LS-DYNA作為一款優秀的多物理場有限元分析軟件，可以被用來解決固體力學、熱力學以及流體力學等問題。這些問題既可以是單獨的物理現象，也可以是也可以由幾種物理現象耦合而成，例如熱應力分析或者流固耦合分析。LS-DYNA中有的材料類型有失效準則的定義，如Johnson_Cook模型和Plastic_Kinematic模型。本例主要進行采用定義材料失效進行結果對比分析。

• 計算對象

  鋼制金屬件1以2.9m/s的速度在重力方向上沖擊鋁制外殼2。

• 本例中采用如下設置：

  單位制：mm-kN-ms-GPa

• *MAT_001or MAT_ELASTIC：各向同性的彈性材料。一般只需要設定密度、彈性模量和泊松比。（設置鋼制件材料為MAT_ELASTIC）

•  *MAT_003 or MAT_PLASTIC_KINEMATIC：各向同性的彈塑性材料。除了MAT_001中定義的材料屬性，還需要定義SIGY（屈服應力）和ETAN（切向彈性模量）。理想狀態下ETAN為0，即塑性階段變形增加但是應力不變。(本案例碰撞分析考慮彈塑性變形，設置鋼制件材料為MAT_ELASTIC）。

• 查閱幫助文檔，該類材料的主要需要定義密度、楊氏模量、泊松比、屈服強度、切變模量、侵蝕單元有效塑性應變（該參數為本案例的關鍵參數）
  

• 調整侵蝕單元有效塑性應變進行對比

• *SECTION_SOLID（實體截面）

• 這個關鍵字下定義的是實體截面屬性。如果定義sid = 1，那么對應的部件都是由八結點六面體的常應力單元構成。實體單元。ELFORM = 1，標準六面體單元，只有1個積分點；ELFORM = 2，六面體單元，全積分，8個積分點，隱式靜態分析很常用；ELFORM = 3，六面體 單元，全積分，結點可旋轉；ELFORM = 10，四面體單元，只有1個積分點；ELFORM = 13，四面體單元，只有1個積分點，自由度較高，降低了剪力鎖定（Shear Lock），更接近六面體運算的結果；ELFORM = 16，四面體單元，全積分。（ELFORM選擇的經驗總結首先看是動態分析還是靜態分析。動態顯式分析一般使用一階單元截面，靜態隱式問題一般用二階單元截面。使用只有1個積分點的單元時，一定要注意沙漏控制，尤其是四邊形單元和六面體單元。）

• 

• 沖擊速度設置：

• 重力設置：

（1）定義重力曲線

（2）重力加載

• 碰撞接觸設置

• 邊界約束：圖示處固定約束

• 結束時間設置：

• 結果:

• 結果分析

本案例通過定義合適的失效應變，對失效單元進行刪除。

使用該方法時，需要注意兩點，一是模型中開裂破壞的部分必須劃分較密的網格，否則大量單元失效將導致計算結果較大的誤差；二是選取適當的失效判定依據和閾值，算法可以通過定義失效應變閾值控制單元失效，閾值太小，單元過早刪除，或閾值太大，單元發生了不切實際的大變形，均會導致結果產生較大的誤差。因此，計算中應當根據計算結果和試驗結果的對照來確定閾值。

另外在動力沖擊計算中，很容易產生負體積。現就一些關于負體積的經驗進行分享：

LS-DYNA出現負體積的原因

1. 網格品質：單元長寬比較大時，一旦受力，短邊容易出現負體積。

2. 材料模型，所選材料模型不合適，受力后形成沖擊，引起很大變形容易引起負體積。例如MAT_001。

3. 模型設定：若給予很大的沖擊設定，或者摩擦系數沒有設定好。

LS-DYNA出現負體積的解決辦法

1. 網格品質：檢查網格，找出長寬比較大的單元進行修改或者合并單元。

2. 材料模型：修改模型參數或者更換其他材料模型。

3. 模型設定：檢查并修改*CONTACT里面的摩擦系數或者SF（Scale Factor）。另外一些較薄的零件如果沒有緩沖作用，僅作粘接使用，那么可以直接刪除此零件，用*TIEBREAK_CONTACT將兩邊所要粘接的零件tie在一起。