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05.LS-DYNA初始速度加载

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LS-DYNA中的初始速度关键字*INITIAL_VELOCITY用于为模型中的节点、部件或刚体施加初始平动或转动速度,是动态仿真中定义初始条件的重要工具。许多冲击模型都包含初始速度(Initial Velocity),初始速度定义关键字如下。


 *INITIAL_VELOCITY:对节点集*SET_NODE 定义初始速度。

 *INITIAL_VELOCITY_NODE:定义节点初始速度。

 *INITIAL_VELOCITY_RIGID_BODY:定义刚体零件初始速度。

 *INITIAL_VELOCITY_GENERATION:既可以对节点集又可以对零件*PART或零件集*SET_PART 定义初始速度。

 *INITIAL_VELOCITY_GENERATION_START_TIME:针对零件集初始速度定义的生效不是从零时刻开始。

 *PART_INERTIA:定义刚体零件的初始速度。


除*INITIAL_VELOCITY_RIGID_BODY和*PART_INERTIA 是专门针对刚体定义之外,其他几个关键字定义对象都是弹性体或者弹性体与刚体的混合。


【1】关键字:*INITIAL_VELOCITY

目的:使用节点集ID确定初始节点速度。

关键字:

初始速度关键字01.png        


左右滑动

初始速度关键字02.png        



初始速度关键字03.png        


HyperMesh中定义*INITIAL_VELOCITY关键字的操作方法:在功能区Solver界面空白区域右击,在弹出的快捷菜单中选择Create,选择*INITIAL,最后选择*INITIAL_VELOCITY命令新建一个关键字,然后在功能区的下半部分对其相关参数进行设置,在弹出的快捷菜单中选择Edit命令,然后在界面菜单区对其内部变量进行定义。


hm创建initial_v.png  


注意:所有初始速度的定义都必须是有质量的节点或者有材料定义的零件。


> NSID:节点集*SET_NODE的ID号。

如果不定义,则表示模型中所有带质量的节点都被包含在内。需要注意的是,如果用户不定义该项,则 HyperMesh和LS-DYNA会默认选择模型中所有的质量节点,但是如果用户做了特别定义,则被选择的节点都必须是质量节点,否则提交计算会导致LS-DYNA 求解器报错。


> NSIDEX:排除在初始速度定义之外的节点集*SET_NODE的ID号。

当不需要定义初始速度的节点数量较少时,用排除法可以提高操作效率。被排除在外的节点仍然可以通过第三排变量VXE、VYE、VZE 定义初始速度。NSID、NSIDEX 两个变量只需要定义一个即可。


> BOXID:对应*DEFINE_BOX>BOXID,即最终被定义初始速度的节点是NSID 与BOXID 的交集。

对于刚体零件,只要刚体的质心位置处于BOX之内,即视为该刚体被包含在BOX之内:被定义了VXE、VYE、VZE初始速度的NSIDEX 的节点不受BOXID定义的影响。


> IRIGID:当刚体在此处定义的初始速度与其*PART_INERTIA 中定义的初始速度发生冲突时,或当 rigidlink 单元的节点在此处定义的初始速度与其在*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY_INERTIA 中定义的初始速度发生冲突,IRIGID的值将决定哪一个的优先级更高。

  • IRIGID=*SET_PART>SID:该*SET_PART 中的刚体如果在本*INITIAL_VELOCITY 中已经定义了初始速度,同时刚体的*PART_INERTIA 的内部相关变量也定义了初始速度,则*INITIAL_VELOCITY 的定义将覆盖*PART_INERTIA 内部关于初始速度的定义。

  • IRIGID=-1:所有*PART INERTIA 及*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY_INERTIA 中定义的初始速度都将被*INITIAL_VELOCITY 的定义覆盖;如果 BOXID 有定义,则仅指定BOX 内部所有的刚体的*PART_ INERTIA 及*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY_INERTIA 中定义的初始速度被覆盖。

  • IRIGID=-2:所有*PART_INERTIA 及*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_BODY_INERTIA中定义的初始速度都将被*INITIAL_VELOCITY的定义覆盖。
    > ICID:局部坐标系ID。如果局部坐标系有定义,则初始速度的方向即相对于局部坐标系的坐标轴。> VX、VY、VZ:初始速度在x、y、z坐标轴的分量。

> VXR、VYR、VZR:初始角速度在x、y、z坐标轴的分量。
VXE、VYE、VZE:当NSIDEX 有定义时,其指向的*SET_NODE 中的节点被排除在初始速度定义范围之外,此时可通过VXE、VYE、VZE3个变量单独定义初始速度。


>VXRE、VYRE、VZRE:NSIDEX指向的*SET_NODE中的节点单独定义初始角速度。


【2】刚体定义初始速度:*INITIAL_VELOCITY_RIGID_BODY

作用:给刚体定义初始速度

关键字:

刚体初始速度_关键字01.png        

左右滑动

刚体初始速度_关键字02.png        




>PID:刚体零件的ID,每次只能定义一个刚体。


>VX、VY、VZ:X/Y/Z方向的平动速度,定义数值时注意单位制的统一性。


>VRX、VRY、VRZ:X/Y/Z方向的转动角速度,角度的单位是rad(弧度)。


> ICID:局部坐标系的ID,该项为非必要定义项。


当定义了局部坐标系后,上述初始速度、角速度的方向即为相对于局部坐标系的坐标轴方向。当发生ICID 冲突时,此处依据ID选择的局部坐标系很有可能与用户最初的定义不符进而导致初始速度的方向不符,因此建议用户在提交计算前的模型整体最终检查环节注意这一点。



         
END          
       
        

来源:CAE碰撞仿真指导
LS-DYNAHyperMeshGID材料
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首次发布时间:2025-06-25
最近编辑:5小时前
CAE碰撞仿真指导
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03.LS-DYNA集中力加载

一、集中力关键字介绍关键字:*LOAD_NODE_POINT/SET作用:对一个节点或一组节点中的每个节点施加集中的节点力。施加对象:节点或SET。关键字: 上述关键字为给ID为11的节点SET施加Z向的集中力(Set中的每一个节点施加相同的集中力),载荷曲线ID为999。动力学显式计算的力是一个有时间历程的力,即力是时间的函数,而静态隐式计算的力是一个确定的、不变的数值。因此定义力需要定义一个力的时间历程的曲线。该曲线必须从坐标原点开始而不可以在零时刻就有力产生,时间历程要大于模型运行时间,即*CONTROL_TERMINATION 中变量 ENDTIM定义的数值。参数含义:> NID:集中力施加的节点的ID。> DOF:力的自由度设置,既定义力的方向,也定义力的类型。DOF=1:沿x轴方向的集中力。DOF=2:沿y轴方向的集中力。DOF=3:沿z轴方向的集中力。DOF=4:沿后续变量M1、M2、M3定义的指定方向的集中力。DOF=5:沿x轴方向的力矩。DOF=6: 沿y轴方向的力矩。DOF=7:沿z轴方向的力矩。DOF=8:沿后续变量M1、M2、M3定义的指定方向的力矩。> LCID:当用曲线定义力时输入曲线的ID。对应*DEFINE_CURVE>LCID;当用一个函数表达式定义力时,对应*DEFINE_FUNCTION>FID。>SF:力加载曲线的比例系数,仅对曲线的纵坐标即力值进行缩放。> CID:局部坐标系的ID。DOF 变量定义的力的方向即相对于该坐标系,如不定义则默认采用全局坐标系。二、HyperMesh创建集中力点击Hypermesh的界面菜单Analysis,然后点击Forces,出现下属载荷加载界面。 > Nodes:指定加载节点。用户可以在图形区选择多个节点,则最终会在每个节点上施加一个后续定义的集中力;每个节点上可以同时定义多个集中力,如果用户定义在某个节点上的集中力的矢量并非坐标轴的正方向而是存在一个夹角,再次导入CAE模型时HyperMesh也会自动将其沿X、Y、Z轴方向分解为3个分量。>选择加载方向:可以选择全局坐标系,X/Y/Z三个方向;也可以选择N1、N2、N3三个点定义方向,3个节点依据右手法则确定加载力的方向,单击左侧的下拉按钮可以选择其他定义方向的方式。> Magnitude=:加载曲线的比例系数,其是对力的曲线的纵坐标即力的数值进行比例放大或缩小。如果是负值则表示力的方向与N1、N2、N3定义的方向相反。> Curve:选择力的时间历程曲线。>Xscale=:加载曲线的比例系数,其是对力的曲线的横坐标即时间进行比例放大或缩小。> Relative size=:力的图标在图形区显示的尺寸的大小,加载力定义完成后也可以随时调整该数值。> Create:创建约束。 END 来源:CAE碰撞仿真指导

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