節點失效的案例
關于節點耦合失效的探討！
各位XDJM：
我在作一個電子產品跌落模擬的時候（軟件組合：HM+LS-DYNA)，兩個零件簡化為殼單元，共邊界（即在邊界處采用了節點耦合，共節點處理），但是在碰撞瞬間發現，耦合的邊界處發生分離，我不知道這是為什么？以前作的時候好像沒有發現這種問題啊，如果是因為材料達到屈服極限才發生，可是我檢查了一下，材料還沒有達到屈服極限啊，難道是殼單元的變形已經超過了設定的FS=0.75。
以下是材料參數設定：
*MAT_PLASTIC_KINEMATIC
$HMNAME MATS 1Pc_abs
11.1500E-06 2.5 0.38 0.065 0.785
40.0 5.0 0.75
請那位給解釋一下這是為什么呢？
共邊界節點耦合碰撞前的圖片：
展開 abaqus鋼節點螺栓受動荷載失效分析 ￥20
付費后可以下載源文件cae、inp及相關論文
Lsdyna中裂紋模擬的幾種辦法
1、*CONSTRAINED_TIED_NODES_FAILURE
首先必須把單元間共節點的節點離散，可以采用ls-prepost或femp實現。然后在通過matlab或者其他語言編寫小程序，對位于同一個位置的節點建立節點集，添加*CONSTRAINED_TIED_NODES_FAILURE關鍵字。采用此方法來實現裂紋模擬的缺點是前處理太麻煩。應用實例可參考白金澤《lsdyna3d基礎理論與實例分析》。
2、mat_add_eroson
關于這個關鍵字本版內有很多討論，可以搜索一下。需要注意的是，在lsdyna 971R4之前的版本中，這個材料模型所帶的失效模式均只適用于單點積分的二維和三維實體單元。但是在R4之后的版本中，這個關鍵字有了很大的改進：
1、去除了單點積分的限制，同時還支持3維殼單元和厚殼單元中的type1和type2。
2、可以定義初始損傷值，增加了幾種損傷模型，具體可以參考lsdyna 971R5版的關鍵字。
3、帶有失效的材料模型
有些材料模型本身就帶有失效的，可以定義單元的失效來模擬裂紋的拓展。如*MAT_PLASTIC_KINEMATIC等。如果某些材料模型不帶失效模式，可以采用方法2，或者通過自定義材料本構來實現裂紋的模擬。
4、帶有失效模型的接觸或者用彈簧單元來模擬裂紋
這個方法個人覺得有些牽強，但是在有些文獻中也見過。在定義裂紋前必須已知可能出現裂紋的區域，通過帶有失效模式的面對面的綁定接觸CONTACT_TIED_SURFACE_TO_SURFACE_FAILURE或者用彈簧單元來模擬裂紋面。" j. y: ~6 S3 S5 z$ E3 U!
展開 LS-DTYNA 用來處理結構損傷破壞的方法匯總
LS-DTYNA 用來處理結構損傷破壞的方法匯總
1、*CONSTRAINED_TIED_NODES_FAILURE
首先必須把單元間共節點的節點離散，可以采用ls-prepost或femp實現。然后在通過matlab或者其他語言編寫小程序，對位于同一個位置的節點建立節點集，添加*CONSTRAINED_TIED_NODES_FAILURE關鍵字。采用此方法來實現裂紋模擬的缺點是前處理太麻煩。應用實例可參考白金澤《lsdyna3d基礎理論與實例分析》。
2、mat_add_eroson
關于這個關鍵字本版內有很多討論，可以搜索一下。需要注意的是，在lsdyna 971R4之前的版本中，這個材料模型所帶的失效模式均只適用于單點積分的二維和三維實體單元。但是在R4之后的版本中，這個關鍵字有了很大的改進：
1、去除了單點積分的限制，同時還支持3維殼單元和厚殼單元中的type1和type2。
2、可以定義初始損傷值，增加了幾種損傷模型，具體可以參考lsdyna 971R5版的關鍵字。
3、帶有失效的材料模型
有些材料模型本身就帶有失效的，可以定義單元的失效來模擬裂紋的拓展。如*MAT_PLASTIC_KINEMATIC等。如果某些材料模型不帶失效模式，可以采用方法2，或者通過自定義材料本構來實現裂紋的模擬。
4、帶有失效模型的接觸或者用彈簧單元來模擬裂紋
這個方法個人覺得有些牽強，但是在有些文獻中也見過。在定義裂紋前必須已知可能出現裂紋的區域，通過帶有失效模式的面對面的綁定接觸CONTACT_TIED_SURFACE_TO_SURFACE_FAILURE或者用彈簧單元來模擬裂紋面。
展開 
ANSYS結合動態規劃法如何做邊坡結構整體可靠度
這個方法簡單來說，先一樣的定義各種隨機變量，定義一個失效函數，然后求出每一個節點的可靠度，然后用動態規劃法來求整體可靠度。我所遇到的問題是如何求每一個節點的可靠度。很多例子都是用get命令來把最大的那個失效節點定義為響應變量。但在這個例子中，需要求出每一個節點的可靠度，不會需要我每一個節點都定義為一個響應變量吧？倒是想過用ETABLE命令來處理，但因為定義的響應變量不能是數組，就不知道怎么得到可靠度了。還有用ETABLE命令是不是計算的都是單元的？能不能直接用來計算節點，請高手指點。也想過直接輸出ETABLE數據，然后手動統計可靠度，但不知道在可靠度計算時，怎么實現數據輸出。。。
其次，是關于動態規劃法的問題，文中假設 beta=1，然后又算出beta‘，再代入算beta，感覺很奇怪啊，好像迭代不出來吧。有會的高手請不吝賜教啊！萬分感謝
基于動態規劃和隨機有限元的邊坡可靠性分析.rar
展開 關于 Ls-Dyna中材料失效準則的定義
4、關于材料失效;
壓縮破壞在這個關鍵字中無法體現，要想施加壓縮破壞準則，必須要自己定義關鍵字參數，即進行二次開發。另外，需要說明的是，動態破壞的基本特性是時率相關性和損傷積累性，損傷這一塊，特別是微觀上真實的損傷，而不是宏觀上的唯象損傷，DYNA幾乎是空白，所以就需要自定義材料了。
另外，應力波的破壞形式有兩種，即拉伸破壞和剪切破壞，很少有材料是壓縮破壞的，因為還沒有達到壓縮破壞的閥值的時候可能由于泊松比導致的側向拉力已經達到了極限，所以混凝土材料真正的壓縮強度是多少沒有人知道。
5、參數的使用范圍 `
關鍵字的使用范圍只是單點積分的 2d 和 3d 的實體單元。
6、關于材料失效與裂紋
在 DYNA 中，材料一旦失效就被自動的刪除，而結構之所以出現裂縫或者破碎，是因為結構單元中一部分單元失效，另一部分未失效，這些未失效的部分被孤立就形成了破碎。
裂紋的形成有兩種方式，一種是定義單元失效準則（*mat_add_erosion關鍵字），這種在定義的時候裂紋部位的網格必須足夠的密，否則大量單元時效對結算結果會有較大影響；另一種是定義節點約束失效形成裂紋，方法是單元之間不是通過共節點進行連接，而是相互獨立的，通過定義失效約束進行連接，這種方法的問題在于建立模型的過程比較復雜。
展開 ALOF的技術優勢
ALOF的主要功能和特色為：
⑴ 方便快捷地模擬含裂紋或缺陷體的失效破壞過程，評估裂紋的安全性與結構的可靠性。建立CAE模型的時可不預設裂紋形狀，裂紋擴展過程無需人工干預；為提高分析精度，可以在裂紋附近進行高效的分層加密。
⑵ ALOF擁有友好的用戶交互界面，用戶可以在交互界面上建立CAE網格模型，定義材料和荷載以及選擇多種裂紋求解算法。ALOF可以根據分析結果自動生成失效或破壞過程的動畫，并快捷生成用戶所需要的失效分析報告。
ALOF采用了以下兩個關鍵技術解決失效過程模擬：
⑴ XFEM-擴展有限單元法
1994年美國西北大學Belytshcko教授提出的無網格法給出了一種便捷模擬失效過程的途徑。1999年美國西北大學的Moes博士在在此基礎上提出了XFEM技術，這種技術兼具了傳統CAE方法的優勢和失效模擬的便捷性。隨后出現了XFEM研究熱潮，XFEM已趨向成熟，并成功在ABAQUS中應用。
圖. 裂紋尖端及路徑
XFEM實現了裂紋獨立于CAE網格模型，使得建立網格模型和裂紋擴展的過程中不需要考慮裂紋。
圖. XFEM的3D裂紋的模擬
⑵ 虛擬節點法
多邊形有限元法指CAE網格的形狀可以為任意多邊形。ALOF的開發人員開發了虛擬節點法，從而使得多邊形有限元技術發展并應用到了三維工程計算。利用虛擬節點法可以實現裂紋附近網格的自動分層加密，這種功能目前還沒有發現市場上的其他任何軟件擁有。
圖. 虛擬節點法模擬失效裂紋附近的分層加密
ALOF目前已完成基本功能與結構研發工作，具備二維和三維復雜結構的強度與裂紋失效破壞分析，下面給出ALOF計算的產品實例：
圖. ALOF建立百萬單元級網格模型
圖. ALOF建立裂紋和荷載模型 4
圖. ALOF在裂紋附近的職能分層加密
圖.
展開 ls-dyna知識（上）
4、關于材料失效;
壓縮破壞在這個關鍵字中無法體現，要想施加壓縮破壞準則，必須要自己定義關鍵字參數，即進行二次開發。另外，需要說明的是，動態破壞的基本特性是時率相關性和損傷積累性，損傷這一塊，特別是微觀上真實的損傷，而不是宏觀上的唯象損傷，DYNA幾乎是空白，所以就需要自定義材料了。
另外，應力波的破壞形式有兩種，即拉伸破壞和剪切破壞，很少有材料是壓縮破壞的，因為還沒有達到壓縮破壞的閥值的時候可能由于泊松比導致的側向拉力已經達到了極限，所以混凝土材料真正的壓縮強度是多少沒有人知道。
5、參數的使用范圍 `
關鍵字的使用范圍只是單點積分的 2d 和 3d 的實體單元。
6、關于材料失效與裂紋
在 DYNA 中，材料一旦失效就被自動的刪除，而結構之所以出現裂縫或者破碎，是因為結構單元中一部分單元失效，另一部分未失效，這些未失效的部分被孤立就形成了破碎。
裂紋的形成有兩種方式，一種是定義單元失效準則（*mat_add_erosion關鍵字），這種在定義的時候裂紋部位的網格必須足夠的密，否則大量單元時效對結算結果會有較大影響；另一種是定義節點約束失效形成裂紋，方法是單元之間不是通過共節點進行連接，而是相互獨立的，通過定義失效約束進行連接，這種方法的問題在于建立模型的過程比較復雜。
二、Ls-Dyna 負體積問題
對于承受很大變形的材料，比如說泡沫，一個單元可能變得非常扭曲以至于單元的體積計算得到一個負值。這可能發生在材料還沒有達到失效標準前。對一個拉格朗日 (Lagrangian) 網格在沒有采取網格光滑 (mesh smoothing) 或者重劃分 (remeshing) 時能適應多大變形有個內在的限制。
展開 彈丸沖擊侵徹平板（ABAQUS 6.16幫助文檔第2.1.4節）
在分析過程中，彈丸和裝甲平板的網格單元都將出現失效，因此需要使用基于網格單元的面（element-based surfaces）來適應當前未失效單元的暴露表面。通用接觸算法支持基于網格單元的面（而不支持接觸對算法）。要模擬侵蝕接觸，用戶必須在接觸域（contact domain）中包括分析過程中可能暴露的所有表面，包括最初位于主體內部的表面。在此分析中，只有預期發生接觸的內部面才包含在接觸域中，以最小化內存的使用（如果包括了模型中所有單元的內部面，將使內存的使用量增加一倍以上）。
默認情況下，通用接觸算法不包括節點侵蝕（nodal erosion）【在abaqus explicit中Nodal erosion：默認=no】，因此即使周圍的所有單元都已失效，接觸節點仍將參與接觸計算。這些節點充當自由浮動質點（free-floating point masses），可以與主動接觸面（active contact faces）發生接觸。為了便于比較，還進行了節點侵蝕的分析，由此一旦周圍的所有單元都已失效，節點將從接觸計算中移除（可以節省計算量）。在本示例中，與自由節點（free-flying nodes）相關的動量傳遞預計很大，因此不推薦使用節點侵蝕。
二、結果與分析
在分析的不同階段中發生的變形形狀如圖2.1.4–4至圖2.1.4–5所示，這些圖中僅顯示了激活單元（active elements）。
如2.1.4–5圖所示，彈丸最終穿透了裝甲平板，在分析過程中，大約彈丸的前半部分單元會失效。在2.1.4–5圖中可以看到一些激活單元的斷裂碎片。這些碎片的節點和暴露面可以參與接觸。不再附著于任何激活單元的節點僅在沒有節點侵蝕的分析（對應于第一個主INP文件）過程中參與接觸。
圖2.1.4–6分別比較了進行節點侵蝕和不進行節點侵蝕的分析的總動能變化。
展開 LS-DYNA軟件簡要介紹
l 安全帶單元
l 節點質量單元
l SPH單元
4.接觸方式(50多種)
l 柔體對柔體接觸
l 柔體對剛體接觸
l 剛體對剛體接觸
l 邊-邊接觸
l 侵蝕接觸
l 充氣模型
l 約束面
l 剛墻面
l 拉延筋
5.汽車行業的專門功能
l 安全帶
l 滑環
l 預緊器
l 牽引器
l 傳感器
l 加速計
l 氣囊
l 混合III型假人模型
6.初始條件、載荷和約束功能
l 初始速度、初應力、初應變、初始動量（模擬脈沖載荷）；
l 高能炸藥起爆；
l 節點載荷、壓力載荷、體力載荷、熱載荷、重力載荷；
l 循環約束、對稱約束（帶失效）、無反射邊界；
l 給定節點運動（速度、加速度或位移）、節點約束；
l 鉚接、焊接（點焊、對焊、角焊）；
l 二個剛性體之間的連接－球形連接、旋轉連接、柱形連接、平面連接、萬向連接、平移連接；
l 位移/轉動之間的線性約束、殼單元邊與固體單元之間的固連；
l 帶失效的節點固連。
展開 一期一會 | 什么是失效分析？
對于制造商而言，產品失效不僅代價高昂，而且還會降低消費者的信心。
利用失效分析，可以通過糾正措施和持續改進產品來滿足消費者的需求，這就為制造商提供了一種建立消費者信心的方法。如果產品已在實際應用中出現失效，那么找出根本原因并解決問題，是確保后續產品能夠成功投放市場的關鍵。
不過，這其實不僅僅關乎制造商自身。在許多行業中，制造商從多個來源采購組件，而失效分析方法可確保這些組件足夠可靠，能夠用于最終產品。因此，失效分析在任何行業都能確保更廣泛的制造供應鏈的穩健性和可靠性。
通常使用哪些RCA方法？
在確定產品失效的根本原因時，通常使用四種RCA方法：
五個為什么：該方法可研究失效的原因和影響，以了解失效的根本原因。它首先是從一個問題開始，然后提出一系列“為什么”來研究產品及其環境，直至找到答案。
魚骨（石川）圖：魚骨圖以其最終形狀的外觀而得名。這種工具在分析初期完全不考慮環境因素，以便工程師可以從其他角度評估有可能導致失效的其他因素，從而縮小根本原因的范圍。
失效樹分析：失效樹分析將系統細分為組件和子系統。該方法用于研究子系統或組件失效與系統其余部分之間的關系，以推斷更高級別系統的失效路徑。失效樹分析的本質是檢查某些區域中的失效位置，并評估它們如何影響更廣泛的系統。
失效模式與影響分析：失效模式與影響分析（FMEA）對失效樹分析進行了進一步擴展，它會定義每個節點的潛在失效模式，并確定這些失效模式將如何影響子系統和系統性能。FMEA會深入到組件和子系統級別來研究失效，并研究失效對更廣泛系統的影響。FMEA比失效樹分析更詳細（例如，深入到芯片上的時序損耗），并且，FMEA有許多類型，可以支持不同行業的不同規范。
展開 
一期一會 | 什么是失效分析？
對于制造商而言，產品失效不僅代價高昂，而且還會降低消費者的信心。
利用失效分析，可以通過糾正措施和持續改進產品來滿足消費者的需求，這就為制造商提供了一種建立消費者信心的方法。如果產品已在實際應用中出現失效，那么找出根本原因并解決問題，是確保后續產品能夠成功投放市場的關鍵。
不過，這其實不僅僅關乎制造商自身。在許多行業中，制造商從多個來源采購組件，而失效分析方法可確保這些組件足夠可靠，能夠用于最終產品。因此，失效分析在任何行業都能確保更廣泛的制造供應鏈的穩健性和可靠性。
通常使用哪些RCA方法？
在確定產品失效的根本原因時，通常使用四種RCA方法：
五個為什么：該方法可研究失效的原因和影響，以了解失效的根本原因。它首先是從一個問題開始，然后提出一系列“為什么”來研究產品及其環境，直至找到答案。
魚骨（石川）圖：魚骨圖以其最終形狀的外觀而得名。這種工具在分析初期完全不考慮環境因素，以便工程師可以從其他角度評估有可能導致失效的其他因素，從而縮小根本原因的范圍。
失效樹分析：失效樹分析將系統細分為組件和子系統。該方法用于研究子系統或組件失效與系統其余部分之間的關系，以推斷更高級別系統的失效路徑。失效樹分析的本質是檢查某些區域中的失效位置，并評估它們如何影響更廣泛的系統。
失效模式與影響分析：失效模式與影響分析（FMEA）對失效樹分析進行了進一步擴展，它會定義每個節點的潛在失效模式，并確定這些失效模式將如何影響子系統和系統性能。FMEA會深入到組件和子系統級別來研究失效，并研究失效對更廣泛系統的影響。FMEA比失效樹分析更詳細（例如，深入到芯片上的時序損耗），并且，FMEA有許多類型，可以支持不同行業的不同規范。
展開 LS-DYNA簡介
LS-DYNA功能特點
1.分析能力
非線性動力學分析、多剛體動力學分析、準靜態分析（鈑金成型等）、熱分析、結構-熱耦合分析、流體分析、流體-結構相互作用、不可壓縮流體CFD分析、有限元-多剛體動力學耦合分析（MADYMO，CAL3D）、水下沖擊、失效分析、裂紋擴展分析、實時聲場分析、設計優化、隱式回彈、多物理場耦合分析、自適應網格重劃、并行處理（SMP和MPP）
2.材料模式庫(140多種)
金屬、塑料、玻璃、泡沫、編制品、橡膠（人造橡膠）、蜂窩材料、復合材料、混凝土和土壤、炸藥、推進劑、粘性流體、用戶自定義材料
3.單元庫
體單元、薄/厚殼單元、梁單元、焊接單元、離散單元、束和索單元、安全帶單元、節點質量單元、SPH單元
4.接觸方式(50多種)
柔體對柔體接觸、柔體對剛體接觸、剛體對剛體接觸、邊-邊接觸、侵蝕接觸、充氣模型、約束面、剛墻面、拉延筋
5.汽車行業的專門功能
安全帶、滑環、預緊器、牽引器、傳感器、加速計、氣囊、混合III型假人模型
6.初始條件、載荷和約束功能
初始速度、初應力、初應變、初始動量（模擬脈沖載荷）；
高能炸藥起爆；
節點載荷、壓力載荷、體力載荷、熱載荷、重力載荷；
循環約束、對稱約束（帶失效）、無反射邊界；
給定節點運動（速度、加速度或位移）、節點約束；
鉚接、焊接（點焊、對焊、角焊）；
二個剛性體之間的連接－球形連接、旋轉連接、柱形連接、平面連接、萬向連接、平移連接；
位移/轉動之間的線性約束、殼單元邊與固體單元之間的固連；
帶失效的節點固連；
7.自適應網格剖分功能
自動剖分網格技術通常用于薄板沖壓變形模擬、薄壁結構受壓屈曲、三維鍛壓問題等大變形情況，使彎曲變形嚴重的區域皺紋更加清晰準確。
展開 LS-DYNA概況
汽車行業的專門功能
安全帶單元、滑環、預緊器、牽引器、傳感器、加速計、氣囊、混合III型假人模型
初始條件、載荷和約束功能
初始速度、初應力、初應變、初始動量（模擬脈沖載荷）；高能炸藥起爆；節點載荷、壓力載荷、體力載荷、熱載荷、重力載荷；循環約束、對稱約束（帶失效）、無反射邊界；給定節點運動（速度、加速度或位移）、節點約束；鉚接、焊接（點焊、對焊、角焊）；二個剛性體之間的連接－球形連接、旋轉連接、柱形連接、平面連接、萬向連接、平移連接；位移/轉動之間的線性約束、殼單元邊與固體單元之間的固連；帶失效的節點固連
自適應網格剖分功能
自動剖分網格技術通常用于薄板沖壓成形模擬、薄壁結構受壓屈曲、三維鍛壓問題等大變形情況，使彎曲變形嚴重的區域皺褶更加清晰準確。對于三維鍛壓的網格畸變問題，LS-DYNA主要有兩種方法，一種為自適應網格剖分，另一種為任意拉格朗日-歐拉網格（ALE）配合網格的Rezoning。三維自適應網格剖分采用的是四面體單元。
ALE和Euler列式
ALE列式和Euler列式可以克服單元嚴重畸變引起的數值計算困難，并實現流體-固體耦合的動態分析。在LS-DYNA程序中ALE和Euler列式有以下功能：
多物質的Euler單元可達20種材料；多種Smoothing算法選項；一階和二階精度的輸運算法；空白材料；Euler邊界條件：滑動或附著條件；聲學壓力算法；與Lagrange列式的薄殼單元、實體單元和梁單元的自動耦合。
平滑粒子流體動力學算法SPH
SPH是一種無網格Lagrange算法，可以解決許多常用算法解決不了的問題，如天體物理現象模擬、連續體結構的解體、碎裂、固體的層裂、脆性斷裂等；對于超高速碰撞、靶板貫穿等過程的模擬，SPH算法有著獨到的優勢。
展開 錯過等一年！技術鄰雙十一精選課程案例6折起！更有VIP等你來拿！
A95-角鋼螺栓連接異形薄壁型鋼柱工字鋼梁節點滯回模擬
https://www.yqgqt.org.cn/video/c18055
六折
精品課程A96-梁柱螺栓連接混凝土組合板梁柱節點中柱失效模擬
https://www.yqgqt.org.cn/video/c18056
六折
精品課程A97-濕接縫鋼筋搭接預制裝配鋼筋混凝土梁受彎模擬
https://www.yqgqt.org.cn/video/c18057
六折
精品課程A98-帶約束拉桿多腔鋼管混凝土鋼連梁連肢剪力墻滯回模擬
https://www.yqgqt.org.cn/video/c18058
六折
精品課程A99-考慮螺栓預緊力栓釘推出模擬
https://www.yqgqt.org.cn/video/c18059
六折
精品課程A100-錨桿對穿鋼混節點混凝土梁受彎模擬
https://www.yqgqt.org.cn/video/c18060
六折
ABAQUS子程序綜合模擬早齡期混凝土溫度應力教程
https://www.yqgqt.org.cn/video/c18064
六折
基于ABAQUS的鋼筋混凝土預制疊合梁受彎模擬
https://www.yqgqt.org.cn/video/c18069
六折
擴展有限元XFEM模擬混凝土I型開裂
展開 