通過(guò)tie連接搭建實(shí)體殼體的連接案例以及LS-Dyna中的Tied接觸類(lèi)型及其對(duì)應(yīng)關(guān)鍵字介紹

        

對(duì)應(yīng)的k文件

contact_tied_shell_edge_solid.k

contact_tied_shell_edge_solid_alt.k

LS-Dyna中的Tied接觸類(lèi)型分為4種，下面分別對(duì)其介紹，并介紹各個(gè)類(lèi)型所對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵字。

1、僅約束平移自由度，無(wú)失效，無(wú)offset

在Tied接觸類(lèi)型中，從節(jié)點(diǎn)被約束到主面上并一起運(yùn)動(dòng)。在仿真開(kāi)始時(shí)，基于從節(jié)點(diǎn)到主段的正交投影來(lái)定位每個(gè)從節(jié)點(diǎn)的最近主段。根據(jù)已定的標(biāo)準(zhǔn)，如果從節(jié)點(diǎn)被認(rèn)為距離主段很近，那么從節(jié)點(diǎn)會(huì)移動(dòng)到主面上，通過(guò)這種方式，可以稍微改變初始幾何形狀而不會(huì)引起任何應(yīng)力。建議定義Tied接觸時(shí)，不由partID定義，而是由節(jié)點(diǎn)/段的set定義。這樣，用戶(hù)就可以更直接地控制，從而防止產(chǎn)生錯(cuò)誤約束。隨著仿真的進(jìn)行，從節(jié)點(diǎn)相對(duì)于其主節(jié)點(diǎn)的等參位置通過(guò)運(yùn)動(dòng)約束方程保持不變。這種tied接觸類(lèi)型對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵字有：

• *CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE

• *CONTACT_TIED_SURFACE_TO_SURFACE

通常情況下，這些接觸類(lèi)型應(yīng)僅與實(shí)體單元一起使用，因?yàn)閺墓?jié)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)自由度不受約束。將這種接觸類(lèi)型用于殼單元可能會(huì)產(chǎn)生不切實(shí)際的“柔軟行為”（soft behavior）。以上兩個(gè)接觸類(lèi)僅在輸入格式（從段和從節(jié)點(diǎn)）上有所不同，數(shù)值處理是一樣的。

通常，當(dāng)在相似材料之間使用tied接觸時(shí)，主面應(yīng)該是質(zhì)量較差的網(wǎng)格邊，因?yàn)檫@些約束不是對(duì)稱(chēng)地應(yīng)用。但如果是一種軟材料（如泡沫、海綿等），則主面應(yīng)該是硬材料。基于約束法的tied接觸（如上面兩個(gè)關(guān)鍵字定義的接觸）不能用于將剛體固連到可變形體或其他剛體上，可以使用該*CONSTRAINED_EXTRA_NODES命令和剛體EXTRA NODES綁定到剛體的可變形體的節(jié)點(diǎn)。涉及到剛體的tied接觸，可以用OFFSET選項(xiàng)。

2、僅約束平移自由度，無(wú)失效，存在offset

這種接觸類(lèi)型與上述相同，但允許主段和從節(jié)點(diǎn)之間存在offset。Offset tied接觸使用基于罰函數(shù)算法，因此可用于固連剛體。這種接觸類(lèi)型常用的關(guān)鍵字有：

• *CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE_OFFSET

• *CONTACT_TIED_SURFACE_TO_SURFACE_OFFSET

如果接觸面非常接近，則這種接觸類(lèi)型效果最佳，因?yàn)椴豢紤]由于offset而產(chǎn)生的力矩。但是，由于旋轉(zhuǎn)自由度不受影響，因此上面的偏移接觸不應(yīng)用在梁和殼等結(jié)構(gòu)單元中。

3、約束平移和旋轉(zhuǎn)自由度，有失效，無(wú)offset

這種接觸面使用動(dòng)力約束法將從節(jié)點(diǎn)固連到主段，并處理平移和旋轉(zhuǎn)自由度。另外，*MAT_SPOTWELD可以對(duì)點(diǎn)焊縫進(jìn)行建模，在與梁?jiǎn)卧M合時(shí)，可以定義失效。這種接觸類(lèi)型常用的關(guān)鍵字有：

• *CONTACT_TIED_SHELL_EDGE_TO_SURFACE

• *CONTACT_SPOTWELD

• *CONTACT_SPOTWELD_WITH_TORSION

使用上述類(lèi)型，節(jié)點(diǎn)被投影到主段上。對(duì)于*CONTACT_SPOTWELD，這是非常重要的，因?yàn)閷?duì)點(diǎn)焊進(jìn)行建模的梁需要盡可能長(zhǎng)，以盡量減小質(zhì)量比例，這對(duì)于計(jì)算具有合理的時(shí)間步長(zhǎng)很有必要。使用TORSION選項(xiàng)，對(duì)點(diǎn)焊進(jìn)行建模的梁中的扭轉(zhuǎn)力作為等效力傳遞到主表面的周?chē)?jié)點(diǎn)，然后對(duì)梁施加關(guān)于軸線的旋轉(zhuǎn)約束。LS-DYNA中的非線性殼單元在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處具有零剛度自由度(zero stiffnessdrilling degree-of-freedom)，因此必須通過(guò)殼體的包膜行為承受扭轉(zhuǎn)力。

4、約束平移自由度，有失效，有offset

此種Tied接觸也是基于罰函數(shù)的接觸類(lèi)型，允許定義失效參數(shù)。當(dāng)確定拉伸和壓縮方向時(shí)，適當(dāng)調(diào)整接觸段方向非常重要。失效可以基于沿法向（拉伸）和剪切方向的力或應(yīng)力。這種接觸類(lèi)型常用的關(guān)鍵字有：

• *CONTACT_TIEBREAK_NODES_TO_SURFACE

• *CONTACT_TIEBREAK_NODES_ONLY

• *CONTACT_TIEBREAK_SURFACE_TO_SURFACE

使用偏移時(shí)，無(wú)法將offset產(chǎn)生的力矩分配到主面。最初，這種接觸是為了在沒(méi)有offset的情況下開(kāi)發(fā)的。

總結(jié)非本人，覺(jué)得好復(fù)制過(guò)來(lái)，原文鏈接

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