关键字:*BOUNDARY PRESCRIBED_MOTION。
作用:给结构添加强制位移、速度、加速度后,结构会按照强制的指令进行运动,一般加载对象为刚体,常常运用在座椅预压发泡、座椅碰撞分析等,相关详细信息可参考LS-DYNA_Manual_Volume_I_R13。
施加对象:节点、SET或者刚体
常用的关键字:
>节点添加加速度:
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_NODE(Accl)
>节点添加位移:
*BOUNDARY_PRESCRIBED_ MOTION_NODE(Disp)
>节点添速度:
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_NODE(Vel)
>刚体添加加速度:
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_ RIGID(Accl)
>刚体添加位移:
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID(Disp)
>刚体添加速度:
*BOUNDARY PRESCRIBED MOTION_RIGID(Vel)
>刚体添加速度(局部坐标):
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID_LOCAL(Accl)
>刚体添加位移(局部坐标):
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID_LOCAL(Disp)
>刚体添速度(局部坐标):
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID_LOCAL(Vel)
>SET添加加速度:
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_SET(Accl)
>SET添加位移:
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_SET(Disp)
>SET添加速度:
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_SET(Vel)
强制位移/速度/加速度
关键字:*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID
功能:给刚体施加速度,加速度或位移边界条件,在结构动力学分析中这是用 得最多的边界条件之一,如给刚体加载强制位移,调用关键字如下。
通过关键字*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID给刚体施加强制位移;因为LS-DYNA为显式分析,其原理为基于上一步结果通过中心差分法对时间积分求解当前结果,所以加载载荷需要定义一条时间曲线,通过关键字*DEFINE_CURVE定义曲线;选择VAD=3可以定义速度相对于位移的曲线。
参数含义:
关键字卡片中有8个变量(如上图关键字显示),每个变量占用10个字符的长度。第1行变量ID和TITLE不算在卡片内,因此不是必须定义项,但是在k文件中以手写方式输入该关键字时,如果用户要定义ID号,则关键字的名称必须变为*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGIG_ID。
>PID:刚体零件的PARTID号。如果有多个刚体,即使其他变量的定义都一样也需要写多个卡片。
>DOF:自由度,即强制位移、速度、加速度的方向。
DOF=1:x向平动自由度,即刚体沿x向平动。
DOF=2:y向平动自由度。
DOF=3:z向平动自由度。
DOF=4: 沿变量VID 指定的向量平动。
DOF=5:x向转动自由度,即刚体绕x轴转动。
DOF=6:y向转动自由度。
DOF=7:z向转动自由度。
DOF=8:绕变量VID指定的向量转动。
> VAD:选择是定义强制位移、速度还是定义加速度。
VAD=0:刚体速度。
VAD=1:刚体加速度。
VAD=2:刚体 位移。
VAD=3:速度相对于位移,也就是说前面3个参数对应的位移、速度、加速度都是时间的函数,后续的LCID(Load Curve ID)对应的曲线的横坐标都是时间,而这个参数对应的速度却是位移的函数,后续的LCID对应的曲线的横坐标是位移。
> LCID:加载曲线ID号。
对应于*DEFINE_CURVE>LCID。LS-DYNA 显式计算的加载必须是一个曲线(大多数情况下是时间历程曲线),即使是一个定值也至少要通过3 点来定义一条折线,即从原点开始,在很短时间内(如0.1ms)上升到指定值并保持该定值到指定时刻。
> SF:比例系数,该系数是对LCID指定曲线的纵坐标的比例系数。实际上就是加载位移的大小。
如曲线上述关键字中SF=50,曲线Y轴=1,DOF=1,表示:ID为1001的刚体,沿着X向加载50mm的强制位移。
>VID:向量(Vector)ID,当加载的方向不是坐标轴的方向时,可以在空间定义一个向量,以该向量的方向为加载的方向。
> DEATH:加载失效时间,默认为直到计算终止。
> BIRTH:加载生效时间,默认为0时刻。
注意:
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID(disp) 只能对刚体零件定义强制位移,如果是弹性体则可将其固定于一个刚体上,然后对该刚体定义强制位移,或者对弹性体上的节点(可以框选)采用关键字*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_NODE(Disp)定义强制位移。
*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION可以通过直接编写k文件定义其功能(编写上述关键字及参数),也可以通过Hypermesh创建其功能;接下来演示如何通过Hypermesh创建刚体的强制运动。
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,可以创建刚体强制位移、速度、加速度;如下演示。
设置位移、速度、加速度它们都对应同一个关键字*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID,只不过在选择的同时HyperMesh 自动定义了关键字内部卡片中的变量VAD的值。以定义强制位移为例,创建位移界面如下,选择相关参数后,点击Create即创建强制运动的LoadCollector。
> Comps:选择刚体。图中绿色零件。
对应的是关键字参数中的PID,只能是刚体即以材料*MAT_020定义的零件。
当选择多个刚体时,HyperMesh 会自动为每个刚体定义一个*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID,或者将这些相同的关键字合并成同一个关键字下面的多张卡片。
> curve:对应的是关键字参数中的LCID,选择定义的位移曲线。
>xscale=:针对加载曲线横坐标的比例系数。
> dofl~dof6:选择强制运动的自由度,选择DOF=1,即按照X方向平动。也可以选择多个dof,定义不同的方向,HyperMesh 会自动将其转换为同一个关键字下面的多个卡片,dof后面的数值即对应关键字参数中的变量SF,即相对于加载曲线纵坐标的比例系数。
> relative size=:加载图标在图形区的显示尺寸,下图中的三角形标志。
创建强制位移的Load Collector。