能计算选项。（默认选项1是不考虑沙漏能。选项2是计算沙漏能，并通过GLSTAT和MATSUM两个ASCII文件输出。）,RWEN：延迟能量耗散选项。,SLNTEN：接触滑移能耗散选项。（如果有接触那么这个选项设置成2）。,RYLEN：阻尼能耗散选项。（默认选项1是不考虑阻尼能。选项2是计算阻尼能，并通过GLSTAT文件输出。）,*CONTROL_ACCURACY,$ OSU INN PIDOSU,0 2 0,OSU:显示分析中旋转机械修正项,(second order objective stress updates),INN:壳和体单元的不变节点编号,PIDOSU:Part ID更新,*CONTROL_PARALLEL,$ NCPU NUMRHS CONST ACCU,4 0 1 1,NCPU：CPU使用数量。,NUMRHS：内存数。,CONST：并行计算。（默认设置为2，更快计算。）,PARA：如果CONST=1，那么表示并行力集合。,控制卡片参数说明,*CONTROL_ENERGY 控制卡片参,19,*DATABASE_ABSTAT 输出安全带相关计算结果，如体积、压力、质量、密度等。仅在安全气囊分析时使用。,*DATABASE_AVSFLT 输出AVS数据，与*DATABASE_EXTENT_AVS配合使用。,*DATABASE_BNDOUT 输出边界力及能量。与关键字*LOAD_NODE_SET（定义载荷边界）以及关键字,*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_OPTION（定义位移边界）等配合使用。,*DATABASE_DEFGEO 输出变形几何信息。,*DATABASE_DEFORC 输出离散单元作用力信息,*DATABASE_ELOUT 输出单元计算结果，如应力应变等。必须和*DATABASE_HISTORY_OPTION配合使用，该命令定义输出单元编号。,*DATABASE_GCEOUT 输出几何接触实体作用力。可以获得接触力和力矩。,*DATABASE_GLSTAT 输出模型整体信息，如动能、势能、沙漏能、阻尼能等计算结果。,*DATABASE_H3OUT 输出假人相关计算结果。,*DATABASE_OPTION,输出文本控制卡片,DT：输出时间间隔；,BINARY：输出文本格式。1为ASCII，2为二进制，3两个都输出。,$ DT BINARY,0.1 3,控制卡片参数说明,*DATABASE_ABSTAT 输出,20,*DATABASE_JNTFORC 输出连接点信息。,*DATABASE_MATSUM 输出与材料相关的信息，如动能、内能等。,*DATABASE_MOVIE 输出MOVIE数据，与*DATABASE_EXTENT_MOVIE配合使用。,*DATABASE_MPGS 输出MPGS数据，与*DATABASE_EXTENT_MPGS配合使用。,*DATABASE_NCFORC 输出节点界面力。定义接触时，必须将关键字*CONTACT的SPR和MPR参数设置成1。该命令将所有的节点力全部输出，因此文件会较大。,*DATABASE_NODFOR 输出节点力。该命令通过定义节点组输出节点力。必须和关键字*SET_NODE_OPTION及*DATABASE_NODAL_FORCE_GROUP配合使用。该命令获得的节点力与NCFORC文件中节点力完全一致，只是该文件可以由用户自定义输出节点编号。,*DATABASE_NODOUT 输出节点变形、速度、加速度等计算结果信息，和关键字 *DATABASE_HISTORY_NODE配合使用，该命令定义输出节点编号。,*DATABASE_RBDOUT 输出刚体数据。,*DATABASE_RCFORC 输出合成界面力。该文件获得冲击力合力。,*DATABASE_RWFORC 输出刚性墙力。,*DATABASE_SBTOUT 输出安全带相关计算结果。,*DATABASE_SECFORC,输出cross类型（如焊点）的力，必须和关键字*DATABASE_CROSS_SECTION_OPTION配合使用。,控制卡片参数说明,*DATABASE_JNTFORC 输出连接,21,*DATABASE_SLEOUT 输出滑移能，和*CONTROL_ENERGY配合使用。,*DATABASE_SPCFORC 输出单点约束（SPC）的反作用力。,*DATABASE_SPHOUT 输出SPH数据。,*DATABASE_SSSTAT 输出子系统数据。与*DATABASE_EXTENT_SSSTAT配合使用。,*DATABASE_SWFORC 输出节点约束反作用力（点焊和铆钉）（合成力）,*DATABASE_TPRINT 输出热量。,*DATABASE_TRHIST 输出轨迹线，与*DATABASE_TRACER配合使用。,控制卡片参数说明,*DATABASE_SLEOUT 输出,22,*DATABASE_BINARY_OPTION 二进制文件的输出设置,DT/CYCL LCDT/NR BEAM NPLTC PSETID ISTATS TSTART LAVG,DT/CYCL：输出时间间隔/时间步长输出间隔。,LCDT/NR：dump文件之间的时间间隔/重启文件数量（默认为1）,BEAM：把弹簧阻尼单元的坐标和合力写进D3PLOT和D3PART。,NPLTC：DT=ENDTIME/NPLTC，覆盖前面指定的DT。,PSETID：SET_PART ID,只适用于D3PART。,ISTATS：设置统计量级别，只适用于D3MENA，默认为0，不收集统计量。,TSTART：设置收集统计量时间从哪里开始，只适用于D3MENA，默认为0。,LAVG：设置统计量写出时间间隔，只适用于D3MENA，默认为100。,OPTION包括（可多选）,：,D3PLOT 输出计算结果，可用LS-PREPOST读取整个模型的绘图状态,D3THDT 输出包含时间历程数据，可用LS-PREPOST读取,对大模型来说，使用d3thdt数据输出，得到有选择的节点或单元的时间历程数据,D3DUMP 输出中间计算过程数据，可用来重启动,RUNRSF 输出中间计算过程数据，可用来重启动,控制卡片参数说明,*DATABASE_BINARY_OPTION 二进制文,23,*DATABASE_EXTENT_BINARY,$ NEIPH NEIPS MAXINT STRFLG SIGFLG EPSFLG RLTFLG ENGFLG,0 0 3 0 1 1 1 1,$ CMPFLG IEVERP BEAMIP DCOMP SHGE STSSZ N3THDT,0 1 0 1 1 1 1,NEIPH：体单元额外的积分点历史变化数计入2进制数据库中。,NEIPS：壳单元额外的积分点历史变化数计入2进制数据库中。,MAXINT：壳单元积分点计入2进制数据库中。,STRFLG：设置1则在LS-PREPOST里输出应变张量。,SIGFLG：是否包含壳单元应力张量。,EPSFLG：是否包含壳单元有效塑性应变。,RLTFLG：是否包含壳单元合成应力。,ENGFLG：是否包含壳单元能量密度和厚度。,CMPFLG：输出各向同性和各向异性材料应力和应变。,IEVERP：选择1，每一个状态输出一个显示文件。,BEAMIP：输出梁单元积分点。,DCOMP：对刚性墙的数据压缩。,SHGE：输出壳单元沙漏能密度。,STSSZ：输出壳单元时间步，质量或者是增加的质量。,N3THDT：把部件能写入D3THDT数据库中。设置1的话表示不写入。,NINTSLD：体单元积分点数量计入LS-DYNA数据库中。,控制卡片参数说明,*DATABASE_EXTENT_BINARY控制卡片参数说,24,