LS-DYNA是一个用于非线性动力分析的有限元软件,常用于碰撞分析、爆炸模拟等;加载方式有很多种,包括力、压力、加速度等等。而重力作为一种体积力,应该通过施加加速度来实现。
*LOAD_BODY_Z 用于在LS-DYNA中施加沿全局Z轴方向的重力(体积力),模拟结构在重力作用下的响应。其本质是为模型中的质量施加一个均匀的加速度场(如重力加速度)。适用于静态或动态分析中的自重加载,如建筑物沉降、跌落测试、地震分析等。
重力作用于整个模型或者指定区域所有的节点上,重力是体力中使用频率最高的一种,重力通过施加重力加速度实现。*LOAD_BODY_Z的内部变量,只有1个卡片。关键字*LOAD_BODY_X/Y/Z/RX/RY/RZ/VECTOR共用1个卡片,只是需要定义的内部变量有差异。
>LCID:重力加速度曲线的ID,对应*DEFINE_CURVE>LCID,加速度的方向默认沿z轴方向。如果关键字改为*LOAD_BODY_X,则加速度的方向默认沿x轴方向,其他关键字依此类推。
>SF:重力加速度曲线的比例系数,仅针对曲线的纵坐标进行比例缩放。
> LCIDDR:动态松弛曲线ID,定义重力时采用默认值。
>XC、YC、ZC:定义关键字*LOAD_BODY_RX/RY/RZ时用,即角速度的方向与x、y、z轴夹角的余弦值。
> CID:局部坐标系ID。如果定义了局部体系,则前面LCID曲线定义的加速度方向即相对于局部坐标系的z轴,不定义则默认相对于全局坐标系的z轴。
任何有质量的物体都无法摆脱重力的束缚,对于所有物体来说重力是一直存在的,但是与其他力的加载曲线的定义一样,LCID选择的曲线仍然要从坐标原点开始而不应当从零时刻开始就存在加速度。以 mm-ms-kg-kN 单位制为例,通常定义重力加速度的曲线需要3个点,分别是(0,0)、(0.1,1)、(150,1)通过变量SF来定义重力加速度的值9.81e-3。
使用*DEFINE_CURVE定义加速度随时间的变化,重力加速度的单位一定要保持一致。重力加速度为9.81m/s²=9.81×10-3mm/ms2
单位一致性:确保 SCALE 的单位与模型单位制匹配(如长度单位是米还是毫米)。示例:若模型单位为 mm-ton-s,重力加速度应输入 9806 mm/s²(而非9.81 m/s²)。
显式积分中的时间步长:显式分析中,重力加载需足够时间使结构响应稳定(建议通过动态松弛或准静态分析实现)。
部件选择:若仅需对部分结构施加重力,需正确定义 NSID 和 SELTYP。
方向验证:确保模型的Z轴与实际重力方向一致,否则需调整模型或使用旋转关键字(如 *DEFINE_TRANSFORMATION)。