LS-DYNA中的操作及設置(三)(力的輸出,重力載荷,鉸鏈剛度)


本文翻譯自官方文檔,原文鏈接:

https://www.dynasupport.com/howtos/general


一、力的輸出(Force Analysis)

       可以通過一下幾種方式獲得受力情況:

       1.使用*DATABASE_CROSS_SECTION 和 *DATABASE_SECFORC可以獲得一個橫截面上的內力和內力矩。注意,在使用set選項設置橫截面時,必須提供用于定義橫截面路徑的節點集以及橫截面某一側的至少一個單元集。

       2.使用*DATABASE_NODAL_FORCE_GROUP 和 *DATABASE_NODFOR可以獲得施加在節點或節點集上的外部力。

       3.使用*DATABASE_BNDOUT可以獲得邊界反力。

       4.使用*DATABASE_SPCFORC可以獲得由*BOUNDARY_SPC定義的邊界上的反力。

       5.*DATABASE_RCFORC可以輸出接觸力合力。在單面接觸中,還需要使用*CONTACT_FORCE_TRANSDUCER_(option)來提取接觸力合力。

       6.單個節點所受的力由*DATABASE_NCFORC輸出。必須在*CONTACT中設置SPR, MPR中至少一個輸出控制選項為1,以便向程序指定輸出側為接觸面主面側或從面側。

       以上數據分別由程序輸出到ASCII文件SECFORC, NODFORC, BNDOUT, SPCFORC, RCFORC, 和 NCFORC中。

二、重力載荷(Gravity Load)


       (譯注:重力的加載需要設置如下關鍵字:

       *LOAD_BODY_OPTION   (OPTION=X,Y,Z. 分別表示X方向,Y方向,Z方向的重力)

       *DEFINE_CURVE (定義加載曲線)

       *SET_PART_LIST (指定施加重力的部件集合,不設置則為所有部件均受重力)

       本文主要討論的是在考慮突然施加重力時導致的動態效應時應該怎么做。)

       關鍵字*LOAD_BODY_Z 可以應用重力載荷(假設Z為豎直方向),重力的預加載可以在以下三種分析方式中實現:

       1.顯式或隱式動力松弛分析

       2.單獨的隱式分析

       3.顯式分析的早期

       如下兩個關鍵字聯用可以通過速度的重新初始化實現隱式動力松弛:

       1.設置 *CONTROL_DYNAMIC_RELAXATION中的idrflag為5,DRTERM為非零值;

       2.設置*INITIAL_VELOCITY_GENERATION中的iphase為1。

       這樣用戶就可以利用隱式動力松弛來引入重力(或其它載荷),從而在顯式沖擊分析中給定一個初始速度。關鍵字*CONTROL_IMPLICIT可以控制隱式動力松弛的運行。

       所有為分析模型預加載重力的辦法均涉及到關鍵字*LOAD_BODY:

       1.使用動力松弛進行預先準靜態分析時,程序會將逐漸增加的重力加載到結構之上。用戶可以設置兩種加速度-時間曲線來定義重力:

       A.*LOAD_BODY中LCID選項對應的曲線。定義該曲線時,將*define_curve中的SIDR選項設為0,并輸入一個隨時間不變的加速度-時間曲線;

       B.*LOAD_BODY中LCIDDR選項對應的曲線。此時應將*define_curve中的SIDR選項設為1,然后將加速度數值在很短時間內(大概10ms)線性增加至重力加速度并保持不變。

       使用關鍵字*DATABASE_BINARY_D3DRLF并將DT/CYCL 設為1可以輸出動力松弛記錄。

       2.可以在顯式動力分析模型的早期引入質量阻尼(*DAMPING_GLOBAL)來消除由于重力(*LOAD_BODY)而產生的動態震蕩,模型趨于穩定后再取消阻尼并施加動態載荷。

       若用戶不關心由于突然增加重力而帶來的動態效應,那么就不需要設置動力松弛、阻尼以及慢慢增加的重力,只需要在*LOAD_BODY中定義一個始終不變的水平曲線即可(縱坐標為重力加速度)。

三、鉸鏈剛度(Joint stiffness)

       一個回轉鉸鏈一般為沒有抵抗地自由轉動,但是*CONSTRAINED_JOINT_STIFFNESS_ (GENERALIZED, FLEXION-TORSION)這一關鍵字可以使其繞回轉軸產生抵抗力拒。若用戶使用關鍵字*CONSTRAINED_JOINT_STIFFNESS_GENERALIZED定義了鉸鏈剛度,那么JNTFORC 文件中將會記錄抵抗力拒,名字為psi-moment。在LS-Prepost中加載這一文件后,即可點擊JStifR按鈕來繪制相關曲線。

       *CONSTRAINED_JOINT_<PLANAR>關鍵字中的JID選項可以用來定義JNTFORC 文件中的鉸鏈 ID,若用戶不定義該選項則程序自動為鉸鏈分配ID。在如下示例中,JID為1,JID一行下面的數據為和*CONSTRAINED_JOINT_PLANAR有關的約束自由度,與*CONSTRAINED_JOINT_STIFFNESS_ (GENERALIZED, FLEXION-TORSION)無關。

joint ID..................................         1 

 x-force................................  3.40893E+02

 y-force................................  2.82037E+00

z-force.................................  0.00000E+00 

 x-moment..........................  0.00000E+00

 y-moment..........................  0.00000E+00

 z-moment..........................  9.62622E+02

 resultant force...................  2.82037E+00

 resultant moment............   9.62622E+02

        JNTFORC文件中的鉸鏈剛度ID由*CONSTRAINED_JOINT_STIFFNESS_ (GENERALIZED, FLEXION-TORSION)中設置卡1中的JSID定義,例如下方JSID為1。而JSID行下方的數據均與*CONSTRAINED_JOINT_STIFFNESS_ (GENERALIZED, FLEXION-TORSION)有關,與*CONSTRAINED_JOINT_<PLANAR>無關。

joint stiffness id number....         1

 x-displacement..................  8.95355E+05

 d(dispx)/dt...........................  5.37666E+02

 y-displacement..................  0.00000E+00

 d(dispy)/dt...........................  0.00000E+00

 z-displacement..................  1.74889E+00

 d(dispz)/dt...........................  4.99717E+01

 force-x-stiffness.................  6.21757E+02

 force-x-damping................  0.00000E+00

 force-x-total........................  6.21757E+02

 force-y-stiffness.................  0.00000E+00

 force-y-damping................  0.00000E+00

 force-y-total........................  0.00000E+00

 force-z-stiffness.................  1.92379E+03

 force-z-damping................  0.00000E+00

 force-z-total........................  1.92379E+03

 joint energy.........................  1.68268E+03

       只有當*CONSTRAINED_JOINT_STIFFNESS_FLEXION-TORSION or _GENERALIZED中的某幾個選項的參數為表格數據(ID為負數形式),而不是曲線數據時,*CONSTRAINED_JOINT_STIFFNESS_ (GENERALIZED, FLEXION-TORSION)中的JID這一選項才會生效。In this case, the table (*DEFINE_TABLE) lists n values of reaction force and then n curves are defined (*DEFINE_CURVE) immediately after the table. Each of these curves defines a moment limiting value vs. rotation for a specifc value of 'reaction force' developed by joint JID. JID doesn't apply in the case of *CONSTRAINED_JOINT_STIFFNESS_TRANSLATIONAL.(存疑,暫不譯)

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