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LS-DYNA分析流程和设置

文摘 2024-10-13 07:15 安徽

ANSYS中使用LS-DYNA分析显式动力学问题，流程与Explicit Dynamics分析流程一样，显式积分分析原理与Explicit Dynamics分析原理类似。

1、问题描述

模拟锤头撞击铝块过程，锤头尺寸为直径40mm，高60mm的圆柱，材料为钢，系统默认材料结构钢，铝块尺寸为直径20mm，高20mm的圆柱，材料为系统自带的非线性材料铝合金。锤头以1.5m/s速度撞击铝块，分析5ms时间内的冲击过程。同样的模型，利用LS-DYNA模块进行求解。

2、LS-DYNA分析系统

新建LS-DYNA动力学分析系统，材料参数采用上述材料模型。

3、其他设置

网格、连接接触、载荷及边界条件与Explicit Dynamics分析流程中设置一样，分析时间同样为5ms。

4、分析结果对比

1）不同时刻锤头的速度对比

两种分析锤头的速度趋势一样，大小基本一致。

2）不同时刻铝块的总变形对比

因锤头质量较小，所以冲击能量小，铝块无明显变形。

3）不同时刻铝块的等效应力对比

因铝块底部为固定约束以及求解器的差异，最大应力有所不同；但整体分布基本一致。

5、分析设置

Explicit Dynamics分析设置详见Explicit Dynamics分析设置（一）、Explicit Dynamics分析设置（二）、Explicit Dynamics分析设置（三）。这里谈论一下LS-DYNA独有的设置，及与Explicit Dynamics分析设置不同的地方。

1）Step Controls

LS-DYNA分析步里没有过多的设置，只有如下4项。不支持Number of Steps（多分析步）。

2）CPU and Memory Management

可以设置用于求解的核心数量。在多核系统中，增加核心数能显著提高计算速度，但核心数的选择应与计算机的物理资源（如可用核心数和内存）匹配。LS-DYNA支持高效的并行计算，尤其是在处理大型非线性问题时，LS-DYNA的并行性能更为突出。

3）Solver Controls

LS-DYNA求解器设置如下。

分析类型包括纯结构分析和热结构耦合分析，一般选择默认的程序控制即可。

求解精度可选择单精度和双精度。

不同于Explicit Dynamics的单位值（唯一，只读选项），LS-DYNA支持多种单位制。

LS-DYNA支持显式和隐式求解器。设置为No，可以使用隐式求解器并显示隐式控制选项。

固定节点编号，默认设置为Off。

对于进行大旋转的部件需要打开二阶应力更新。

4）初始速度、阻尼及沙漏相关设置

初始速度载荷是否立即加载。阻尼控制用于指定全局应用于可变形体节点和刚体质心的质量加权节点阻尼。沙漏控制用于定义沙漏类型和默认的沙漏系数。

5）ALE Controls

ALE Controls为任意拉格朗日-欧拉（Arbitrary Lagrange-Eulerian ，ALE）和 Euler计算设置全局控制参数。

6）Joint Controls

有默认的程序控制、显式算法以及拉格朗日乘子算法三个选项。

个人学习、工作经验记录和分享。如果对您有帮助，感谢帮忙关注、转发和宣传。

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