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。
目的:使用节点集ID确定初始节点速度。
关键字:
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。
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。
作用:给刚体定义初始速度
关键字:
>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。