LS-DYNA显式时间步长与沙漏控制

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1、LS-DYNA显式时间步长与沙漏控制显式时间步长显式时间积分基于时间积分的中心差分法时刻tn的运动方程（无阻尼）Man=Pn-Fn+HnM－对角质量阵P－外部载荷＋体力F－内力（stressdivergencevector）H－沙漏阻力显式时间积分an=(Pn-Fn+Hn)/MaccelerationsattnVn+1/2=Vn-1/2+anΔtnvelocitiesattn+1/2un+1=un+Vn+1/2Δtn+1/2displacementsatun+1显式时步计算时间步长＝tssf*L/cTssf=

2、时间步长缩放因子（default=0.9）L=单元的特征长度C=材料的声速L/c表示一个弹性应力波传过这个单元的时间时步和最高的频率成反比ω＝sqrt(k/m)例如：梁单元的轴向模态k=EA/L;m=ρALω＝sqrt(EA/ρAL^2)=sqrt(E/ρ)/L=c/L材料声速高密度高刚度材料有高的声速材料声速（m/s)STEEL5240ALUMINUM5328TITANIUM5220PLEXIGLASS2598WATER1478AIR331特征长度L体单元或厚壳单元L=volume/areamaxside壳

3、单元L=area/lengthmaxedge(Default)L=area/lengthdiagonalL=area/lengthminside梁单元L=beamlength显式时间步长的计算离散的弹簧和长度无关（刚度直接给定）和节点质量和弹簧刚度有关系时步缩放因子（tssf)本质上来说，安全因子是确保计算的稳定默认是0.9（爆炸模型取0.67）如果计算不稳定或结果有疑问，可减小到0.8或更小（或者是用双精度计算）运行时间的一些说明仿真分析运行的时间决定于：问题的分析时间时步大小（材料性质，单元大小）LS-D

4、YNA使用所有单元时步的最小时步单元的数目/单元公式接触类型（通常影响不大）附加计算选项的设置（如：二阶应力更新，沙漏能的计算，沙漏控制的类型等）计算机的速度/CPU的数目CPU用时的估计估计的CPU用时可以通过发送开关命令（sw2)得到假定时间步长保持不变SOFT＝1推荐在包含软材料接触的情况下使用，如泡方等。或者用于不同网格密度间的接触缩短运行时间有些模型，运行时间短，不是问题。对于大模型或准静态模拟，运行时间是重要的。通常，可采用下面几个步骤来减少显式仿真的运行时间。当求解不正常时及早中断避免不必要的小

5、单元软化材料（不建议使用）使用单点积分单元公式（推荐的公式）删除引起时步减少的单元时间缩放（增大载荷，减少载荷作用时间）质量缩放（增加质量）有时使用隐式分析是一种高效的方法*CONTROL_TERMINATION指定时间或循环（时间步）终止当时步＝初始时间步长的某个小数时终止能量变化达到某个百分数时终止质量变化（仅用于使用质量缩放的求解）达到某个百分数时的终止*TERMINATION_BODY:基于刚体位移的终止NODE:基于节点坐标值的终止CONTACT:基于零接触力的终止终止控制单向接触类

6、型*CONTACT_...NODES_TO_SURFACEONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACEAUTOMATIC_NODES_TO_SURFACEONE_WAY_AUTOMATIC_NODES_TO_SURFACEFORMING_NODES_TO_SURFACE金属成型分析常用ERODING_NODES_TO_SURFACECONSTRAINT_NODES_TO_SURFACEONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACE类似于NODES_TO_SURFACECONTACT,除了…从面是

7、面段的集合而不是节点集借助于”INTFOR“二进制数据库文件可以显示出从面的压力分布（moreonthatlater）处理self_contact(曲面）以及part-to-part的接触仅需定义从面，无需定义主面（主面假定为和从面一样）使用two-waytreatment总是考虑壳的偏置厚度没有数据写到RCFORC输出文件中。必须设置力传感器*CONTACT_FORCE_TRANSDUCER_PENALTY来输出接触力SINGLESURFACECONTACT类型SINGLE_SURFACE（不推荐使用，“老

8、的”基于节点的搜索方式）AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE（推荐使用）AIRBAG_SINGLE_SURFACEERODING_SINGLE_SURFACEAUTOMATIC_GENERALAUTOMATIC_GENERAL_INTERIORSINGLESURFACECONTACTAUTOMATIC_SINGLE_SURFACE是碰撞模拟中应用最多的接触AUTOMATIC_GENERA