(公益貼)一文輕松掌握ANSYS/ls-dyna中材料單位制問題及單位制任意更換
在進行數值模型建立的過程中,大家首先會想我建模應該用什么單位制,材料單位制怎么確定,對于剛開始學有限元軟件的同學而言是一個比較頭疼的問題,我初學時也一樣,熟悉后就會對單位制會特別敏感,單位不統一就很快能發現。基于這個問題,本文詳細給大家梳理ls-dyna中單位制的選擇原理,并教大家如何任意更換模型的單位制。常用單位制表如下。
1.確定模型分析類型,采用的材料本構的類型。
對于所有模型而言,所有單位制其實都可以使用,前提是單位換算正確。但是對于金屬材料,其中存在溫度、比熱容等參數,大部分學者文獻常用的是mm ms kg GPa或mm s ton MPa單位。而對于爆炸沖擊、侵徹等案例來講,g cm Mbar(10的11次方pa)是文獻中常用的單位制,單位制的選擇基本上是看現有的案例中哪套用的多,我們就選哪套,這樣在引用參數的時候就不需要進行單位換算,避免計算出錯,如果計算過程中出現計算模型消失、計算時間加長、計算云圖沒反應大概率是單位制不統一的問題。
2.模型建立時單位制選擇
軟件中是沒有選項去要求用哪套單位制,單位制在心中統一使用就行。比如模型實際長3.45m,這種小數點多的尺寸模型,我會選擇mm去建模,在模型中輸入3450就可以,寬1.52m就輸入1520。對于建模及網格劃分過程中而言,長度單位制可以選擇自己熟悉的、方便建模的那套,建模過程中不用糾結單位制是哪套,因為后期生成k文件后可以任意修改單位制。
3.模型單位制的確定
拿到一個案例k文件,如何去馬上確定模型是采用的哪套單位制。首先拿尺子量一下模型的尺寸,如下圖所示。
a.這是一個掏槽爆破局部模型,量出來是345,是不會顯示單位的,如果了解這個案例,可以馬上知道實際尺寸為3.45m,那么此刻模型的長度單位制就是(345)cm。如果不了解,可以假設是m,345m太長;mm,0.345m太短,因此cm合理。那么這個模型可能使用的單位制就在紅色框框區域中的幾個。
b.看材料的密度單位和強度單位。
鐵的密度是7830kg/m3,如果是國際單位制,則輸入7.83e3,從e后面的數字是多少來判斷單位制,如果輸入的是7.83e0(7.83),那么單位制就剩下圖所示最后三組可用,圖中輸入的為2.7,那么密度單位也是g cm開頭。
c.看材料的強度單位。
此處輸入的是8e-4,實際強度為80MPa,那么強度單位為Mbar,即確定本套模型所用的單位制為g cm us。其中8e-4Mbar中Mbar為11次方pa。那么計算時間輸入的時候也需要換算成us。比如我要計算1ms,那么就輸入1000。
4.模型單位制的修改
以上述模型為例,量出來的長度為345,那么長度單位制就確定了只能是cm,如果想用m的長度單位制,那么就需要讓模型量出來顯示的是3.45,因此需要將模型縮小100倍。
模型縮小100倍步驟:
通過scale功能,首先通過Bypart及Area功能配合,對全部模型選中,然后對模型的xyz方向進行同步縮放,縮放的中心坐標為0,0,0,倍數為100,然后scale-為縮放(scale+為擴大),最后accept。再次測量模型,長度顯示為3.45,即模型的長度單位此刻為m。
那么此刻我們就可以選擇以m開頭的單位制,然后自行選擇密度的單位、強度的單位、計算時間的單位,確定該套單位制。整個過程單位制統一即可正確完成計算。
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