本篇內容原文來自LSTC公司，作者闡述了如何使用LS-PREPOST在LS-DYNA關鍵字模型中查找并移除交叉邊緣和初始穿透。

1、什么是穿透？

交叉邊緣/ Crossed edges

單元的邊緣穿過另一個shell單元中間表面，或表面穿過solid單元，在LS-DYNA中不是經典意義上的穿透。但是，在LS-DYNA中運行分析時，這些網格錯誤可能會導致嚴重的問題，因此避免此類建模非常重要。

圖-1顯示了兩個shell單元相互交叉的情況，并且顯示了單元的接觸厚度，包括shell單元邊緣的虛擬接觸圓筒。此處交叉邊顯示為紅色，這不被視為穿透。

圖-1 交叉邊緣

節點邊緣穿透/ Node-edge penetration

在LS-DYNA中所有的*CONTACT_AUTOMATIC接觸都會在每個邊的周圍包含一個虛擬接觸圓筒，節點可以穿透這種虛擬接觸圓筒，如圖-2所示，這被認為是一種穿透。

圖-2穿透shell邊緣的節點

邊緣穿透/ Edge-edge penetration

LS-DYNA中某些接觸定義，如*CONTACT_GENERAL包括邊到邊接觸。對于這些類型的接觸，圖-3顯示邊到邊的穿透。

圖-3 Shell邊到邊穿透（有交叉邊緣情況）

圖-4：shell邊到邊穿透（但沒有交叉邊緣）

節點表面穿透/ Node-surface penetration

如果節點與Shell的接觸距離內有穿透力，如圖-5所示：

圖-5：節點正在穿透Shell單元

則實體單元中的節點也是穿透的。

圖-6 穿透固體單元的節點

2、在 LS-PREPOST 中查找交叉邊緣

在LS-PrePost的菜單欄 Applicatiom > Model Checking > Contact Check 中存在查找和刪除初始穿透的功能，如圖-7所示。

圖-7 Contact Check窗口

C2500 NCAC 型號上的發動機罩將用于演示初始穿透功能。

圖-8 NCAC C2500車型的機罩

檢查交叉邊緣

要做的第一件事是確保不存在交叉邊緣。這是輸入面板時Penet界面中的默認操作。選擇要檢查的交叉邊緣的部分(可以在Sel. Parts窗口中點擊“Whole”，如圖-9所示)，然后單擊界面底部的"檢查"。

圖-9 Penet 窗口

即使是自相交的零件也會在LS-PREPOST中檢測到。在發動機罩的兩個部分上發現21個交叉邊緣，交叉其他單元的邊緣將突出顯示，請參見下圖。突出顯示的交叉邊可以通過未切換的“顯示：CE”（CE = 交叉邊緣）直觀地關閉。

 

圖-10 C2500 發動機罩上的交叉邊緣

移除交叉邊緣

要刪除交叉邊緣，請切換“翻轉節點/Flip Node”并選取錯誤側的節點，此處節點84462和節點84464顯示在錯誤的一側。

圖-11 Flip Node窗口

圖-12 發動機罩前部的交叉邊緣

在“翻轉節點/Flip Node”模式下拾取節點時，它將移動到距離最近的可見單元的另一側，并朝這個單元上距離最近的點的方向移動（t1+t2）/2。

圖-13 前面的兩個節點已翻轉到另一側

選擇需要翻轉到另一側的所有節點，然后通過選擇零件并單擊“Check”重做交叉邊緣檢查，以確保刪除所有交叉邊緣。經檢查，發動機罩現在不存在交叉邊緣。

3、穿透檢查

在 LS-PREPOST 中，您可以選擇通過切換“Select Parts”來檢查所選零件的穿透，也可以通過切換“*CONTACT”來檢查關鍵字文件中的現有接觸定義 ，然后從接觸列表中選擇要檢查的接觸。此方法可以檢查殼單元、梁單元和固體單元零件的穿透。

通過“Select Parts”進行穿透檢查

如果您尚未創建任何接觸定義，則此選項很有用。

■ 除非激活“Thickness”切換，否則此檢查的觸點厚度取自剖面卡數據。

■ 如果切換“Thickness”，所有殼單元和beam單元將得到用戶指定的接觸厚度，實體元件的厚度為零。

■ 執行的檢查遵循與 *CONTACT_GENERAL相同的規則，即將檢查node-to-surface、free_edge-to-free_edge 以及所有零件（包括自接觸）的所有部件邊緣穿透的節點。

按接觸進行穿透檢查交叉邊緣/ Crossed edges

從模型中定義的接觸列表中選擇一個接觸，將顯示接觸中所包含的單元，并檢查所有影響接觸厚度的參數（SST、MST、SFST、SFMT、SHLTHK、SLDTHK、SSTHK、OPTT、SFT、TH、TH_SF），以及要檢查哪些節點/單元的穿透度。

C2500車型發動機罩的穿透檢查

選擇發動機罩上的兩個部分并激活“Penetration”切換，將顯示與穿透距離成正比的白色方塊和箭頭的穿透節點。

如圖-14所示，檢查顯示出25個節點到曲面穿透和12個邊緣到邊緣穿透的報告以及最大穿透距離。

邊緣到邊緣穿透的節點報告方式與節點到曲面穿透的節點報告方式相同。通過切換“顯示：Penet”，可以直觀地關閉顯示的穿透。(Penet = Penetrations)

圖-14 C2500 發動機罩上的穿透

4、消除 LS-PREPOST 中的初始穿透

通過將穿透節點向遠離穿透的方向移動，可以自動去除穿透。

在LS-PREPOST中，您可以將穿透節點移動每個節點穿透距離的百分比。默認值是移動100%的穿透距離。這將移動一個節點，如圖-5所示，完全不穿透。

但是，如果兩個殼體元件是平行且穿透的，如圖-15所示，若將所有穿透節點移動100%的穿透距離，則兩個元件之間會有間隙。在這種情況下，移動50%的穿透距離可使節點移除穿透。要確保移除穿透后沒有間隙，請使用“移動50%的Penet”，然后讓LS-PREPOST 迭代，直到刪除所有穿透。

圖-15  兩個平行的殼單元相互穿透

在LS-PREPOST中自動固定穿透時，可以禁止任何節點移動。這是通過切換“鎖定節點”并選擇不允許LS-PREPOST移動節點完成的。這些節點不會由LS-PREPOST移動。

對于機罩示例，外部的所有節點都通過切換“鎖定節點”進行鎖定，然后按部件選擇節點，選擇部件，然后單擊“修復”，LS-PREPOST將移動未鎖定的穿透節點。經檢查，發動機罩現在沒有穿透。

如果節點被鎖定并穿透另一個單元，則穿透單元上的節點將被移動，以便鎖定的節點不受穿透。例如，圖-16中的穿透節點被用戶鎖定，然后下部單元上的所有節點都會從穿透位置向下移動，與鎖定節點未鎖定時的距離相同。這是移動非穿透節點的唯一情況。

圖-16 鎖定的節點穿透外殼元件