ANSYS LS-DYNA 显式动力学 培训手册 第一天.ppt

April 30, 1999 欢迎 ! 欢迎使用ANSYS/LS-DYNA 显式动力学 培训手册! 这个培训课程包括将ANSYS 前后处理器和LS-DYNA显式求解器有效结合起来完成高度非线性及瞬态分析的过程。 同时ANSYS 隐式求解器可以与LS-DYNA显式求解器一起使用来扩展应用范围。 假设使用者已经了解ANSYS中基本的静态非线性和动力学分析过程，如金属塑性分析，接触及瞬态现象，及基本的建模和网格划分技术，如选择逻辑的概念。 培训安排 第1天 概述、单元、part定义 第2天 载荷边界、求解控制、后处理 第3天 材料、接触 第4天 重启动、显式－隐式连续求解、隐式－显式连续求解 第5天 跌落分析、总结、讨论 培训目标和方式 培训目标: 判断问题属于显式求解或隐式求解的能力。 熟练利用ANSYS/LS-DYNA完成显式动力学分析的过程。 获得在显式动力分析中有效解决问题的实际经验 培训方式: 培训手册和习题集是这套幻灯的拷贝文档。 习题集的练习用来强化每一章所学习的内容。 概述 第1-1章 概述 本章目标 本章包括显式动力学和ANSYS/LS-DYNA 程序的背景、应用、理论以及概述。 主题: A. 什么是 ANSYS/LS-DYNA ? B. ANSYS/LS-DYNA的应用 C. 隐式和显式方法的比较 D. 临界时间步 E. 文件系统 F. 习题 概述 A. 什么是 ANSYS/LS-DYNA? 显式动力学有限元程序的基本目标 用来求解高度非线性瞬态动力学问题 对大范围的接触类型有效 丰富先进的材料模型 强大的大变形分析能力 ANSYS 和LS-DYNA 程序的无缝结合 将LS-DYNA 求解器完全集成到 ANSYS程序中 所有的前后处理使用ANSYS标准格式 GUI 完全类似于通用ANSYS程序 支持隐式－显式顺序求解能力 概述 … 什么是 ANSYS/LS-DYNA? 完美的显式和隐式求解技术的结合 ANSYS 前后处理: 所有的显式动力学特定的命令有EDxx前缀 用户化ANSYS GUI能有效的执行显式问题 支持所有的固体建模和布尔操作 允许直接输入IGES, Pro/E, ACIS, Parasolid等几何模型 支持所有的ANSYS自由网格划分技术 可以使用APDL 和优化设计 支持所有的通用后处理器特性和动画宏 专业的时间－历程后处理器 LS-DYNA 求解器 市场上最快的显式求解器 比其他任何显式程序具有更多的特性 完全版本的 LS-DYNA (带有气囊，空气包, 安全带, 炸药模型等) 完全版的LS-POST后处理器 概述 B. ANSYS/LS-DYNA 的应用 防撞性分析 ANSYS/LS-DYNA 适合波的传播分析: 整车碰撞 汽车部件分析 所有汽车工业的碰撞 轿车 卡车 公共汽车 火车 轮船 航行器 概述… ANSYS/LS-DYNA 的应用 制造过程的模拟 深拉 液压成形 超弹成形 轧制 挤压 冲压 加工 钻 所有的这些成形过程可以利用LS-DYNA 程序的质量缩放和变化工具速度功能来模拟 概述… ANSYS/LS-DYNA 的应用 接触/碰撞 跌落试验 摆锤碰撞试验 喷气发动机扇片的包容性分析 大范围的接触分析类型 概述… ANSYS/LS-DYNA 的应用 非线性屈曲 阶越屈曲 声波的传播 失效分析 概述C. 显式和隐式方法的比较 概述 … 显式－隐式方法的比较 隐式时间积分: 时间t+Dt 时计算平均加速度－位移: 概述 … 显式－隐式方法的比较 显式时间积分 用中心差分法在时间 t 求加速度: 其中 {Ftext}为施加外力和体力矢量, {Ftint}为下式决定的内力矢量: Fhg 为沙漏阻力 (见 单元 一章) ；Fcont 为接触力. 速度与位移用下式得到: 概述 … 显式－隐式方法的比较 显式时间积分（续）: 新的几何构形由初始构形{xo}加上位移增量 获得 非线性问题: 集中质量矩阵需要简单求逆 方程非耦合，可以直接求解 (显式) 无须对刚度矩阵求逆，所有非线性（包括接触） 都包含在内力矢量中 内力计算是主要的计算部分 无须收敛检查 保持稳定状态需要小的时间步 概述 … 显式－隐式方法的比较 隐式时间积分 对于线性问题，时间步可以任意大（稳定）。 对于非线性问题，时间步由于收敛困难变小 显式时间积分 当时间步小于临界时间步时稳定 概述D. 临界时间步 杆件的临界时间步长 自然频率: 临界时间步长: 概述… 临界时间步 ANSYS/LS-DYNA在计算所需时间步时检查