LS-DYNA学习笔记：记录每一步成长

Hourglass

• Hourglass 的类型: 粘度(viscosity) 和 刚度(stiffness)
• 单元形状: 四边形壳单元 和 六面体实体单元
• 对于壳单元

一般地，显式动力分析用粘度Hourglass type（IHQ 1--3）；隐式用刚度Hourglass type (IHQ 4--5); 壳单元(16) 考虑翘曲，可使用IHQ 8，但隐式分析时无法使用粘度Hourglass type。

• 对实体单元：类型2为显式，类型6为隐式 (默认设置)

笔者自己通常solid单元设置为IHQ=4 (默认设置)，QH = 0.03（默认0.1）

总体设置，通过*CONTROL_HOURGLASS 全局设置，如对主要单元(数量最多)可使用此关键字，而对于其余的可使用*HOURGLASS，在*Part中单独指定，对应参数设置为HGID

二次开发应用方向

1. 对求解器的计算过程或结果进行获取和运算
2. 对求解器的计算输入特定的初始与边界条件
3. 对计算过程进行指定，如材料模型与单元算法的二次开发

接触相关

不同Part之间的绑定接触

如下图所示，上部刚体网格较粗，支承平台网格较细，两者之间需要设置耦合边界，一种方式为*contact_tied(绑定接触)，另一种为*constrained_extra_nodes(将支承平台接触表面处的节点定义为刚体的额外节点，此关键字只针对刚体)；对于柱与底座之间的耦合，选择*contact_tied_nodes_to_surfaces, 通过实践，surfaces最好是提前定义segment。

钢筋混凝土建模

对于不考虑粘结滑移的情况，使用耦合法，即用关键字*constrained_lagrange_in_solid 进行耦合，而对于考虑粘结滑移的情况，使用*contact_1D进行定义，此时需要将混凝土与钢筋粘结的位置切割出。

LS-DYNA 常见混凝土模型的适用性

①TCK模型 （Taylor-Chen-Kuszmaul），拉伸损伤模型，考虑了裂纹体的等效体积模量、裂纹密度、破碎尺寸等因素，能较好模拟混凝土崩落现象。 ②RHT模型 （Riedel-Hiermaiver-Thoma）模拟围压下混凝土的应变率效应，但不适应于描述三轴拉伸下的软化和脆性断裂。 ③CSC模型 （Continuous surface cap model），有完整式和简化式，简化式能较好的反映材料大应变时的非弹性响应，可用来描述材料由裂纹和空穴等非弹性体积变化引起的变形，以及描述混凝土在冲击载荷作用下的动态响应，不适应于高围压、高应变率和高强度混凝土的情况。 ④JHC模型 （Holnquist-Johnson-Cook）综合考虑了大变形、高应变率和高压环境条件下材料的性能，能较好地描述混凝土在冲击载荷作用下的动态行为，应用广泛，但JHC模型没拉伸断裂原则，不能描述材料的拉伸损伤，需要借助额外的失效关键字卡片。

詹昊雯. 钢管约束混凝土遮弹结构抗射弹侵彻效应研究[D].国防科技大学,2017.

LS-DYNA抗震

• LS-DYNA采用粘性边界(viscous boundary)来模拟无限域的影响
• 结构抗震分析，通常采用时程分析方法和振型分解反应谱法，LS-DYNA采用显式中心差分法 进行时间积分，从而进行地震的时程分析
• 在用LS-DYNA程序时，运动方程可以考虑系统阻尼影响，采用集中质量矩阵，运动方程组的求解是非耦合的，不需要集成总体矩阵，因此大大节省存储空间和时间。但是，显式中心差分是条件稳定的，LS_DYNA程序采用变时步长增量解法，每一时刻的步长由当前构形的稳定条件控制
• 结构的抗震分析，实质上地震波从结构底部传入结构，从而引起结构的动力响应问题。LS-DYNA中可以把地震波的加速度时程作为给定的节点运动，输入到结构中去，真实的模拟地震对结构的作用。在地下结构中，还可以用不反射边界来模拟半无限空间，从而更好模拟地下工程，边坡，土石坝等工程的抗震分析。

地震波的记录输入

• 在基础的各节点线位移自由度之间定义耦合
• 向建筑结构模型的所有基础节点施加加速度时间荷载曲线，用以输入地震波的加速度时程记录

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LS-DYNA 隐式求解

首先，参考lsdyna模态分析，需要添加下列关键字

*CONTROL_IMPLICIT_GENERAL
参数 imflag 设置为1 进行激活全隐式求解
*CONTROL_IMPLICIT_DYNAMICS
*CONTROL_IMPLICIT_SOLUTION
*CONTROL_IMPLICIT_SOLVER
*CONTROL_IMPLICIT_EIGENVALUE 

对于实际操作，模态分析只需要三个关键字

*CONTROL_IMPLICIT_GENERAL #激活隐式求解
*CONTROL_IMPLICIT_EIGENVALUE #模态数
*CONTROL_IMPLICIT_SOLUTION #默认值即可

其中最后一个关键字，主要用于控制模态数量，只需调整参数NEIG

对于lsdyna求解器的选择，选择双精度求解器 (本人亲测，单精度报错，提示使用双精度求解器)

隐式求解的时候，一些材料模型是不能用的，建议在使用时，先设置为弹性模型，如果弹性模型可以跑通，再替换为需要的非线性模型

SHELL 单元的应用——膜单元（membrane）模拟

对于大部分膜单元，面外刚度是可以忽略的，通常用*CONTROL_SHELL关键字进行设置

THEORY ——> EQ.5: Belytschko-Tsay membrane
EQ.9: fully integrated Belytschko-Tsay membrane
BWC ——>EQ.2: Belytschko-Tsay (default)

模型计算加速

看到水哥的一篇文章，关于LS-DYNA的质量缩放的内容

LS_DYNA 相关软件

http://ftp.lstc.com/user/

账号user，密码computer

链接: link.