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先看第二個(gè)選項(xiàng)（創(chuàng)建內(nèi)部區(qū)域），這里的內(nèi)部區(qū)域是指的由實(shí)體上的平面或曲面圍成的封閉空間（當(dāng)然是空心的），創(chuàng)建出填充空心空間的實(shí)體。如果選擇的所有實(shí)體沒有組成這樣一個(gè)空心、封閉空間的時(shí)候，這個(gè)選項(xiàng)什么都不能得到。

涉及船舶結(jié)構(gòu)的幾何處理，模型建立，碰撞分析，結(jié)果處理等各個(gè)方面。設(shè)置方法程詳細(xì)，結(jié)果結(jié)果合理。 1. 概述 LS-DYNA 是ANSYS Workbench中一款顯式動(dòng)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(shì)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。

以下重點(diǎn)介紹在項(xiàng)目內(nèi)建模型的方法(同公制常規(guī)模型方法),基本思路是先建長方體實(shí)體，然后用空心剪切，多剪切的部分進(jìn)行實(shí)體拉伸、實(shí)體放樣回填，然后通過連接命令完成建模。具體步驟如下。

軟件支持轉(zhuǎn)換的常見梁截面類型：角鋼 、工字鋼 、槽鋼 、T型材 、空心圓管 、實(shí)心圓管 、空心方管 、扁鋼 、外卷邊槽鋼 、Z型鋼 。另外，本軟件還支持慣性矩、慣性積等梁截面參數(shù)的梁截面類型轉(zhuǎn)換，但并不建議采用這種方式，因?yàn)楸痉绞降慕Y(jié)果精度受模型建立者的技術(shù)水平影響較大且不利于模型檢查。軟件支持坐標(biāo)系類型：直角坐標(biāo)系、圓柱坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系。

我們先解讀第二個(gè)選項(xiàng)（創(chuàng)建內(nèi)部區(qū)域），這里的內(nèi)部區(qū)域是指的由實(shí)體上的平面或曲面圍成的封閉空間（當(dāng)然是空心的），創(chuàng)建出填充空心空間的實(shí)體。如果選擇的所有實(shí)體沒有組成這樣一個(gè)空心、封閉空間的時(shí)候，這個(gè)選項(xiàng)什么都不能得到。這個(gè)選項(xiàng)對(duì)于流體分析非常有用，用于取出流體區(qū)域，比如復(fù)雜閥體、管路中的空心區(qū)域（只需要在開口位置使用平面或者實(shí)體進(jìn)行封堵就可取得封閉空間的三維實(shí)體）。

在14級(jí)荷載作用下，空心樓蓋板底的有限元等效塑性應(yīng)變?nèi)鐖D4 (a)所示，試驗(yàn)的裂紋分布如圖4 (b)所示，可見數(shù)值模擬與試驗(yàn)得到的現(xiàn)象是較為接近的。綜述所述，所建立的有限元模型能較為準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)構(gòu)件的剛度、變形和破壞現(xiàn)象。圖3 試驗(yàn)和數(shù)值模擬位移對(duì)比圖4 14級(jí)荷載下空心樓蓋板底的試驗(yàn)現(xiàn)象與數(shù)值模擬對(duì)比5.

模型介紹 本模擬主要研究單傘、三傘、四傘在重力場(chǎng)中負(fù)載重物下的展開情況，模型具體尺寸為（傘長，展開面積，傘繩長度），對(duì)于重物端采用實(shí)體建模，分為重物和托盤2部分組成，托盤與柔性傘繩采用共節(jié)點(diǎn)方式連接，初始狀態(tài)預(yù)設(shè)軸向預(yù)緊力，模擬貨物在重力狀態(tài)下的拉緊狀態(tài)。

2.2.2 單元選取試件在有限元模擬過程中，混凝土采用三維實(shí)體單元C3D8R進(jìn)行模擬，這種單元類型能夠適應(yīng)較大的網(wǎng)格扭曲，即大應(yīng)變分析問題；由于空心球支座、調(diào)節(jié)墊板，以及連接螺栓形狀的不規(guī)則性，為了建模及網(wǎng)格劃分的便捷，采用C3D10進(jìn)行模擬；節(jié)點(diǎn)模型中，由于只考慮縱筋、箍筋承受的拉壓作用，不考慮彎矩的作用，故采用三維線性單元T3D2進(jìn)行模擬[5,6]。

1 分布槽等建立三維模型本文中所涉及的主要裝置包括有：空心管、分布槽和導(dǎo)流片，模型是運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行繪制建立，分別建立空心管、分布槽和導(dǎo)流片的模型后，再將三個(gè)零件組裝成一個(gè)整體，形成所要分析的具體模型。將三維設(shè)計(jì)軟件輸出的文件保存成可以被Ansys軟件讀取應(yīng)用的類型，在Ansys spaceclaim中對(duì)該模型進(jìn)行簡(jiǎn)化、流道抽取等操作。為后續(xù)進(jìn)行仿真分析做準(zhǔn)備。

摘要：在LS-DYNA分析中經(jīng)常會(huì)使用實(shí)體單元與殼體單元以滿足不同部位的分析要求，這就存在殼與實(shí)體單元連接時(shí)自由度不匹配的問題。本文詳述三種不同的連接方法案例。如果不需要傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)可以使用合并節(jié)點(diǎn)法和約束法，合并節(jié)點(diǎn)法要求節(jié)點(diǎn)重合，計(jì)算效率最高，約束法不要求節(jié)點(diǎn)重合。接觸法可以傳遞轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸法使用最為靈活，消耗的計(jì)算資源較多。

構(gòu)建SPH粒 子模型的兩種方法：（1）采用網(wǎng)格-無網(wǎng)格轉(zhuǎn)換的方法建立聚能裝藥的 SPH 粒子計(jì)算模型。該方法是將有限元網(wǎng)格單元轉(zhuǎn)換為 SPH 粒子，新生成的 SPH 粒子坐標(biāo)位于原有網(wǎng)格單元的質(zhì)心，粒子的質(zhì)量與網(wǎng)格單元的質(zhì)量相同，其占據(jù)的體積為原有網(wǎng)格單元的體積。（2）先分別建立炸藥和藥型罩的空心外殼，然后在其中填充等間距的SPH粒子。

連接器組件內(nèi)的所有幾何體都是實(shí)體幾何結(jié)構(gòu)，因此這里使用實(shí)體單元，連接器最重要的組件是接頭和插頭，它們使用四面體單元進(jìn)行建模，并在聲學(xué)分析中用作邊界單元，接頭和插頭的插入針均使用六面體單元進(jìn)行建模，目的是模擬準(zhǔn)確的接觸行為，接觸對(duì)仿真結(jié)果會(huì)有影響。

SPG方法能夠使用所有的有限元實(shí)體單元對(duì)應(yīng)的材料模型，LS-DYNA中有300+種材料模型，其中混凝土材料模型種類非常多，SPG方法不僅能夠處理中低速的加工過程，也能處理材料的高速?zèng)_擊破壞、侵徹模擬。

采用不共節(jié)點(diǎn)分離式建模法建立計(jì)算模型，梁?jiǎn)卧?em>實(shí)體單元采用CLIS方法進(jìn)行耦合。<span style="color: rgb(255, 0, 0);">案例主要的作用是計(jì)算方法和思路的學(xué)習(xí)，模型中所用材料均來自于公開文獻(xiàn)，請(qǐng)讀者知悉。

本文基于顯式動(dòng)力分析軟件LS-DYNA，針對(duì)固定式鋼覆復(fù)合材料防船撞裝置開展碰撞仿真研究。通過建立1000噸級(jí)船舶精細(xì)化有限元模型、混凝土橋墩三維實(shí)體模型以及鋼覆復(fù)合材料防撞裝置多尺度耦合模型，模擬了船舶-防撞裝置-橋墩系統(tǒng)的碰撞動(dòng)力學(xué)行為。重點(diǎn)分析了碰撞過程中防撞裝置的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，獲取了碰撞力時(shí)程曲線、能量吸收分布及結(jié)構(gòu)損傷演變規(guī)律。

插件生成的模型之間均不會(huì)相交，可控制試件、多面體、纖維的尺寸、形狀、數(shù)量等參數(shù)；可實(shí)現(xiàn)鋼纖維混凝土等復(fù)合材料三維幾何模型參數(shù)化構(gòu)建，實(shí)體模型可導(dǎo)入LS-Dyna、ANSYS、HFSS、Workbench、COMSOL、ABAQUS等有限元軟件直接進(jìn)行仿真模擬，也可導(dǎo)入Hypermesh、ANSA等CAE前處理工具進(jìn)行劃分網(wǎng)格，或進(jìn)行彎鉤纖維、多面體骨料的三維模型繪圖渲染，用于科研繪圖。

將模型幾何色彩顯示調(diào)整為By 2D Topo和By 3D Topo時(shí)模型顯示效果如下圖所示：分析二者顯示特點(diǎn)可以總結(jié)出結(jié)論：幾何這種對(duì)象本身對(duì)于面surfs和實(shí)體solids就不好區(qū)分。有些面是外表面其內(nèi)部是空心的，這就需要我們明了模型里的幾何對(duì)象（包含點(diǎn)線面體）到底是實(shí)體（solids）還是空心殼（surfs）。

操作流程及不同頁簽提供的功能將在以下一一簡(jiǎn)述：Import：匯入幾何文件或網(wǎng)格模型(支持Moldex3D、LS-DYNA)。如同此頁，RTM Wizard 的各頁簽均會(huì)提供Check Tools 來讓使用者確認(rèn)自由邊及干涉的問題。

控制參數(shù)中“時(shí)長”為動(dòng)力學(xué)模擬算法運(yùn)行的時(shí)間長度，應(yīng)設(shè)置合理的堆積模擬運(yùn)行時(shí)間，以確保所有多面體完成重力堆積并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，到達(dá)設(shè)定的運(yùn)行時(shí)間后，插件將在CAD內(nèi)建立堆積實(shí)體模型。