第5章 LS-DYNA单元之离散单元、梁单元和体单元

1、第五章第五章单元 I物理现象的数学描述 节点、单元、Parts 和Sections 离散单元 梁 实体节点/单元/Parts/Sections/材料*NODE 节点号 (nid) x, y, z 坐标 不建议但仍然保留，以兼容旧版的DYNA文件：平动约束 转动约束*ELEMENT 要求单元号 (eid). 定义单元的节点 组织和指定单元的行为单元分配有一 Part. 需要 part ID的单元 梁、离散单元、安全带、壳、实体、厚壳不需要 part ID的单元 质量单元、惯性单元、安全带附件*ELEMENT 梁 集中质量单元阻尼 安全带 壳 实体 弹簧 厚壳*PART 组织单元形成特定的组(称为

2、 parts) 指定 part 的特性 section 特性 (*SECTION) 材料行为和特性 (*MAT) 状态方程 (*EOS) 取代缺省的沙漏控制 (*HOURGLASS) 重力初始化自适应网格划分热特性 (*MAT_THERMAL) 取代接触特性刚体的惯性特性和初始条件*SECTION 由单元类型决定 单元公式 积分规则厚度或横截面特性 关键字 *SECTION_BEAM *SECTION_SHELL *SECTION_DISCRETE *SECTION_SOLID *SECTION_SEATBELT *SECTION_TSHELL 在 *PART中指定选择单元的标准 结构几何形状

3、 载荷条件 模型假定 经济性集中质量单元*ELEMENT_MASS给一节点指定集中质量 质量单元号(EID) 节点号 ID 质量值*ELEMENT_INERTIA 给一节点指定一集中惯性 惯性单元号 (EID) 节点号 惯性张量 (Ixx, Ixy, Ixz, Iyy, Iyz, Izz)*ELEMENT_DISCRETE 定义弹簧或阻尼 装配，锁定，铰链，设计区域的简化组件，集中参数模型无质量 沿弧向旋转要求输入: 单元号ID part ID 2 节点号 ID (can be ground) 方向 (N1 到 N2, 仅x方向，等) 力的缩放因子离散单元通过材料方式定义力的行为 *MAT_S

4、PRING力 = F(位移)弹性和非线性弹性 无弹性 一般非线性 Maxwell (刚度的指数衰减) *MAT_DAMPER 力= F(速度) 粘性 非线性粘性*SECTION_DISCRETE 平动或转动 动力放大因子 间隔Clearance失效偏差 拉伸/压缩容限$ - 4 simple mass spring systems$ - all nodes have 5 kg$ - left end of springs fixed with SPCs$ - right end of springs given an initial velocity$ - all springs modele

5、d with MAT_SPRING_ELASTOPLASTIC$ - 4 cases$ 1. linear$ 2. goes non-linear due to faster initial velocity$ 3. dynamic magnification applied$ 4. failure deflection at 14 mm$ - time step is controlled by a load curve$ J.D. Reid 10/9/98$ Units: mm, kg, ms, kN, GPa, kN-mm离散例子 质量弹簧系统定义Parts 和材料定义离散 Sectio

6、ns结果位移结果弹簧力梁单元*ELEMENT_BEAM 细长物体 (10:1 ratios) 操纵杆件、悬挂部件、建筑结构、钢筋 要求输入: 单元ID号 part ID号 3 个节点 ID号*SECTION_BEAM 单元公式 6 自由度 Hughes-Liu (缺省)合力Belytschko-Schwer全积分 Belytschko-Schwer 管梁Belytschko-Schwer 3 自由度 束truss 索单元 横截面 矩形，管， W，C，T， Z， 任意形状 面积或惯性(2nd moment and polar)梁横截面I*INTEGRATION_BEAM梁横截面II实体单元*EL

7、EMENT_SOLID三个直角方向相对相似的模型 铸造，锻造，散热器 radiators, 螺栓，土壤，木柱，混泥土等正确的质量分配要求输入: 单元 ID 号 part ID 号节点ID号 (4, 6, 8 四面体，棱柱，六面体) 四面体能控制沙漏，但时间步很难控制在 *SECTION_SOLID中指定常应力单元常应力单元 (缺省缺省) 8-节点六面体 通过 1x1x1积分控制沙漏 对四面体和棱柱同样有效全全积分积分 S/R 六面体单元六面体单元 8-节点六面体 2x2x2积分(无沙漏)无因简化积分而有的锁定现象 实体单元公式全全积分有节点转动的二次方程积分有节点转动的二次方程 8-节点六面体 14 积分点 有转动自由度S/R有节点转动的二次方程四面体有节点转动的二次方程四面体 4-节点单元 5 个积分点有转动自由度Part 2 平板 壳 (2.5 毫米厚) 低碳