LS-DYNA定義的案例
基于LS-DYNA的臨近隧道爆破開挖模擬建模分析 附LS-DYNA自定義本構子程序基本流程下載
LS-DYNA臨近隧道爆破開挖模擬建模分析
作者：turtle（在讀碩士）
擅長：hypermesh/dyna
開挖隧道初襯和既有隧道襯砌震速云圖：
開挖隧道初襯和既有隧道襯砌應力云圖：
數值模型的建立
臨近隧道爆破開挖模擬分析，采用流固偶合方法。巖石襯砌為solid單元，空氣炸藥為solid_ALE單元。炸藥和空氣采用ALE算法，并實現流固耦合的動態分析。巖石和襯砌共節點連接，空氣和炸藥共節點連接，空氣炸藥與巖石襯砌做流固偶合。采用cm-g-us單位制，爆破時間為0.2S。
幾何模型及網格劃分：
2.結果分析
2.1 開挖隧道初襯某測點震速時程曲線
2.2 不同時刻襯砌應力云圖
下載地址：LS-DYNA自定義本構子程序基本流程
展開 LS-DYNA自定義本構子文件庫 ￥5
該文件為進行Lsdyna材料二次開發的文件庫
LS-DYNA材料的二次開發.pdf
LS-DYNA自定義本構子程序基本流程(by df_af_aq).pdf
LS-DYNA自定義本構子程序基本流程
LS-DYNA材料的二次開發.pdf
LS-DYNA自定義本構子程序基本流程(by df_af_aq).pdf
ls-dyna材料專題.pdf
LS-DYNA自定義本構子程序基本流程
流程以32位smp，ls971_s_R5.1.1_win32_p_lib為例；
所用的源代碼以及K文件來自趙海歐先生所編《LS-DYNA動力分析指南》一書第15章“用戶自定義材料文件”
m3rate-user-so.k
m3rate-user-so.f
幾個先決條件
1、必須擁有對應版本的ls-dyna lib文件包。需要根據不同的系統平臺（32位/64位、SMP/MPP）、版本（971r4.2/r5/r5.1.1……）下載對應的lib包。
2、裝IFC之前需要先裝MVS。
對于ls971r5.1.1，
Compiler and version
1.Intel Fortran: P:
Intel(R) Fortran Compiler for 32-bit applications, Version 10.1
2.Microsoft Visual C++:
MS Visual C++ 2008 Standard or Professional Edition
Install Microsoft Visual C++ before Intel Fortran compiler.
3、有lstc授權文件，即ls-dyna求解器可求解。
LS-DYNA自定義本構子程序基本流程(by df_af_aq).pdf
第十五章 用戶自定義材料文件.rar
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面向 LS-DYNA 的 Hypermesh 復雜截面梁的定義 ￥20
在hypersh中如何定義面向 LS-DYNA復雜截面梁？參考hypersh幫助文檔，最終也找到了一個看似比較好的方案。寫這個文檔的目的有兩個：（1）是總結工作，怕日后需要又要重新摸索；（2）給我一樣在軟件使用中遇到困難的同仁提供一定的參考。這篇文檔的主要工作如下： 以半球形結構殼的入水問題為研究背景， 以 LS-DYNA 中的復雜梁定義為研究對象，在 Hypermesh 中定義復雜的梁截面，以 I 和 T 型截面為例。
pdf教程文檔如下
面向LS-dyna復雜梁的定義.pdf
hypermesh 模型文件見
展開 Ls-Dyna復合材料任意主方向定義（類似Abaqus離散化方向定義） ￥9.9
<p>對于擁有復雜曲面結構的復合材料薄板，通常需要定義一個變化的材料主方向，下面介紹在Lspp中如何定義。</p><ul><li>對于任意復雜結構的平面，劃分網格后，每個網格的方向是根據節點坐標得到的，總體上呈現隨機性。</li></ul><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png" style="text-align: center" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png?
展開 LS-DYNA侵蝕算法--定義材料失效
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，但也有些材料類型本身是沒有失效準則的，如前面介紹的Concrete_Damage_Rel3。這時就需要額外的失效準則定義，DYNA提供的*MAT_ADD_EROSION關鍵字可以模擬材料失效從而防止單元發生與實際不相符的大變形，可直觀的反映混凝土在撞擊下遭到破壞而形成孔洞的情形。
使用該算法時，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，EROSION算法可以通過定義失效應力、失效應變、失效時間等多種閾值控制單元失效，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。
混凝土采用上文中所介紹的塑性損傷模型Concrete_Damage_Rel3，只需輸入其抗壓強度（注意數值為負）和單位轉換系數即可，其余參數由程序自動生成，取混凝土單元失效主應變閾值為0.17[54]。
展開 關于 Ls-Dyna中材料失效準則的定義
其中excl為排除數字，這個數字可以任意定義，如果第二行某個參數和這個數據相同，那么該參數定義的失效準則就被忽略。（第二行可以定義很多準則）。不選用其它失效準則不能留空，必須要填排除數字。
關于 PFAIL 關鍵字的說明：此關鍵字表示物體的靜水壓破壞，即各個方向受到相同壓力時的破壞準則，其中壓為正，拉為負，一般材料尤其是混凝土材料都是拉伸破壞，故此參數一般定義為負數，對于大小比較的是代數值的大小，因此當低于此準則即拉應力超過允許數值，材料即宣告破壞（類似抗壓強度）。當實際的靜水壓力（其實應該是拉力）小 (大？) 于此值（代數大小），材料即宣告破壞。
除最后一個是關于時間的破壞準則外，其余的六個破壞準則都是正數，表示拉力，當計算的數值大于此值時材料失效刪除。
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。
展開 LS-DYNA中如何自定義云圖標尺 ￥3
在ls-prepost中不同時刻的應力云圖的標尺會一直變化，如何將標尺數值固定？如何修改標尺的大小、有效數字位數、顯示的格數、數字的顏色？步驟如下：
Ls-dyna接觸定義-持續完善
增加接觸穩定性：
建議使用Automatic接觸；
Beam-to-Beam的接觸建議使用contact_automatic_general；
建議總是忽略初始穿透（IGNOR=1）
Lsdyna中的接觸類型大體上分為如下四大類：
1、one-way contact（單向接觸）
2、two-way contact（雙向接觸）
3、single contact（單面接觸）
4、tied contact（固連接觸）
接觸補充：
單向接觸和雙向接觸：
在LS-Dyna中單向接觸僅檢查從面上從節點對主面的穿透，計算效率高，使用單向接觸的接觸類型如下：
NODES_TO_SURFACE
AUTOMATIC_NODES_TO_SURFACE
FORMING_NODES_TO_SURFACE（通常用于沖壓成型分析）
CONSTRAINT_NODES_TO_SURFACE（現在已很少使用）
ERODING_NODES_TO_SURFACE
ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACE
ONE_WAY_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE
如果使用單向接觸，轉換接觸對的主從定義可能得到不同的結果，使用單向接觸有時可能捕捉不到接觸
行為。
在LS-Dyna中雙向接觸既檢查從節點對主面的穿透又檢查主面節點對從面的穿透，即檢查的對稱性，這樣對于主從表面的定義是任意的（不象單向那樣需把網格較粗的定義為主面），這對用戶提供了很大的方便性，代價是處理接觸這方面的計算量將增加 2 倍左右。
展開 LS-DYNA定義材料失效在碰撞分析中的應用
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。
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LS-DYNA復合材料及用戶自定義材料培訓
培訓名稱：LS-DYNA復合材料及用戶自定義材料培訓
培訓時間：2014年8月26-29日
培訓地點：上海淮海中路1045號39樓BDR會議室
內容鏈接：http://www.caetraining.com.cn/detail.aspx?id=271
LS_DYNA接觸定義中soft選項的使用
關于接觸定義中soft選項的使用:
dyna的接觸定義的可選卡片A中有個soft選項，有0、1、2三個選項，很多人對該選項的使用不清楚，下面就把有關此選項的設置加以解釋。
實際上，當soft＝1時，與默認的罰函數接觸算法并無本質區別，soft＝1除了在接觸剛度上的確定方法有所不同之外，其他的和默認方法是一樣的。soft＝1在計算接觸剛度時考慮了時間步長以確保計算的穩定。
換句話說，你可以將soft＝1時的接觸看成一組簡單的彈簧系統，每根彈簧都具有一個和實際計算使用的時步相匹配的Courant時步。在接觸雙方的彈性模量相差很大時，或是接觸對之間的網格密度不一致時，用soft＝1選項可以使接觸定義更為真實有效。
當soft＝1時，我們使用的是soft＝0與soft＝1中最大的剛度值，因此，當soft＝0時的剛度值更大時，減小SOFSCL參數值是沒有作用的。
k = max(SLSFAC*SFS*k0, SOFSCL*k1)
其中：
k－罰剛度值；
SLSFAC－*CONTROL_CONTACT中的用戶輸入值；
SFS－*CONTACT第三個卡片中的輸入值；
SOFSCL－*CONTACT 可選卡片 A中的輸入值；
k0－由材料的體積模量和單元維數計算得出的剛度值；
k1－由節點質量和求解時步得出的剛度值。
需要注意：對于雙向接觸類型，如*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE，需要用SFM代替SFS 參數。
當soft＝2時，接觸算法為基于segment的接觸算法，該方法基于實際的時間步長來計算接觸剛度，此時在d3hsp文件中的報告的接觸步長是無意義的。
模型當中的初始穿透在計算過程中會被保留，并以此作為基線來探測額外的穿透并以額外穿透量為基準計算接觸力。
展開 通過自定義實現ls-dyna靜水壓力的實現 ￥200
通過自定義函數實現ls-dyna的靜水壓力梯度，自認為是所有方法里面，靈活度最高，相對邊界的選擇更靈活的方法，計算過程效率相對較高，不會影響其余部分的計算，總之就是最優解
k文件見附件
【Ls-dyna】單元應力的坐標系如何定義和選擇？
LS-dyna中常用的單元形式有殼單元、體單元、梁單元和厚殼單元，而針對不同的單元形式，其結果中的應力/應變分量表示也不盡相同。接下來一一陳述。
殼單元
首先說常見的殼單元，這種單元是Ls-dyna中應用最為廣泛的單元，而且單元庫種類繁多。
殼單元的應力通常是根據厚度方向的積分點給出。而這些積分點的位置和數量是根據一些積分規則確定的，如Gaussian, Lobatto, trapezoidal、及用戶自定義。對于全積分殼單元，厚度方向每一個層有四個積分點。而這四個點上的應力分量在寫入文件之前都會首先進行一次平均。
對于殼單元來說，單元應力可以用全局坐標系、單元坐標系和材料坐標系表示。默認情況下，D3PLOT結果文件中殼單元應力/應變是用全局坐標系表示，而ELOUT、結果文件中殼單元應力/應變是用單元坐標系表示。殼單元坐標系的定義為：N1指向N2為坐標系X軸正向，單元法向為局部坐標系的Z向。當然也有例外，如殼單元庫中單元類型為18、20、21的單元，由于它們只能用于特定的線性分析，因此它們的應力也只可以用全局坐標系表示。而對于大多數的殼單元來說，在LS-Prepost中是可以將D3PLOT中的殼單元應力/應變轉換到殼單元坐標系下的，具體有三種方法。
第一種方法，在LS-Prepost的主菜單Toggle的下拉菜單下，有一個“local Axes”，勾選這個選項，那么單元的應力/應變云圖就可以在單元坐標系下表示。
第二種方法，就是在單元歷史變量窗口下，將E-axes選擇為local，這樣，得到的應力/應變分量就是在單元局部坐標系下相應數值。
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