1、几何体设置
1)刚度行为
可以选择将参考框架设置为拉格朗日(默认)、欧拉(虚拟)(不适用于LS-DYNA系统)或粒子。
结构运动和变形的最常见描述方式,通常用于大多数结构问题(如冲击、碰撞等)。在拉格朗日框架中,物质点随时间的运动被跟踪。每个物质点的位置随着时间变化而变化,但网格与物质绑定,随物体的形变一起运动。特别适合用于固体结构分析和大变形问题,因为它可以精确描述物体的形状变化和材料的应力应变状态。
当结构发生大变形时,Lagrangian网格可能会出现严重的扭曲,从而影响计算精度和稳定性。
主要用于流体力学问题,但在显式动力学中,也可用于解决大变形或材料流动问题。在Eulerian框架中,网格是固定的,物质通过固定的网格流动。换句话说,网格不随物质一起运动,物质从一个网格单元“流动”到另一个网格单元。特别适合处理高速变形、流动、气体、流体和软体物质的问题,如流体冲击、爆炸冲击波、金属流动等。
在固体和流体的混合问题中,追踪界面(如固液或固气的交界处)会变得非常复杂,需要采用特殊的界面捕捉技术(如VOF, Volume of Fluid)。
基于颗粒的描述方法,是用于处理颗粒、液滴或破碎物体的物理运动的模型。在显式动力学分析中,它通常用于描述微小颗粒的运动、流动以及材料破碎后的颗粒行为。通过使用粒子(点)来描述物质的运动和相互作用。这些粒子代表物质的一小部分,它们可以相互碰撞、融合或分离,类似于离散单元法(DEM)。在处理材料破碎、喷射、颗粒运动等问题时,Particle方法非常有效。例如,爆炸破片、土壤破裂、砂石堆积等问题。
因为每个粒子都需要进行独立的运动计算,因此相比其他方法,Particle 方法的计算量较大。
如果选择了Particle参考框架,则需要使用Particle网格划分方法对实体进行网格划分,该方法需要手动插入并确定Particle实体的范围。将在Explicit Dynamics系统中使用SPH求解器求解计算。
材料属性可以是线弹性、正交各向异性。可以使用许多不同形式的材料非线性,包括超弹性、速率和温度依赖性、压力依赖性、材料强度退化(损伤)、材料断裂、失效、碎裂等等。密度是材料的必需属性。另外,Workbench中的显式材料库提供了一系列常用的材料数据。
支持接触、点焊、实体交互等。接触设置详见接触-Bonded、接触-Frictional等;显式动力学分析不支持运动副和梁连接。
将模型中的两个离散点刚性连接起来,并可用于表示焊缝、铆钉、螺栓等。这些点通常属于两个不同的表面,并在几何体上定义。将各个实体零件和曲面实体零件连接在一起,以形成实体或曲面实体模型装配体。点焊不会阻止连接的实体在点焊位置以外的区域进行渗透。
如果模型在CAD系统中包含点焊特征,在Workbench中(Tools > Options>Mechanical)打开了“Auto Detect Contact On Attach”,则在将模型读入Mechanical时将生成点焊对象。如果在Connections文件夹的Details视图中将Generate Automatic Connection On Refresh设置为Yes,则也会在几何刷新期间生成点焊对象。类似于Mechanical在读取装配体模型和刷新几何体时自动构建接触对的方式。DesignModeler、 SpaceClaim、NX等程序可用于生成点焊。
也可以手动生成点焊,然后在模型中选取两个适当的顶点,然后插入点焊对象。
在显式动力学分析中,实体交互特征表示实体之间的接触。每个Body Interaction对象都会为对象中限定范围的实体激活一个交互。实体交互的接触检测在求解器中完全自动化。在分析期间的任何时间点,相互作用的实体间可能发生任何外部节点与面的交互。
实体交互高级选项一般不用设置,采用默认设置即可。
为了提高涉及大量实体交互分析的效率,需要将几何范围限制为特定实体间的交互,而不是简单的设置为所有实体。
实体交互类型主要包括绑定、无摩擦、摩擦以及增强四种类型。
绑定交互类型不支持2D显式动力学分析。
无摩擦/摩擦类型,将激活任何外部节点与范围主体的任何外部面之间的无摩擦/摩擦滑动接触。在分析过程中检测并跟踪单个接触事件,实体之间的接触是对称的(每个节点都属于受相邻接触节点影响的目标面;每个节点也将充当影响目标面的接触面)。
对应于摩擦类型,当Dynamic Coefficient和 Decay Constant设置为非零值,用于动态摩擦分析。
增强类型仅支持线体(梁等),且不支持2D显式动力学分析。