LS-DYNA中的接触控制参数Word文档下载推荐.doc
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Automatic,SLTHK(Card1,*Control_Contact,OptionCardA)
LS-DYNA中非自动接触类型:
Ø
*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE
*CONTACT_NODES_TO_SURFACE
*CONTACT_ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACE
利用参数SHLTHK确定是否考虑“厚度偏置”(见下图),该参数可以在*CONTROL_CONTACT中全局定义,也可以在OptionalCardB中局部定义。
如果SHLTHK=0,不考虑厚度偏置,采用incrementalsearch方法来确定从节点最接近的主段;
如SHLTHK=1,考虑变形体的厚度偏置,但不考虑刚体厚度偏置;
如SHLTHK=2,变形体、刚体的厚度偏置都考虑。
如SHLTHK为1或2,程序采用globalbucketsearch来确定接触对。
接触建立以后,采用incrementalsearching来跟踪从节点在主面上的位置。
采用globalbucketsearching的优点是主、从面可以不连续(这对incrementalsearch是不可能的)。
在非自动接触类型中,接触段的法向方向(符合右手法则,指向接触面)是非常重要的,必须保证所有接触段的法向一致指向接触面,这就是所谓的“orientedcontact”。
一个简单的方向自动定位方法是激活*CONTROL_CONTACT中的参数ORIEN(必须在两个中面间有一定的距离)。
自动接触和单面接触总是考虑“壳厚偏置”。
在这些类型的接触中,采用整体块搜索和局部增量搜索方法确定接触对。
在CrashAnalysis中,一般建议使用自动类型的接触,因为自动接触对于接触面的连续性、方向等基本没有限制,具有教强的适应能力。
6.2ContactSlidingFriction:
FS&
FD(Card2)
LS-DYNA中的摩擦采用Coulcomb摩擦列式与等效弹塑性弹簧模型。
摩擦通过设置*Contact或*Part_Contact中非零的静(FS)、动(FD)系数来激活。
如静、动摩擦系数不同,则FD应小于FS,同时必须指定非零的衰减系数DC。
对于伴有数值噪声的问题(如CrashAnalysis),FS、FD通常设为相同的值,以避免额外噪声产生。
为限制过大、不真实的摩擦力产生,通常设置VC=σy3。
不同类型的问题对摩擦系数的敏感性是不同的,有时可能存在很大的差异。
在具体问题分析是,可以通过极限分析(设置FS和FD的上、下限)的方法确定摩擦的敏感性。
6.3PenaltyScaleFactors:
SFS&
SFM(Card3)
罚因子(SFS、SFM)用来增大或减小接触刚度。
在Soft=0、2时,真正的主、从罚因子是SFS、SFM分别与SLSFAC(*Control_Contact中定义)的乘积。
对于材料刚度相当、网格尺寸相差不大的两面间的接触问题,SFS、SFM、SLSFAC的缺省设置是可行的。
但相接触的两个面的材料、网格相差很远时,对于Soft=0的接触算法可能存在问题,此时一个简单的办法就是设置Soft=1,而不必考虑(或试算)罚因子的选择。
6.4ContactThickness:
SST&
MST(Card3)
SST、MST可以直接指定期望的“接触厚度”。
如SST=MST=0(缺省值),则接触厚度等于*Section_Shell中定义的单元厚度。
有时通过设置非零的SST、MST值来消除“初始穿透”(尽量避免这样做)。
SST和MST一般不应小于0.6~0.7。
ContactThicknessScaling(SFST&
SFMT)同SST、MST作用相同。
6.5ViscousDamping:
VDC(Card2)
粘性接触阻尼用来降低(高速)碰撞过程中接触力的高频振荡。
对于存在软材料(如泡沫材料)的接触问题,VDC设为40~60(临界阻尼的40~60%),通常能提高模型的稳定性。
对于金属间的碰撞接触问题,VDC一般可设为20。
6.6Bucket-SortFrequency:
BSORT(OptionalCardA,*Contact)&
NSBCS(Card2,*Control_Contact)
BucketSort是一种非常有效的接触搜索算法。
如果考虑“厚度偏置”,则在所有的接触类型(自动、非自动接触)中,对于任一从节点均使用BucketSort方法搜索可能与之接触的主段。
由于接触搜索是“接触模拟”中非常耗时的一个步骤,因此应尽量减少搜索的次数。
BSORT用来指定两次搜索间的迭代时间步数,BucketSort的间隔一般为10~100(与具体的接触类型有关)。
对于不连续面间的接触、高速碰撞等问题,应增加搜索的次数,即减小BSORT(或BSBCS),但一般不应小于10。
在这些问题中,如搜索间隔过大,一些从点就会在接触处理中被漏掉。
但对于相对平滑的面间接触问题,可以适当增加BSORT或NSBCS。
6.7MaximumPenetration:
PENMAX(OptionalcardB,*ControlContact)
XPENE(Card2,*Control_Contact)
为避免由于从节点穿透深度过大(罚力与穿透深度成正比)而引起的数值不稳定,当从节点穿透到一定的深度(MaximumPenetration),该节点从接触中自动释放(但依然参与其他的计算)。
在对壳元的穿透中,为防止当从节点穿透壳的中面而引起的接触力方向的突然翻转,“壳厚偏置”的考虑也是非常必要的。
在非自动接触中,如SHLTHK=0,则缺省的最大穿透深度为1.0e20,也就是说不考虑从节点的释放。
如SHLTHK=1or2,则参数XPENE确定节点释放准则:
MaxDistance(Solids)=XPENE(default=4.0)*(thicknessofthesolidelement),SHLTHK=1
MaxDistance(Solids)=0.05*(thicknessofthesolidelement),SHLTHK=2
MaxDistance(Shells)=XPENE(default=4.0)*(thicknessoftheshellelement),SHLTHK=1
MaxDistance(Shells)=0.05*(minimumdiagonallength),SHLTHK=2
在自动接触、单面接触中(Automatic_General除外),最大穿透深度由PENMAX(缺省值为0.4)确定:
MaxDistance=PENMAX*(thicknessofthesolid)
MaxDistance=PENMAX*(slavethickness+masterthickness)
对于Automatic_General接触,PENMAX的缺省值为200(几乎不考虑节点的释放)。
对于控制最大穿透深度的参数一般不要改动(使用缺省设置)。
如果节点穿透过大而需要释放,可以采用增大接触刚度、改变罚函数算法(SOFT),或增加接触厚度等方法来实现。
7接触输出
在LS-DYNA中,最常用的接触输出文件是RCFORC,它包含主、从面每一个节点接触力(GlobalCartesianCoordinateSystem)的ASCII文件。
为输出RCFORC,必须在k文件中包含*DATABASE_RCFORC,同时必须激活接触控制中的参数SPR、MPR(Card1)。
注意:
对于单面接触,RCFORC无效。
此时要输出接触节点力,必须通过*Contact_Force_Transducer_Penalty定义力传感器(forcetransducers)。
力传感器仅用来输出接触力,对数值分析结果毫无影响。
接触面的能量通过*DATABASE_SLEOUT输出到ASCII文件SLEOUT中。
该文件对于分析每个接触定义的可靠性是很有帮助的。
在某些情况下,有时需要接触界面的可视化(如应力云图等),这时必须通过以下控制输出二进制的接触界面文件:
1)*Database_Binary_Intfor;
2)设置接触面的输出标志SPR、MPR;
3)在执行计算任务时,包含选项“s=filename”。