BEAM161的案例
beam161網格劃分問題
以beam161為單元進行網格劃分時，如何設置方位點？
LS-DYNA 用Beam161單元時出現警告massless nodes Warning 3012
個人認為如果使用beam161一定會出現兩個警告，一個是哪些節點是無質量節點，另一個是無質量節點的個數，我的兩個Warning附在最后，對照節點號進入模型查看，發現這些節點都是beam單元的方向節點（原文是beam element orientation）。
查了相關資料了解到，這個警告的初衷是防止自底向上建模時出現有不屬于單元的獨立節點問題，我遇到的顯然不是這個問題，搞清楚了問題的緣由就可以放心的忽略不計了。
我們總希望計算完成彈出一個Solution is done，但如果有警告就不會這樣，我們也不用著急，只要分析清楚警告的原因，理解它。就可以該改的改，該忽略的忽略了。
展開 ls-dyna知識（下）
1.4 單元
1.4.1 單元類型
LS-DYNA有7種單元類型：
(1) LINK160：桁架單元
(2) BEAM161：梁單元
(3) SHELL163：薄殼單元
(4) SOLID164：塊單元
(5) COMBI165：彈簧與阻尼單元
(6) MASS166：結構質量
(7) LINK167：纜單元
所有顯式動力單元為三維的，每種單元都可用于幾乎所有材料模型，都有幾種不同算法，均具有一個線性位移函數，目前尚沒有具有二次位移函數的高階單元。每種顯式動力單元缺省為單點積分。
1.4.1.1 LINK160 單元
3D 圓桿單元用來承受軸向載荷，用 3 個節點定義單元，第 3 個節點用來定義桿的初始方向，見圖 1.1。
1.4.1.2 BEAM161 梁單元
由于不產生應變，此 3D 梁適用于剛體旋轉，用 3 個節點定義此單元，見圖 1.2。
可以定義幾種標準梁截面，見圖 1.3。
1.4.1.3 SHELL163 薄殼單元
Shell163 有 11 種不同算法，最重要的幾種有：
(1) Belytschko-Tsay (BT，KEYOPT(1)=2，default)：
a. 簡單殼單元；
b. 非?？?；
c. 翹曲時易出錯。
(2) Belytschko-Wong-Chiang (BWC，KEYOPT(1)=10)：
a. 速度是BT單元的1.25倍；
b. 適用于翹曲分析；
c. 推薦使用。
(3) Belytschko-Leviathan (BL，KEYOPT(1)=8)：
a.
展開 基于LS-DYNA大型建筑物在隧道爆破條件下振動仿真
2.3 其他說明
（1）采用的單元類型：shell163，solid164和beam161。
（2）對于巖體周邊采用非反射邊界
（3）采用ALE算法。
（4）采用的部分關鍵字：
*SECTION_BEAM
*SECTION_SOLID
*SECTION_SOLID_ALE
*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP
*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID
*CONTROL_ALE
*CONTROL_BULK_VISCOSITY
*CONTROL_TERMINATION
*CONTROL_TIMESTEP
*DATABASE_BINARY_D3PLOT
*DATABASE_BINARY_D3DUMP
*DATABASE_EXTENT_BINARY
3 結果
3.1 部分節點的振動速度時程圖
3.2各部受力云圖
（1）頂篷受力云圖
（2）樓板受力云圖
（3）立柱受力云圖
（4）墻體受力云圖
（5）總體受力云圖
3.3結果動畫
爆破振動.gif
by 地主巴依老爺(qq3220540443)
展開 
ANSYS/LS-DYNA工程結構抗撞擊分析
鋼絲繩和支撐繩我們采用link60單元簡歷模型，鋼柱采用beam161單元建立模型，落石采用solid164單元建立模型，同時落石采用剛性單元。
二、網格的劃分
因為使用的有限元單元類型很簡單，所以對網格的劃分在此文中不是重點。
三、載荷的施加和求解
本模型的施加的載荷主要包括約束鋼柱的端點以及給落石施加初速度，考慮到重力的影響，也對模型施加了重力加速度。
在LS-DYNA中定義接觸分為四個步驟：1、選擇合適的接觸類型2、選擇接觸實體、3、選擇需要控制的接觸參數4、指定高級接觸控制。本文模擬中主要涉及落石和鋼絲繩之間的接觸，選擇LS-DYNA中的單面接觸類型，單面接觸時不需要事先指定接觸面。
利用EDWRITE寫入K文件然后提交給LS-DYNASOLVER進行求解。LS-DYNA求解輸出兩種類型的文件供給不同的后處理軟件使用：一種是d3plot和d3thtd類型的文件，提供給Ls-prepost后處理；另一種是rst和his類型的文件提供給ANSYS進行一般后處理和時間歷程后處理。兩者類型都可以同時輸出。
四、結果的分析
結構變形過程中的位移圖如下圖2所示。
展開 基于LS-dyna建筑物爆破拆除的仿真分析
2 框架結構倒塌數值模擬方法
LS-DYNA有限元軟件可以很好的模擬分析大變形、爆炸沖擊等動力學問題，該程序自帶比較常用的link160、beam161、shell163和solid164等單元以供選擇。Link160桿單元主要適用于承受桿端軸力的桁架結構，beam161粱單元主要適用于類似鋼筋、懸索等細長構件，shell163殼單元主要適用于類似煙囪筒體、地面等長、寬或者高遠遠大于厚度的結構，solid164主要適用于實體單元。這里，選用solid164和shell163分別建立框架樓房單元和地面殼單元模型。
2.1 整體式模型
鋼筋混凝土計算模型一般分為分離式、組合式和整體式。隨著現在樓房越建越高，結構形式越來越復雜，采用共節點分離式模型，不但建模困難，劃分過后的單元可能到達上百萬，普通計算機難以承受如此大的計算量。并且，工程實際當中鋼筋和混凝土之間會出現滑移現象，共節點模型阻止了滑移，在某種程度上也不能完全反映鋼筋混凝土之間的工作特性。而組合式和整體式模型不需要對鋼筋進行劃分單元，鋼筋的力學性能直接“賦予”在混凝土中，對拆除爆破而言，其分析研究的對象是結構宏觀上的變化，采用整體式模型對混凝土結構進行分析是可以的。
2.1.1 本構模型參數
模型中材料采用*MAT_BRITTLE_DAMAGE（MAT96），*MAT_BRITTLE_DAMAGE（MAT96）是一種可以定義鋼筋混凝土復合材料的本構模型，可以根據需要靈活定義鋼筋配筋率，非常適合于模擬鋼筋混凝土實體單元模型。本例中的*MAT_BRITTLE_DAMAGE（MAT96）參數見表2所示。
展開 輕質掛板對于橋墩的抗爆性能研究
模型中鋼筋使用Beam161單元，其余使用Solid164單元，混凝土材料模型為73號K&C模型，抗壓強度為40MPa。鋼筋材料模型為MAT_PLASTIC_KINEMATIC，屈服強度為392MPa，其余參數與表4相同?？諝膺吔鐬闊o反射邊界，考慮基礎對橋墩的約束作用，橋墩底部節點約束全部自由度，考慮橋墩上部結構對橋墩的約束作用，柱頭約束入射沖擊波方向的水平位移。
圖2 有無掛板兩種情況下橋墩受近爆作用數值模型
4、結果對比分析
4.1 無掛板防護
在無掛板防護作用的情況下，應力波在橋墩迎爆面的傳播過程如圖3所示?？梢钥闯?，在時，爆炸沖擊波開始作用于橋墩表面，正對炸藥的混凝土超過其極限抗壓強度而剝落，橋墩面板出現小的爆坑，混凝土包裹的鋼筋露出。爆炸沖擊波進入空心橋墩內部，并隨后作用于背爆面，沖擊波在空氣中的傳播過程如圖4所示（沿炸藥中心水平切面）。從圖4可以看出，爆炸沖擊波在橋墩面板處發生反射和繞射，并在橋墩面板出現爆坑之后進入空心橋墩內部繼續傳播，隨后到達橋墩背板，首先在背板中心處出現應力集中。沖擊波到達背板后向兩側繼續傳播，在背板和側板交界棱處出現應力集中并發生發射，隨后背板中心處出現第二次應力集中。橋墩的最終破壞情況如圖5，正對炸藥中心的混凝土破壞最嚴重，出現較大爆坑，混凝土基本全部剝離，且在爆坑周圍出現多條向四周延伸的裂紋。在橋墩側面，靠近迎爆面的部分混凝土剝離，混凝土破壞面呈弧形，也出現多條向四周延伸的裂紋。橋墩背爆面相對破壞較小，與炸藥同一高度處也出現了爆坑，中心混凝土剝離，內部鋼筋露出，裂紋向四周延伸。
展開 ANSYS有限元網格介紹
實常數是針對單元類型的一種單元屬性，可以理解為是對所選單元的一種補充定義，不同類型的單元，實常數的定義也不同，如2D梁單元BEAM23，當梁截面形狀為矩形截面時，實常數用來控制單元的截面面積、繞z軸慣性矩和截面高度。
定義好單元屬性以后，需要對單元賦予單元屬性，生成網格時，ANSYS會自動賦予單元當前激活的單元屬性，最后設定網格劃分的密度。與ANSYS Mechanical不同，在ANSYS Workbench平臺中單元類型默認為實體單元Solid186，用戶可以在幾何模型下插入命令流完成對單元類型的更改，單元材料默認為結構鋼，用戶需要在材料庫中添加其它材料并在幾何模型下進行材料的更改。
2.單元類型的介紹與選擇
ANSYS軟件中為用戶提供了豐富的單元類型，基本可以滿足絕大多數工程應用上的要求。
結構分析中有結構點單元（如MASS21）、結構線單元（如LINK10、LINK180）、結構梁單元（如BEAM23、BEAM188）、結構實體單元（如PLANE25、SOLID45、SOLID185、SOLID186）、結構殼單元（如SHELL51、SHELL181）、結構管單元（如PIPE59）、接觸單元（如CONTAC174、TARGE170）、顯示動力單元（如LINK160、SOLID164、BEAM161）等。
熱力學分析中有熱點單元（如MASS71）、熱線單元（如LINK31、LINK32）、熱實體單元（如PLANE35、SOLID70、SOLID87）、熱殼單元（如SHELL57、SHELL131、SHELL132）、熱電單元（如PLANE67、SOLID69）等。
展開 基于ANSYS/LS-DYNA框剪結構爆破倒塌仿真分析
2 框剪結構倒塌數值模擬方法
ANSYS/LS-DYNA軟件很適用于模擬分析大變形、研究爆炸沖擊等動力學問題，其程序中內嵌常用的單元，包括link160桿單元、beam161梁單元、shell163殼單元和solid164實體單元等。其中，solid164主要適用于實體單元，本文即選用solid164實體單元對框剪樓房和地面進行建模。
2.1 整體式模型
鋼筋混凝土計算模型一般有整體式、組合式和分離式這三種形式。現代城市建筑設計的高度不斷增加促使其結構更加復雜化，若采用共節點分離式模型，不但難以建模，而且其劃分后的單元數可達到百萬數量級，由此產生的計算量讓普通計算機不堪重負。而整體式模型則不需要單獨對鋼筋進行單元劃分，鋼筋的力學性能直接被融合在混凝土中。而在拆除爆破中，我們研究的是結構體的宏觀變化，故采用整體式模式是可行的。
模型中，梁、柱和剪力墻材料采用*MAT_BRITTLE_DAMAGE（MAT96），填充墻和地面則采用*MAT_PLASTIC_KINEMATIC（MAT3）材料，本例中的梁柱（剪力墻以及樓板的材料參數與梁柱不同之處在于配筋率，都為2%）和填充墻以及地面參數見表2、3和4所示。
2.2 接觸
ANSYS/LS-DYNA中提供了幾十種接觸，比較常用的的接觸有，AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE（自動單面接觸），AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE（自動面面接觸），ERODING_SINGLE_SURFACE（單面侵蝕接觸）等，由于框剪結構劃分完過后有30萬多的單元，再加上模型中part（構件）數目較多，為了節省計算時間，采用單面侵蝕接觸，取動、靜摩擦系數分別為0.4和0.5。單面侵蝕接觸不需要定義主從面，可以自動判別框剪結構與地面的接觸，并且可以處理侵蝕現象。
展開 用戶作品賞析 | 基于Ansys/LS-DYNA框剪結構爆破倒塌仿真分析
表1 各柱起爆時間(單位:s)
（a）方案一
（b）方案二
（c）方案三
（d）方案四
圖4 四種方案中各柱炸高（單位：m）
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框剪結構倒塌數值模擬方法
Ansys/LS-DYNA軟件很適用于模擬分析大變形、研究爆炸沖擊等動力學問題，其程序中內嵌常用的單元，包括link160桿單元、beam161梁單元、shell163殼單元和solid164實體單元等。其中，solid164主要適用于實體單元，本文即選用solid164實體單元對框剪樓房和地面進行建模。
2.1 整體式模型
鋼筋混凝土計算模型一般有整體式、組合式和分離式這三種形式?，F代城市建筑設計的高度不斷增加促使其結構更加復雜化，若采用共節點分離式模型，不但難以建模，而且其劃分后的單元數可達到百萬數量級，由此產生的計算量讓普通計算機不堪重負。而整體式模型則不需要單獨對鋼筋進行單元劃分，鋼筋的力學性能直接被融合在混凝土中。而在拆除爆破中，我們研究的是結構體的宏觀變化，故采用整體式模式是可行的。
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