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作者:阿贤懂科研 发表于 2022-1-17 16:36:55
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1、如何处理LS-DYNA中的退化单元? 
在网格划分过程中,我们常遇到退化单元,如果不对它进行一定的处理,可能会对求解产生不稳定的影响。在LS-DYNA中,同一Part ID 下既有四面体,五面体和六面体,则四面体,五面体既为退化单元,节点排列分别为N1,N2,N3,N4,N4,N4,N4,N4和N1,N2,N3,N4,N5,N5,N6,N6。这样退化四面体单元中节点4有5倍于节点1-3的质量,而引起求解的困难。其实在LS-DYNA的单元公式中,类型10和15分别为四面体和五面体单元,比退化单元更稳定。所以为网格划分的方便起见,我们还是在同一Part ID下划分网格,通过*CONTROL_SOLID关键字来自动把退化单元处理成类型10和15的四面体和五面体单元。
2、 LS-DYNA中对于单元过度翘曲的情况有何处理方法有两种方法:1. 采用默认B-T算法,同时利用*control_shell控制字设置参数BWC=1,激活翘曲刚度选项;2. 采用含有翘曲刚度控制的单元算法,第10号算法。该算法是针对单元翘曲而开发的算法,处理这种情况能够很好的保证求解的精度。除了上述方法外,在计算时要注意控制沙漏,确保求解稳定。
3、在ANSYS计算过程中结果文件大于8GB时计算自动中断,如何解决这个问题?解决超大结果文件的方案:
1. 将不同时间段内的结果分别写入一序列的结果记录文件;
2. 使用/assign命令和重启动技术;
3. ANSYS采用向指定结果记录文件追加当前计算结果数据方式使用/assign指定的文件,所以要求指定的结果记录文件都是新创建的文件,否则造成结果文件记录内容重复或混乱。特别是,反复运行相同分析命令流时,在重复运行命令流文件之前一定要删除以前生成的结果文件序列。具体操作方法和过程参见下列命令流文件的演示。

4、关于梁、壳单元应力结果输出的说明问题:怎样显示梁单元径向和轴向的应力分布图(我作的梁单元结果只有变形图DOF SOLUTIN –Translation,但是没有stress等值线图,只有一种颜色)和壳单元厚度方向的应力、变形图(我们只能显示一层应力、变形,不知道是上下表层或中间层的结果)。解答:如果想显示梁单元的应力等值线图,请打开实际形状显示功能(PLotCtrl->Style->Sizeand Shape->/ESHAPE选为ON),然后即可绘制。注意梁单元(如BEAM188,BEAM189)的应力结果是在单元坐标系中显示的,即SXX为轴向正应力,SXY,SXZ为截面剪应力,没有其他应力分量。另外,缺省情况下,只输出SXX,如果想观察SXY,SXZ,请将BEAM188或189的KEYOPT(4)选为Include both(以这两个单元为例,其他单元可能不同,请看帮助文件,推荐使用BEAM188,BEAM189,这是功能最强的梁单元)。至于壳的应力显示也类似,请打开实际形状显示功能,即可如同在实体上一样显示结果,您可以很清楚地看出不同位置、高度的应力值。当然如果你只想画出顶部、中部或底部的应力图也可以,以shell63为例,首先需关闭powergraphics(Toolbar上点POWRGRPH,选择OFF),然后进入General PostProc->Option for outp->SHELL中选择位置即可。
5、LS-DYNA求解有时为什么有负的滑动能这是由于在建立模型时PART与PART之间有初始穿透,尤其是壳单元模型时很容易发生,应当避免这种情况的出现,否则容易在有初始穿透的地方产生塑性铰,原因是程序在求解的开始阶段给与穿透相应的接触力消除穿透,使材料发生局部塑性变形。解决方法见2002年11月的应用技巧。
6、在DYNA中如何考虑材料失效问题:在LS-DYNA的材料库中,能考虑失效的材料其失效模式往往比较单一,或者是应力失效,或是应变失效,如果材料本身较为复杂,在破坏过程中可能涉及多种失效模式,能否在一种材料中同时定义多种实效模式?答:可以。LS-DYNA材料库中提供了专门定义失效准则的命令,即*mat_add_erosion,利用该命令,可以同时定义压力、主应力、等效应力、主应变、临界应力以及应力脉冲六种失效准则,在加载过程中满足任何一种失效准则都会使材料发生破坏。
7、在LS-DYNA中能否施加跟随力和跟随力矩?答:能,对于一些应用,施加的载荷相对与坐标系不仅大小变化,而且方向变化,此时按照通常的施加力方向(X、Y、Z)不能满足要求,在LS-DYNA中,可以方便的施加跟随力和跟随力矩,在关键字*LOAD_NODE_OPTION中,对DOF选择4和8就可以施加跟随力和跟随力矩。
8、如果在工程上遇到壳的厚度是坐标位置的函数时,这样的壳单元模型如何建立?我们常用到等厚度的壳单元,如果在工程上遇到壳的厚度是坐标位置的函数时,这样的壳单元模型如何建立?要用到RTHICK命令。/PREP7
ET,1,63
RECT,,10,,10
ESHAPE,2
ESIZE,,20
AMESH,1
EPLO
MXNODE = NDINQR(0,14)
*DIM,THICK,,MXNODE
*DO,NODE,1,MXNODE
*IF,NSEL(NODE),EQ,1,THEN
THICK(node) = 0.5 + 0.2*NX(NODE) + 0.02*NY(NODE)**2
*ENDIF
*ENDDO
NODE =
MXNODE =
RTHICK,THICK(1),1,2,3,4
/ESHAPE,1.0
/USER,1
/DIST,1,7
/VIEW,1,-0.75,-0.28,0.6
/ANG,1,-1
/FOC,1,5.3,5.3,0.27
EPLO

9、不同自由度的单元在merge时,ANSYS如何处理自由度的不匹配问题ANSYS可以将在给定容差(tolerance)内的节点通过merge可以合并到一起,它可以是不同的单元类型和不同的自由度(如:壳或梁(6自由度)与块单元(3自由度),ANSYS在处理共节点的自由度关系使,类似于藕合自由度(Couple DOFs)而非约束方程,即只把相同的自由度联系起来,这样就可以方便的处理如柱销、铰链之类的约束问题。
10、如何方便地建立压力容器的有限元模型?在建立压力容器模型时,充分考虑模型的对称性,灵活利用ANSYS软件的工作平面和坐标系,利用合理的分网工具,可以得到漂亮的有限元模型,如下面的命令流所示:/prep7et,1,45mp,ex,1,2e11mp,nuxy,1,0.3!cylind,0.89,0.8,0,-1.7125,90,270,wpoff,0,0,-1.7125wprot,0,90,cylind,0.47/2,0.37/2,-1.5,0,90,180,vovlap,allvsel,s,loc,x,-0.11,0vdel,all,,,1vsel,s,loc,y,0.3,0.5vdel,all,,,1vsel,s,loc,y,-0.3,0.3vsbw,allafillt,21,11,0.1al,33,50,5al,37,53,7alls,allva,15,13,25,24,11kgen,2,35, , , ,-0.2,, ,0lstr,35,15adrag,54,,,,,,21vsba,2,16lsel,s,loc,y,1.5lsel,u,length,,0,0.06lesize,all,,,16,alls,allvsel,s,loc,y,0.9,1.5vsweep,allvsel,s,loc,y,0.89,0.99vsweep,allvsel,s,loc,y,0.8,0.89vsweep,allasel,s,loc,z,asel,r,loc,y,0,1asel,a,loc,y,0accat,allalls,allvsel,s,loc,y,0,0.6vmesh,allvsel,s,loc,y,0,-0.6vmesh,allalls,all!WPCSYS,-1,0wpoff,0,0,-1.7125CSWPLA,11,0,1,1,VSYMM,z,all,nummrg,allnumcmp,allwpoff,0,0,-1.7125CSWPLA,12,0,1,1,VSYMM,z,all,nummrg,allnumcmp,all!wpoff,0,0,-3.425wprot,0,-90sphere,0.89,0.8,90,180,csys,0vsel,s,loc,z,-8.0,-6.85vsbw,allalls,allnummrg,allnumcmp,allvsel,s,loc,z,-8.0,-6.85vsweep,all
11、ANSYS是否具有混合分网的功能?ANSYS具有混合网格剖分的功能。例如两个粘在一起的面,可以对一个面进行三角形划分,再对另一个面进行四边形划分。过程见下列命令:/prep7
et,1,42
rect,,1,,1
rect,1,2,,1
aglue,all
mshape,0,2d
amesh,1
mshape,1,2d
amesh,3

12、在ANSYS中怎样给面施加一个非零的法向位移约束?给面施加非零的法向位移约束的过程如下:1) 在面上施加一个对称约束条件 (DA,2,SYMM)2) 将实体模型上的载荷传递到有限元模型(SBCTRAN)3) 选择需要施加约束条件的面(ASEL,S,,,2)4) 选择附在面上的节点 (NSLA,S,1)5) 创建节点组元 (CM,AREA2_N,NODE)6) 删除面上的对称约束条件(DADELE,2,SYMM)7) 删除节点上的零位移约束(DDELE,AREA2_N,UY)8) 在节点组元上施加一个非零的法向位移约束(D,AREA2_N,UY,.05)9) 图示节点验证约束是否正确 (NPLOT)
13、如何得到径向和周向的计算结果?在圆周对称结构中,如圆环结构承受圆周均布压力。要得到周向及径向位移,可在后处理/POST1中,通过菜单General Postproc>Options forOutp>Rsys>Global cylindric 或命令Rsys,1 将结果坐标系转为极坐标,则X方向位移即为径向位移,Y向位移即为周向位移。
14、如何正确理解节点坐标系节点坐标系用以确定节点的每个自由度的方向,每个节点都有其自己的坐标系,在缺省状态下,不管用户在什么坐标系下建立的有限元模型,节点坐标系都是与总体笛卡尔坐标系平行。有限元分析中的很多相关量都是在节点坐标系下解释的,这些量包括:输入数据:1 自由度常数2 力3 主自由度4 耦合节点5 约束方程等输出数据:1 节点自由度结果2 节点载荷3 反作用载荷等但实际情况是,在很多分析中,自由度的方向并不总是与总体笛卡尔坐标系平行,比如有时需要用柱坐标系、有时需要用球坐标系等等,这些情况下,可以利用ANSYS的“旋转节点坐标系”的功能来实现节点坐标系的变化,使其变换到我们需要的坐标系下。具体操作可参见ANSYS联机帮助手册中的“分析过程指导手册->建模与分网指南->坐标系->节点坐标系”中说明的步骤实现。
15、如何考虑结构分析中的重力在结构分析中,如何模拟结构自重和设备重量是一个经常遇到的问题,对于结构自重有两点要注意:1. 在材料性质中输入密度,如果不输入密度,则将不会产生重力效果。
2. 因为ANSYS将重力以惯性力的方式施加,所以在输入加速度时,其方向应与实际的方向相反。
对于结构上的设备重量可以用MASS21单元来模拟,该单元为一个空间“点”单元。设备重量可通过单元实常数来输入。下面附上一个小例子(设重力方向向下)。
/prep7
et,1,42
et,2,21
r,2,10,10,10
mp,ex,1,2e5
mp,nuxy,1,0.3
mp,dens,1,1
rect,,10,,1
esize,.5
amesh,all
type,2
real,2
e,node(5,1,0)
fini
/solu
dk,1,all
dk,2,uy,
acel,,10
solve
fini
/post1
plnsol,u,sum,2

/SOLU
ANTYPE,MODAL
MODOPT,subspa,2,,,2,ON
MXPAND,2,,,YES
SOLVE
FINISH
/post1
set,1,1
etabl,kene,kene
ssum
*get,keneval1,ssum,,item,kene
*get,freqval1,mode,1,freq
eigen1=(2*3.14159*freqval1)**2
pmass1=2*keneval1/eigen1set,1,2
etabl,kene,kene
ssum
*get,keneval2,ssum,,item,kene
*get,freqval2,mode,2,freq
eigen2=(2*3.14159*freqval2)**2
pmass2=2*keneval2/eigen2
finish
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