初始条件边界条件和约束详解演示文稿

初始条件边界条件和约束详解演示文稿当前第1页\共有52页\编于星期三\0点优选初始条件边界条件和约束当前第2页\共有52页\编于星期三\0点起爆点和动量初始应力/应变初始温度初始速度缺省状态下初始应力、温度和速度为零边界条件高于初始条件初始条件当前第3页\共有52页\编于星期三\0点*INITIAL_DETONATION和*INITIAL_MOMENTUM

用于模拟施加在体单元上的一种脉冲载荷

起爆点:引爆炸药材料(parts)»动量:单元上施加一个初始动量初始条件当前第4页\共有52页\编于星期三\0点*SET–节点定义节点组»setID号(SID)»节点的ID号(NID’s)

*SET_NODE_LIST»每行定义8个节点

*SET_NODE_COLUMN»每行定义1个节点*DEFINE_BOX

定义一个BOX形状的体，BOX内的任何事物都可以作为输入

BOX的ID号(BOXID)

定义BOX的范围：»Xmin-Xmax»Ymin-Ymax»Zmin-Zmax初始条件当前第5页\共有52页\编于星期三\0点*INITIAL_VELOCITY_GENERATION»对于平动和转动的体–parts–系列parts–系列节点»与前两个初始速度的施加方法不能同时使用初始条件*INITIAL_VELOCITY对节点和体施加一个初始的平动和转动速度»系列节点»系列节点外的节点»定义的box中的所有节点

*INITIAL_VELOCITY_NODE»单个的节点当前第6页\共有52页\编于星期三\0点*KEYWORD400000000*TITLEanexplodingsphere$$$$$$$Anexplosivematerialisplacedinsideofasphere.$$$$$$Theexplosiveislit,expands,andimpactsthesphere.$$$$$$Thesphereexpands,reachesyield,seamlinesfailandfragments$$$$$$flyapart.$$JohnD.Reid6/4/98$$Units:unknown-possiblygm,cm,micros,1E7N,Mbar,1E7N-cm$爆炸球的例子当前第7页\共有52页\编于星期三\0点爆炸球的例子当前第8页\共有52页\编于星期三\0点爆炸球的例子当前第9页\共有52页\编于星期三\0点爆炸球的例子当前第10页\共有52页\编于星期三\0点爆炸球的例子当前第11页\共有52页\编于星期三\0点爆炸球的例子当前第12页\共有52页\编于星期三\0点爆炸球的例子当前第13页\共有52页\编于星期三\0点*BOUNDARY_OPTION目的：定义施加在边界节点上的运动»对流、通量、辐射和温度»循环对称»无反射边界、滑动边界和具有失效准则的对称(固体)»强制运动载荷»SPC约束边界条件当前第14页\共有52页\编于星期三\0点*BOUNDARY_CYCLIC

旋转对称

旋转轴矢量»x,y和z轴矢量»矢量必须是全局的2条边界线(使用节点sets)*DEFINE_VECTOR

定义一个矢量

»矢量ID号(VID)

»确定尾(xt,yt,zt)和头(xh,yh,zh)坐标当前第15页\共有52页\编于星期三\0点仅对体单元

*BOUNDARY_NON_REFLECTING»边界处的应力梯度为零»边界随冲击波移动

*BOUNDARY_SLIDING_PLANE»约束一系列节点在一任意方位的平面或矢量上移动

*BOUNDARY_SYMMETRY_FAILURE»约束节点于一定义的平面上»当周围的单元达到定义的拉应力时节点成为自由节点边界条件当前第16页\共有52页\编于星期三\0点*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION

对节点、系列节点或刚体施加节点运动(平动或转动)

可适用的自由度运动：»位移»速度»加速度

载荷曲线描述的运动

起始和结束的时间边界条件当前第17页\共有52页\编于星期三\0点*DEFINE_CURVE

定义一（载荷）曲线

载荷曲线ID号(CLID)

定义曲线上的点»横坐标(x)–纵坐标(y)

缩放因子

偏移

例子»力vs变形»速度vs时间边界条件*BOUNDARY_SPC单点约束约束一节点的一个或更多的自由度

单个的节点或系列节点»*BOUNDARY_SPC_NODE»*BOUNDARY_SPC_SET

可以在局部坐标系中定义当前第18页\共有52页\编于星期三\0点局部坐标系的定义：*DEFINE_COORDINATE

定义一局部坐标系

指定坐标系ID号(CID)

*DEFINE_COORDINATE_NODES»3节点:局部坐标系原点，沿x轴,局部x-y平面内

*DEFINE_COORDINATE_SYSTEM»三点的x,y,z坐标(与NODES方式一样)

*DEFINE_COORDINATE_VECTOR»2个矢量:局部x轴,局部x-y平面内矢量边界条件当前第19页\共有52页\编于星期三\0点目的：定义施加的“力”»梁»体»爆炸效果»热，温度»节点和刚体»壳（压力）避免单点集中载荷»物理上无意义»防止沙漏模式

避免阶跃载荷

要求一载荷曲线

载荷能缩放载荷当前第20页\共有52页\编于星期三\0点*LOAD_BEAM

沿梁单元局部轴(r,s,t)定义牵引载荷

梁单元或系列梁单元每单位长度上的力*LOAD_BODY

施加指定的体载荷»重力加速度–概念上是加速指定的坐标系，所以，施加在模型上的惯性载荷是反方向的–因重力产生的预应力，与动力松弛结合»角速度

自由度：X,Y,Z,RX,RY,RZ

所有的节点或系列parts载荷当前第21页\共有52页\编于星期三\0点*LOAD_NODE和*LOAD_RIGID_BODY

施加一载荷于一节点，系列节点或刚体上

x,y,orz力

x,y,orz力矩

Follower力或力矩»力作用方向为平面的法向

坐标系可为总体坐标或局部坐标载荷当前第22页\共有52页\编于星期三\0点分布压力载荷：

施加一个分布压力载荷于一个表面:»段(*LOAD_SEGMENT)»系列段(*LOAD_SEGMENT_SET)»壳(*LOAD_SHELL_ELEMENT)»系列壳(*LOAD_SHELL_SET)正的压力值作用方向为壳/段的法向的反方向压力的激活时间载荷当前第23页\共有52页\编于星期三\0点示例相关关键字*BOUNDARY_SYMMETRY_FAILURE*DEFINE_COORDINATE_VECTOR*DEFINE_CURVE*LOAD_NODE_POINT*SET_SEGMENT当前第24页\共有52页\编于星期三\0点当前第25页\共有52页\编于星期三\0点*BOUNDARY_SYMMETRY_FAILURE当前第26页\共有52页\编于星期三\0点当前第27页\共有52页\编于星期三\0点当前第28页\共有52页\编于星期三\0点当前第29页\共有52页\编于星期三\0点当前第30页\共有52页\编于星期三\0点刚墙

目的：定义一个刚性面»模拟屏障、摆锤和压制机等

阻止节点穿透一个面»系列节点、一个BOX中的节点，所选节点外的节点刚墙能量：GLSTAT

刚墙力：RWFORCorGCEOUT关键字：*RIGIDWALL_PLANAR*RIGIDWALL_GEOMETRIC*CONTACT_ENTITY当前第31页\共有52页\编于星期三\0点*RIGIDWALL_PLANAR

有限或无限

运动条件：»固定»运动:质量和速度

Softwall方式»到0速度的循环数

由特定的节点跟踪刚墙

Ortho各向异性摩擦»两种法线方向互相垂直的摩擦系数»如：旋转物体：横向的摩擦系数更大当前第32页\共有52页\编于星期三\0点*RIGIDWALL_GEOMETRIC

平板、棱柱、圆柱、球运动条件»固定»运动:速度或位移、载荷曲线、矢量多个几何体墙可以定义，用来模拟多种几何体的结合当前第33页\共有52页\编于星期三\0点*CONTACT_ENTITY一般的具有任意表面的刚体及运动

几何实体»圆柱、平板、球、圆环、椭圆、VDA

性能改进»对接触实体和可变形体间的接触进行封闭形状接触计算精度改进»表面与网格划分无关当前第34页\共有52页\编于星期三\0点接触实体的应用：

冲压成型：凸模和凹模表面几何实体作为几何表面刚体输入

处理刚体假人和可变形体如气囊和驾驶面板的接触耦合刚体假人模型软件MADYMO.

方向盘中气囊的放置.当前第35页\共有52页\编于星期三\0点约束

目的：约束Parts之间的自由度»铆接和焊接»约束壳与壳»约束壳与体»各种刚体约束

节点必须有质量

节点不能属于多重，无关或可能冲突的约束

SPC边界不能与约束冲突约束当前第36页\共有52页\编于星期三\0点*CONSTRAINED_RIVET

两节点铆接

刚性无质量束

作用与一球铰链相似

节点坐标不能一致

失效时间焊接*CONSTRAINED_SPOTWELD*CONSTRAINED_GENERALIZED_WELD»点焊»fillet－对接焊缝»butt－角焊»组合焊当前第37页\共有52页\编于星期三\0点焊接失效当前第38页\共有52页\编于星期三\0点当前第39页\共有52页\编于星期三\0点焊接失效失效时间»在指定的时间自动失效

拉伸失效»因塑性应变有效节点塑性应变>失效塑性应变ε»焊点外的金属板撕裂失效，因为塑性发生在焊接处周围的材料中当前第40页\共有52页\编于星期三\0点焊接失效

脆性失效»点焊Sn=失效的法向力fn=法向界面力Ss=失效的剪切力fs=剪切界面力»fillet－角焊,butt－对接焊缝σn=法向应力

σf=失效应力τn=焊接方向剪切力

β=失效参数τt=焊接方向法向剪切力当前第41页\共有52页\编于星期三\0点*CONSTRAINED_SPOTWELD

两节点点焊刚性无质量梁不能传输壳的法向转动刚度节点坐标不能一致

焊点连接的节点不能是其他约束设置中的节点，如约束相同的自由度，固连的界面，或刚体当前第42页\共有52页\编于星期三\0点*CONSTRAINED_GENERALIZED_WELD方式：SPOT,FILLET,BUTT,CROSS_FILLET,COMBINED节点坐标可以相同

输出可以指定于一局部坐标系中当前第43页\共有52页\编于星期三\0点点焊节点的顺序和局部坐标系的方向对于决定焊点失效是很重要的当前第44页\共有52页\编于星期三\0点Fillet角焊

对于Fillet焊，节点的顺序和局部坐标系的方向如图当前第45页\共有52页\编于星期三\0点对于Butt焊，节点的顺序和局部坐标系的方向如图ButtWeld当前第46页\共有52页\编于星期三\0点Part连接

*CONSTRAINED_NODE_SET»两节点或更多节点的平动约束»x,y,z,或任意组合»失效时间当前第47页\共有52页\编于星期三\0点Part连接

*CONSTRAINED_SHELL_TO_SOLID»在壳边和体单元间定义固连壳单元节点与坐标相同的体单元节点约束体单元节点（线矢量）是线性约束»节点刚体可以完成相同的功能当前第48页\共有52页\编于星期三\0点破裂单元

*CONSTRAINED_TIE-BREAK»壳边对壳边界面»作为塑性应变的一个函数局部失效»模拟沿预先定义的线（如缝合线或结构铰）失效的结果

*CONSTRAINED_TIED_NOD