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02.LS-DYNA约束介绍

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一、约束关键字介绍

  • 关键字*BOUNDARY_SPC_NODE/SET。

  • 作用约束是通过限制CAE 模型中一些节点的自由度来限制结构的运动状态。


  • 施加对象:节点或SET。


  • 关键字含义:

         
         

上述关键字为给节点ID号为1001、1002、1003的三个节点施加3个平动和3个转动的约束;六个自由度为dofx、dofy、dofz、dofrx、dofry、dofrz,1表示约束,0表示放开。。对一个节点集 合施加约束的关键字*BOUNDARY_SPC_SET 与之相比唯一的区别是,卡片1的第一个变量是NSID。


>ID:约束定义关键字的 ID。如果用户定义了该项,则关键字自动变为*BOUNDARY SPC NODE_ID;如果用户不定义该项,提交计算不会报错,但是再次导入、导出HyperMesh时会被自定义一个ID。


> TITLE:约束定义的命名,为非必要定义项。


>NID:约束施加的节点的NID。*BOUNDARY_SPC_SET 关键字的该项变量 NSID 对应*SET NODE>SID,即节点集的ID。


>CID:局部坐标系ID号。CID=0表示采用全局坐标系。当约束的自由度方向与全局坐标系方向不一致时可以定义局部坐标系,使该局部坐标系的坐标轴的方向与约束的自由度的方向相同;全约束或者全不约束时局部坐标系与全局坐标系没有区别。


> DOFX:沿坐标轴X方向的平动(translation)自由度。定义值为1表示约束该方向的自由度,不定义或者值为0表示不约束该方向的自由度。


> DOFY:沿坐标轴Y方向的平动(translation)自由度。定义值为1表示约束该方向的自由度,不定义或者值为0表示不约束该方向的自由度。


> DOFZ:沿坐标轴Z方向的平动(translation)自由度。定义值为1表示约束该方向的自由度,不定义或者值为0表示不约束该方向的自由度。


> DOFRX:沿坐标轴X方向的转动(rotation)自由度。定义值为1表示约束该方向的自由度,不定义或者值为0表示不约束该方向的自由度。


> DOFRY:沿坐标轴Y方向的转动(rotation)自由度。定义值为1表示约束该方向的自由度,不定义或者值为0表示不约束该方向的自由度。


> DOFRZ:沿坐标轴Z方向的转动(rotation)自由度。定义值为1表示约束该方向的自由度,不定义或者值为0表示不约束该方向的自由度。


二、 HyperMesh创建约束


在HyperMesh中,在功能区 Solver 界面空白处右击,在弹出的快捷菜单中选择Create→*BOUNDARY命令,可以创建约束。


HM_SPC.png  


点击关键字后,出现创建约束界面;


image.png  


> nodes:在图形区模型中选择需要约束自由度的节点。可以用鼠标左键单击单选,也可以用shift+鼠标左键框选。虽然只选择单个节点进行约束理论上并不为错,但是我们推荐大家至少要选择一个单元的4个节点或者rigidlink的主节点,因为单点约束容易导致减缩积分单元的沙漏问题。


> relative size=:约束图标在图形区的显示尺寸。对模型节点施加约束后,在图形区会显示一个三角形的约束标识,三角形顶点的数字1~6表示该节点的哪些自由度受到约束。约束图标太小,用户不容易发现约束究竟施加在模型中的哪些节点上;约束图标太大,影响用户对约束施加的准确位置的判断。约束图标的尺寸可以随时调整,即使不定义节点约束时调整该数值也可以适时改变图形区约束图标的显示尺寸。


> dofl~dof6:节点的6个自由度。dofl~dof3分别是节点在x、y、z3个方向的平动自由度,dof4~dof6分别是节点在x、y、z3个方向的转动自由度,哪一项被选中即表示该方向自由度被约束。


> Create:创建约束



 

 

           
END
         

       


来源:CAE碰撞仿真指导
LS-DYNAHyperMesh理论GID
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-06-25
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01.LS-DYNA边界条件及载荷介绍

有限元对结构进行计算分析时,边界条件的施加至关重要。施加什么样的边界条件,就有什么样的计算结果,边界条件不同计算结果也不同。有限元结构分析时,计算结果只对边界条件负责,只要所选的边界条件满足有限元平衡方程求解要求,就能得到正确结果。边界条件主要用来描述CAE模型与外界的关系模型内部各部分之间的相互关系,边界条件同时是驱使模型发展、变化的“动力”。常见的边界条件有约束、载荷(集中力/压力/重力/力矩等)、强制运动(位移/速度/加速度)、接触等;本系列主要分享常用的边界条件的使用方法,系统整理便于大家学习。一、载荷加载LS-DYNA 加载采用的是*LOAD 关键字,可以施加集中力,均布力,爆炸冲击波、重力等各种载荷。1、集中力*LOAD_NODE_POINT:对点添加载荷*LOAD_NODE_POINT_SET:对SET集合添加载荷集中力2、均布力*LOAD_SEGMENT/*LOAD_SEGMENT_SET:加载压强*LOAD_BEAM_OPTION:给梁单元表面施加均布力均布力3、重力*LOAD_BODY_Z:Z向添加重力4、轴向力*INITIAL_AXIAL_FORCE_BEAM:梁单元轴向力(螺栓预紧力)5、冲击波*LOAD_BLAST:提 供 一 种 简 单 的 方 法 施 加 爆 炸 冲 击 波 , 需 要与 *LOAD_SEGMENT 、*LOAD_SEGMENT_SET 或*LOAD_SHELL_OPTION 结合才能施加。*LOAD_SSA:提供一种简单的方式给结构施加一个水下爆炸冲击波的影响,可考虑最初的爆炸和随 后的气泡振动的影响。 6、给刚体施加集中力/力矩*LOAD_RIGID_BODY:与*LOAD_NODE_OPTION 功能相同,只不过是给一个刚体施加节点集中力或力矩, 作用的点是刚体的质心或绕总体坐标轴(力矩)。7、温度热载荷*LOAD_THERMAL_OPTION:在结构分析中定义节点温度热载荷,仅仅用于结构分析,不用于热分析或热/结构耦 合分析。二、约束LS-DYNA 施加各种约束采用的是*CONSTRAINED 关键字,可以定义铰链、焊点、铆接、节 点刚体等各种约束关系。1、约束节点*BOUNDARY_SPC_NODE:对节点添加约束。*BOUNDARY_SPC_NODE_SET:对节点集*SET_NODE 添加约束。约束2、刚体和刚体约束*CONSTRAINED_RIGID_BODIES:约束两个刚体,使从刚体跟随主刚体运动。 3、刚体和变形体约束*CONSTRAINED_EXTRA_NODES_OPTION:对于刚体与变形体的相互连接关系,只能采用该关键字(对于变形体与变形体之间的相互连接关系 ,采 用 的 是 *CONSTRAINED _NODE_SET ,生成节点刚体。4、焊接连接*CONSTRAINED_GENERALIZED_WELD_OPTION:定义通常的点焊、片焊、接焊等一般焊接连接,可以定义各种失效准则,如塑性失效, 断裂失效。 5、铰链连接*CONSTRAINED_JOINT_OPTION:定义各种铰链,如球铰、转动铰、万向铰等。三、边界条件LS-DYNA 通过关键字*BOUNDARY_OPTION 施加各种边界条件,当然对不同的求解 领域有不同的边界条件,如结构分析的速度、位移边界条件,热分析的温度、辐射、对流边 界条件等。1、强制运动*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION :给一系列节点或刚体施加速度/加速度/位移,按照强制指令来运动。2、地面和刚性墙*RIGIDWALL:地面和刚性墙也是一种约束,即限制研究对象只能在地面以上进行运动或者刚性墙的一侧运动。四、初始速度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。 END 来源:CAE碰撞仿真指导

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