ANSYS LS-dyna中的動力松弛Dynamic Relaxation....

動力松弛Dynamic Relaxation

      動力松弛功能(可通過點擊 LSDYNA Pre 選項卡上的相應按鈕,或右鍵點擊 LS - DYNA 系統并從 Insert 菜單中選擇 Dynamic Relaxing 來啟用)可為 LS - DYNA 中的顯式動力學求解提供預加載。真正的動力松弛(Relaxation Type: Explicit)能讓顯式求解器通過增加阻尼直至動能降為零來進行靜態分析。

ANSYS LS-dyna中的動力松弛Dynamic Relaxation....的圖1

      阻尼的作用機制是:在每個時間步長,通過 Dynamic Relaxation Factor 對節點速度進行縮放,直至當前畸變動能與峰值畸變動能的比值(收斂因子)低于收斂容差(Tolerance)。

       默認情況下,收斂性檢查是在整個模型上進行的。通過將 “Convergence Scope” 設置為 “Geometry Selection”,可將收斂性檢查限制在一組實體上。

      當使用 Ansys 隱式求解器提供預加載時(Relaxation Type: Explicit After Ansys Solution),采用的方法略有不同。此時應力初始化基于規定的幾何形狀(即隱式求解得到的節點位移結果)。在這種情況下,顯式求解器僅用 101 個時間步長來施加預加載。而在前一種情況下,求解器默認每 250 個循環檢查一次動能,直至施加的預加載產生的動能消散。

ANSYS LS-dyna中的動力松弛Dynamic Relaxation....的圖2

          若將 “Convergence Type” 設置為 “Termination occurs at Pseudo End Time” 而非 “Program Controlled”,動力松弛將在偽結束時間終止。

“Time Step Scale Factor” 可用于在動力松弛期間縮放計算出的時間步長。

另外,也可使用 LS - DYNA 隱式求解器進行動態分析來計算預加載。

進行非線性隱式瞬態分析時,需要提供一個初始時間步長。此 Newton - Raphson 分析的收斂性由 “Line Search convergence tolerance”(線搜索收斂容差)和 “Displacement Convergence tolerance”(位移收斂容差)控制。

LS - DYNA 支持所有這些方法,這些方法都在分析的瞬態部分于時間零開始之前的偽時間內進行。

預加載

當松弛類型設置為 “Explicit” 或 “Implicit” 時,預加載通過指定給定載荷在動力松弛期間處于激活狀態來實現。

ANSYS LS-dyna中的動力松弛Dynamic Relaxation....的圖3

目前,在動力松弛的 General Preload 對象中,可將 “Acceleration”(加速度)、“Standard Earth Gravity”(標準地球重力)、“Rotational Acceleration”(旋轉加速度)和 “Rotational Velocity”(旋轉速度)指定為載荷。

ANSYS LS-dyna中的動力松弛Dynamic Relaxation....的圖4

其他載荷和支撐可通過載荷 / 支撐上的選項在動力松弛期間施加。

使用 General Preload 進行預加載

當 “User Defined” 字段設置為 “No” 時,動力松弛階段使用的載荷由以下曲線表示:

ANSYS LS-dyna中的動力松弛Dynamic Relaxation....的圖5

對于正在進行動力松弛的邊界條件,會寫入一條額外的曲線(DEFINE_CURVE),用于定義動力松弛階段的載荷大小。上述標準曲線僅在動力松弛階段(預加載)應用,在DEFINE_CURVE 中表現為 SIDR = 1。

當 “User Defined” 字段設置為 “Yes” 時,可通過填寫數據表為動力松弛階段輸入自定義曲線。

當載荷為用戶自定義時,會將 * DEFINE_CURVE 卡片寫入輸入文件,并將 SIDR 參數設置為 1。然后,代表應用動力松弛的邊界條件的卡片會使用此曲線。

注意事項

與其他與 General Preload 對象兼容的動力松弛載荷不同,“Rotational Velocity”(旋轉速度)和 “Rotational Acceleration”(旋轉加速度)不使用任何方向的 General Preload Scale Factor(通用預加載比例因子)。這與所使用的 LS - DYNA 卡片 * LOAD_BODY_GENERALIZED 的限制有關。不過,仍可通過在 “Rotational Velocity” 或 “Rotational Acceleration” 對象自身中定義 “Coordinate System”(坐標系)屬性,在特定方向上施加這些載荷。需注意,同一預加載曲線將應用于這些對象中任何加載的方向。

使用載荷 / 支撐選項進行預加載

對于多種載荷(包括 “Pressure”(壓力)、“Force”(力)、“Nodal Force”(節點力)和 “Rigid Body Angular Velocity”(剛體角速度))以及非固定的支撐,可通過更簡單的方式定義動力松弛。對于這些邊界條件,其 Details 面板中會添加 “Dynamic Relaxation Behavior” 字段。該字段有三個選項:

? “Normal Phase Only”(僅正常階段):邊界條件僅在顯式求解期間應用。

? “Dynamic Relaxation Only”(僅動力松弛階段):邊界條件僅在預加載期間應用。

? “Both”(兩個階段):邊界條件在兩個階段均應用。

使用螺栓預緊力進行預加載

LS - DYNA 還可通過螺栓預緊力對梁連接進行預加載。

ANSYS LS-dyna中的動力松弛Dynamic Relaxation....的圖6

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