01.LS-DYNA单元类型介绍_LS-DYNA_碰撞_非线性_理论

01.LS-DYNA单元类型介绍

对于有限元仿真分析，在建立有限元模型时，选择不同的单元进行分析通常会有不同的结果。在选择单元类型时，主要考虑结构的几何形状、加载的工况条件、分析的目的、以及计算经济性，通过综合考虑选择最适用的单元类型。

形状复杂的结构往往需要几种不同的单元去离散。如对于厚薄不均的空间结构，可能在很厚的部位采用三维单元，而在较薄的部位采用壳单元。即便采用相同的维数，也可能由于结构应力梯度的不同而采用不同精度的单元。

LS-DYNA的单元类型包括：

◆ 壳单元（Shell）

◆ 体单元(Solid)

◆ 梁单元(Beam)

◆ 弹簧单元(Spring)

◆ 质量单元(Mass)

◆ 惯性单元（Inertia）

◆ 安全带单元（Seatbelt）

◆ ALE、Euler、Lagrange单元

各类单元有多种理论算法（Element Formulation），具有大位移、大应变和大转动性能；单元的节点处计算速度、加速度和位移，单元积分点处计算应力和应变。

LS-DYNA采用线性形函数，所以是低阶单元，早期版本曾采用20节点的高阶体单元，但在用于高速碰撞等动力分析问题中，运算速度过低，对中间节点的接触处理困难，在大变形情况下没有低阶单元稳定，所以后来采用的都是低阶单元，并且高斯积分体单元采用中心单点积分，壳单元采用面内中心单点积分，壳厚度方向多点积分，当然LS-DYNA也提供多点积分的个积分单元供用户选择。线性形函数和单点积分的显式单元能很好的用上大变形和材料失效，接触等高度非线性问题。

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来源：CAE碰撞仿真指导

06.简化Johnson-Cook模型-MAT98

*MAT_SIMPLIFIED_JOHNSON_COOK模型是LS-DYNA中的98号材料模型，材料卡片为MAT98。1.材料介绍 MAT98是一种不考虑温度效应的简化Johnson-Cook弹塑性动态本构模型。适用于应变率在大范围内变化的问题。与完全Johnson-Cook模型（材料类型15）的区别是忽略热效应和损伤；简化Johnson-Cook弹塑性模型适用于壳单元和梁单元。2.材料本构 *MAT_SIMPLIFIED_JOHNSON_COOK模型为动态的弹塑性模型，其本构关系为：其中，A、B、C和n是输入常数；是有效塑性应变；是有效应变率，计算如下：如果粘塑性选项处于活动状态（VP=1.0），则参数SIGMAX和SIGSAT被忽略，因为这些参数使得塑性应变迭代循环难以实现。粘塑性选项用有效塑性代替上述方程中的有效塑性应变率。3.材料参数设置ID：材料ID；RO：质量密度；E：杨氏模量；PR：泊松比；A：常数参数A；B：常数参数B；N：常数参数N；C：常数参数C；VP：应变率公式；EPS0：准静态下的应变速率。20号钢材料参数： END 来源：CAE碰撞仿真指导