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概述 LS-DYNA 是ANSYS Workbench中一款顯式動力學(xué)分析的模塊，廣泛應(yīng)用于碰撞、沖擊、爆炸等非線性瞬態(tài)問題。其核心優(yōu)勢在于處理大變形、材料失效和復(fù)雜接觸問題。以下將結(jié)合輪船/防撞梁碰撞案例，說明 LS-DYNA 的關(guān)鍵操作流程。本文檔詳細(xì)介紹了輪船碰撞仿真的主要技術(shù)點(diǎn)，包括幾何處理、材料定義、網(wǎng)格劃分、接觸設(shè)置、邊界條件、計(jì)算設(shè)置和結(jié)果分析等內(nèi)容。

可以模擬的加工過程有各種連接過程加工，切削，磨削，鉆孔-拉出等。

表1 材料及參數(shù)1.2 網(wǎng)格的劃分網(wǎng)格劃分屬于有限元分析前處理階段中的必不可少的一環(huán)，并且也是十分重要的一個(gè)階段，比如網(wǎng)格尺寸大小的確定對計(jì)算的精度影響較大。本研究采用四面體主導(dǎo)的方法進(jìn)行網(wǎng)格劃分，單元尺寸為3mm，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為115 995，單元格數(shù)量為60 211，模型網(wǎng)格劃分圖如圖1所示。

Ls-Dyna下小球碰撞重啟動評估 Workbench三維切削分析 Ls-Dyna下輪胎自由落體仿真評估 LS-DYNA塑性材料沖擊破碎仿真評估 LS-Dyna立柱沖擊真評估 二、ABAQUS

所有的有限元模型，都必然涉及網(wǎng)格劃分，ANSYS LS-DYNA針對劃分的網(wǎng)格，包括四節(jié)點(diǎn)四面體、八節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元、二節(jié)點(diǎn)梁單元、三節(jié)點(diǎn)和四節(jié)點(diǎn)殼單元、八節(jié)點(diǎn)實(shí)體殼單元、桁架單元、膜單元、離散單元和剛體，每種單元類型都有各種各樣的單元公式。本文以跌落仿真中最常用的實(shí)體單元、殼單元進(jìn)行闡述如何選擇單元公式。

對于軸對稱爆炸問題，可以考慮采用SHELL單元軸對稱算法公式（即ANSYS/LS-DYNA中2D-SOLID162單元軸對稱選項(xiàng)），結(jié)合自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)進(jìn)行分析。 也可采用ALE方法及多物質(zhì)流固耦合方法分析爆炸問題，對空氣、土壤、水以及破壞后的巖石采用ALE網(wǎng)格，對其他的固體結(jié)構(gòu)采用Lagrange網(wǎng)格。利用這一方法，由于材料物質(zhì)在網(wǎng)格中可以流動，因此不存在單元畸變問題。

使用hypermesh聯(lián)合ls-dyna進(jìn)行金屬切削過程仿真。具體采用SPH-FEM耦合的方法，建立了切削過程的熱固耦合模型，得到應(yīng)力云圖和溫度云圖，有需求的可以下載k文件。

采用平均單元尺寸10cm進(jìn)行模型網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格剖分共獲得單元4618720個(gè)，模型尺寸長30m、寬18.75m、深6.72m。

AUTODYN完全集成在ANSYS Workbench中，充分利用ANSYS Workbench的雙向CAD接口、參數(shù)化建模以及方便實(shí)用的網(wǎng)格劃分技術(shù)，還具有自身獨(dú)特的前、后處理和分析模塊。

本文原創(chuàng)首發(fā)于訂閱號：上海安世亞太，關(guān)于ANSYS 2022 版本的學(xué)習(xí)資料，可在上海安世亞太訂閱號自助領(lǐng)取。許多用戶現(xiàn)在習(xí)慣用第三方的前后處理工具，也有很大一部分用戶習(xí)慣于在Workbench中進(jìn)行LS-DYNA的前后處理。ANSYS不斷地在Workbench中增加新的功能，讓LS-DYNA在Workbench的前后處理環(huán)境能夠得到更好的支持。

通過學(xué)習(xí)本教程，您將系統(tǒng)地學(xué)習(xí)到如何定義材料屬性，這是準(zhǔn)確模擬撞擊過程的基礎(chǔ)；如何進(jìn)行合理的網(wǎng)格劃分，以保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性；如何施加載荷和邊界條件，使模擬更加符合實(shí)際情況；以及最終如何求解和分析結(jié)果，從模擬數(shù)據(jù)中獲取有價(jià)值的信息。 啟動Ansys Workbench，選擇LS-DYNA模塊,鼠標(biāo)左鍵按住將此模塊拖拽到右邊空白操作區(qū)。如下圖所示。

4.Grouser mesh格柵網(wǎng)： 當(dāng)車輛在軟土上運(yùn)行時(shí)，用點(diǎn)來定義接觸是不夠的。因此，必須提供更多的點(diǎn)，以在格柵的表面形成斑塊。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以將格柵的長度和深度劃分為若干段。例如，當(dāng)起點(diǎn)節(jié)點(diǎn)數(shù)為5，終點(diǎn)節(jié)點(diǎn)數(shù)為13，長度段為2，深度段為4時(shí)，軌道鏈接光柵的網(wǎng)格劃分如下。

包括重啟動、材料模型、輸入位移、邊界條件以及接觸等設(shè)置都進(jìn)行了優(yōu)化，還增加了與Ansys Fluent進(jìn)行單項(xiàng)熱耦合的功能；同時(shí)，針對顯式計(jì)算的特點(diǎn)，優(yōu)化了網(wǎng)格劃分的功能，增加了新的網(wǎng)格質(zhì)量指標(biāo)，提升了LS-DYNA分析中網(wǎng)格的質(zhì)量；而全新產(chǎn)品Ansys Forming是一款一體化金屬沖壓仿真軟件，通過利用LS-DYNA求解器的速度和準(zhǔn)確性，能夠以數(shù)字方式設(shè)計(jì)和驗(yàn)證金屬薄板成形流程的每一步。

前處理測試： 此算例的沖壓過程包含重力、拉延、修邊、回彈四個(gè)步驟，從設(shè)置過程看，ANSYS Forming比同類軟件有幾個(gè)顯著進(jìn)步的地方: 2.1：網(wǎng)格自動劃分 用戶可以做到全程無感（后臺自動處理），當(dāng)然用戶也可以在必要時(shí)對網(wǎng)格參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，筆者測試的幾個(gè)例子，都無需調(diào)整 2.2 簡化了工藝設(shè)置過程 此軟件，對已經(jīng)有同類應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的用戶，可以很快上手，學(xué)習(xí)成本極低

圖6定義玻璃失效模式接下來可以正常的劃分網(wǎng)格、定義小球的初速度以及玻璃的邊界條件，如圖6、圖7所示，小球初速度100m/s，玻璃四周固定，求解時(shí)長0.0005s。圖6網(wǎng)格劃分圖7邊界條件通過LS-Prepost查看求解結(jié)果，如圖8所示。圖8玻璃破碎過程最后,有相關(guān)需求歡迎通過公眾號聯(lián)系我們公zhong號:320科技工作室

</p><p class="ql-align-justify">步驟二：將坐標(biāo)信息導(dǎo)入ANSYS或ABAQUS中，結(jié)合軟件自帶建模語言進(jìn)行建模及網(wǎng)格劃分，四面體網(wǎng)格可通過hypermesh進(jìn)行精細(xì)網(wǎng)格劃分，也可采用自編網(wǎng)格投影法進(jìn)行六面體網(wǎng)格劃分，不同方法均存在利弊。

上次AUTODYN | 教你畫過渡網(wǎng)格首先創(chuàng)建2D網(wǎng)格。2D，打開edit element選擇好單元，點(diǎn)擊point，開始手動花線進(jìn)行切分網(wǎng)格在兩個(gè)網(wǎng)格中間畫出V型線點(diǎn)擊split或者按鼠標(biāo)滾輪，劃分完畢。往期回顧經(jīng)驗(yàn)分享學(xué)習(xí)分享 | 如何入門LS-DYNA？