06.LS-DYNA对材料应变率处理的方法_LS-DYNA_瞬态动力学_碰撞_非线性_理论_爆炸_材料

06.LS-DYNA对材料应变率处理的方法

LS-DYNA 作为一款广泛应用于瞬态动力学仿真的显式有限元软件，对材料应变率效应的处理是其核心功能之一。LS-DYNA 提供了多种内置材料模型，通过本构方程直接引入应变率效应。

方法1：Cowper-Symonds模型

方法1：Cowper-Symonds模型，动态的屈服应力是根据Cowper-Symonds材料本构，通过定义C、P计算出来。

Cowper-Symonds公式：

C：应变率敏感系数，单位：s⁻¹

P：硬化指数，无量纲

应用场景：金属材料（如钢、铝）的动态响应，适用于爆炸、冲击等中高应变率场景。

典型参数值：钢的 𝐶≈40s⁻¹，P≈5

优缺点：公式简单、参数易获取，但对极高应变率（>10⁴ s⁻¹）可能不准确。

方法2：指数定律

方法2：指数定律，指数定律是使用下面的公式计算屈服应力的，参数“n”决定应变率的缩放大小。

应用场景：聚合物、生物材料等高应变率敏感材料。

特点：参数𝑛直接控制应变率缩放强度，𝑛>0时材料随应变率强化。

方法3：屈服应力是应变率的函数

方法3：屈服应力是应变率的函数；定义LCSS实现不同应变率的处理。

应用场景：需直接关联实验数据的情况，如自定义应变率-屈服应力表格。
优缺点：高度灵活，但需精确实验数据支持。

方法4：定义应力比例系数和应变率曲线

方法4：定义一条曲线，表示静态屈服应力的缩放比例系数和应变率之间的函数；通过定义LCSR实现不同应变率的处理。

应用场景：已知静态屈服应力，动态行为以比例系数描述（如材料测试数据丰富时）。

方法5：定义不同应变率的应力-应变曲线

方法5：表格输入对应不同应变率的硬化曲线，输入一系列的应力-应变曲线（每一条曲线对应不同的应变率）。

针对24号材料有3种考虑方法，即上述方法中的1、3、4。通过合理选择方法，可有效模拟材料在动态载荷下的复杂响应，平衡计算效率与精度需求。

END

来源：CAE碰撞仿真指导

11.整车碰撞仿真输出设置介绍

在LS-DYNA中进行碰撞仿真时，输出设置是确保仿真结果有效性和分析效率的关键环节，输出设置直接影响结果质量、分析效率及工程决策。通过精细配置输出内容、频率及格式，用户既能捕获关键物理现象，又能优化资源利用，最终确保仿真服务于设计验证与优化的根本目标。一、输出设置的作用整车碰撞仿真中输出至关重要，大致作用如下。【1】控制输出数据类型关键物理量记录：指定需要输出的变量（如位移、应力、应变、接触力、加速度等），确保仿真结果包含分析所需的关键数据。能量监控：输出动能、内能、沙漏能等能量项，用于验证仿真的能量守恒，判断模型合理性（如沙漏能是否异常）。接触信息：记录接触力、滑移量等，评估接触行为是否符合预期（如部件穿透或分离）。【2】调节输出频率与间隔时间步/时间间隔控制：通过设置输出步长（如DT参数）或固定时间间隔，平衡数据精度与存储开销。例如，碰撞峰值可能因输出间隔过大而被遗漏。事件驱动输出：在关键阶段（如碰撞瞬间）提高输出频率，捕捉瞬态现象。【3】管理输出文件格式与类型结果文件：生成二进制文件（如d3plot用于动画、d3thdt用于时间历程数据），节省存储空间并加速读写。ASCII文件：导出文本格式（如GLSTAT全局统计、MATSUM材料能量）以便第三方工具（如Excel、MATLAB）处理。分块输出：将大型模型数据按部件或区域分割，便于局部分析。【4】优化计算与存储效率压缩与并行写入：启用二进制压缩减少文件体积，利用并行I/O加速数据写入。选择性输出：仅输出关注区域或部件的数据，减少冗余。二、输出关键字说明整车碰撞仿真输出各关键字功能如下，每一个具体参数含义可参考往期文章：03_《LS-DYNA控制卡片介绍》三、关键字参数设置推荐说明：以下输出关键字数据来源于公开书籍《基于LS-DYNA和HyperWorks的汽车安全仿真与分析》，胡志远、曾毕强、谢书港编著。 END 免责声明：本文部分内容来自网络资料，版权归原作者所有；仅用于学习交流，若涉及版权请联系作者，将及时修订删除。来源：CAE碰撞仿真指导