HyperMesh&LS-DYNA 控制卡片

目录

一．控制卡片………………………………………………………………………1

二．控制卡片使用原则……………………………………………………………1

三．控制卡片的建立………………………………………………………………1

四．控制卡片参数说明……………………………………………………………2

*CONTROL_BULK_VISCOSITY（体积粘度控制）…………………… 2

*CONTROL_CONTACT（接触控制）…………………………………… 2

*CONTROL_CPU（CPU时间控制）………………………………………4

*CONTROL_ENERGY（能量耗散控制）……………………………… 4

*CONTROL_HOURGLASS（沙漏控制）……………………………… 4

*CONTROL_SHELL（单元控制）……………………………………… 5

*CONTROL_TERMINATION（计算终止控制卡片）………………… 7

*CONTROL_TIMESTEP(时间步长控制卡片)………………………… 7

*DATABASE_BINARY_D3PLOT（完全输出控制）…………………… 9

*DATABASE_BINARY_D3THDT……………………………………… 10

*DATABASE_BINARY_INTFOR（接触面二进制数据输出控制）……10

*DATABASE_EXTENT_BINARY（输出数据控制）……………………10

*DATABASE_OPTION（指定输出文件）……………………………… 12

*CONTROL_OUTPUT……………………………………………………15

*CONTROL_DYNAMIC_RELAXATION（动力释放）……………… 16

*DATABASE_BINARY_OPTION（二进制文件的输出设置）…………17

一．控制卡片

碰撞分析控制卡片包括求解控制和结果输出控制， 其中*KEYWORD 、 *CONTROL_TERMINATION 、 *DATABASE_BINARY_D3PLOT 是必不可少的。其他一些控制卡片如沙漏能控制、时间步控制、接触控制等则对计算过程进行控制，以便在发现模型中存在错误时及时的终止程序。

后面将逐一介绍碰撞分析中经常用到的控制卡片，并对每个卡片的作用进行说明。

二．控制卡片使用规则

卡片相应的使用规则如下：

•   大部分的命令是由下划线分开的字符串, 如*control_hourglass 字符可以是大写或小写；

•   在输入文件中，命令的顺序是不重要的(除了*keyword 和*define_table)；

•   关键字命令必须左对齐，以*号开始；

•   第一列的“$ ”表示该行是注释行；

•   输入的参数可以是固定格式或者用逗号分开；

•   空格或者 0 参数,表示使用该参数的默认值。

三．控制卡片的建立

控制卡片可通过以下方式建立：

•   用 HyperMesh 在 LS-DYNA 模板下，选择 Analysis 面板点击 control cards,选择相应卡片；

•   直接在 key 文件中输入。

下面介绍在 HyperMesh 中给出碰撞分析中经常使用的卡片的参数设置。

 四．控制卡片参数说明

1.*CONTROL_BULK_VISCOSITY（体积粘度控制）

体积粘度是为了解决冲击波。

    【Q1】缺省的二次粘度系数（1.5）。

    【Q2】缺省的线性粘度系数（0.06）。

    【IBQ】体积黏性项。

             EQ.-1：标准。（对于单元类型为 2，10，16 的壳单元）

             EQ.+1：标准。（默认）

2.*CONTROL_CONTACT（接触控制）

【SLSFAC】滑动接触惩罚系数 ，默认为 0.1。当发现穿透量过大时，可以调整该参数。

【RWPNAL】刚体作用于固定刚性墙时，刚性墙罚函数因子系数，为 0.0 时，不考虑刚体与刚性墙的作用；>0 时，刚体作用于固定的刚性墙，建议选择 1.0。

【ISLCHK】接触面初始穿透检查，为 0 或 1 时，不检查。为 2 时，检查。

【SHLTHK】在 STS 和 NTS 接触类型中，即在面-面接触和点-面接触类型中考虑壳单元厚度的选项。选项 1 和 2 会激活新的接触算法。厚度偏置通常包括在单面接触、 约束算法、自动面面接触和自动点面接触类型中。 

    EQ.0：不考虑厚度偏置。

    EQ.1：考虑厚度偏置但刚体除外。

    EQ.2：考虑厚度偏置，包括刚体。

【PENOPT】对称刚度检查。如果两个接触物体的材料性质与单元大小的巨大差异，引起接触主面与从面之间接触应力不匹配，可能导致计算不稳定和计算结果不切实际，这时可以调整该选项克服。

    EQ.0：自动设为 1。

    EQ.1：接触主面和从节点刚度的最小值。（默认）

    EQ.2：用接触主面的刚度值。（过去的方法）

    EQ.3：用从节点的刚度值。

    EQ.4：用从节点的刚度值，面积或质量加权。

    EQ.5：与 4 相同，但是厚度加权。通常不推荐使用。

选项 4 和 5 推荐在金属成型计算中使用。

【THKCHG】单面接触中考虑壳单元厚度变化的选项。

    EQ.0：不考虑。（默认）

    EQ.1：考虑壳单元厚度变化。

【ORIEN】初始化过程中接触面截面自动再定位选项。

    EQ.0：自动设为 1。

    EQ.1：仅自动（part）输入时激活。接触面由 part 定义。

    EQ.2：手动（segment）和自动输入（part）都激活。

    EQ.3：不激活。

【ENMASS】对接触过程中销蚀掉的节点的质量的处理。该选项影响所有当周围单元失效而自动移除相应节点的接触类型。通常，销蚀掉的节点的移除会使计算更稳定，但是质量的减少会导致错误的结果。

    EQ.0：从计算中移除销蚀的节点 。（默认）

    EQ.1：保留体单元销蚀的节点并在接触中继续起作用。

    EQ.2：保留体单元和壳单元销蚀的节点并在接触中继续起作用。

【USRSTR】每个接触面分配的存储空间，针对用户提供的接触控制子程序。

【USRFRC】每个接触面分配的存储空间，针对用户提供的接触摩擦子程序。

【NSBCS】接触搜寻的循环数（使用三维 Bucket 分类搜索），推荐使用默认项。 

【INTERM】间歇搜寻主面和从面接触次数。

【XPENE】接触面穿透检查最大乘数，默认 4.0。

【SSTHK】在单面接触中是否使用真实壳单元厚度，默认 0,不使用真实厚度。

【ECDT】时间步长内忽略腐蚀接触。

3.*CONTROL_CPU（CPU 时间控制）

 【CPUTIM】用于电流相位分析或重启动。

     EQ.0：没有 CPU 时间限制。

4.*CONTROL_ENERGY（能量耗散控制）

【HGEN】沙漏能计算选项。该选项需要大量存储空间，并增加 10%的计算开销。

计算结果写入 glstat 和 matsum 文件中。

    EQ.1：不计算沙漏能。（默认）

    EQ.2：计算沙漏能并包含在能量平衡中。

【RWEN】延迟能量耗散选项。计算结果写入 glstat 文件中。（默认）

    EQ.1：不计算刚性墙能量耗散。

    EQ.2：计算刚性墙能量耗散并包含在能量平衡中。

【SLNTEN】接触滑移能耗散选项 。（如果有接触那么这个选项设置成 2）。计算结果写入 glstat 和 sleout 文件中。

    EQ.1：不计算滑移面能量耗散。

    EQ.2：计算滑移面能量耗散并包含在能量平衡中， 【RYLEN】阻尼能耗散选项。计算结果写入 glstat 文件中。

    EQ.1：不计算阻尼衰减能量耗散。（默认）

    EQ.2：计算阻尼衰减能量耗散并包含在能量平衡中。

5.*CONTROL_HOURGLASS（沙漏控制）

 【IHQ】总体附加刚度或黏性阻尼方式选项；

    EQ.1：标准 LS-DYNA 类型。（默认）

    EQ.2：Flanagan-Belyschko 积分类型。

    EQ.3：有精确体积的 Flanagan-Belyschko 积分类型。

    EQ.4：类型 2 的刚度形式。

    EQ.5：类型 3 的刚度形式。

    EQ.6：········

    EQ.8：适用于单元类型为 16 的全积分壳单元。当 IHQ=8 时，激活翘曲刚度，以得到精确解。该选项会增加 25%的计算开销。

在壳单元中，IHQ<4 的是基于 Belyschko-Tsay 公式的粘性沙漏控制模式，【IHQ】=4，5，6 为刚度控制模式。刚度控制模式在大变形问题中可能使响应变得过于刚硬，使用时要注意。在高速问题中推荐采用粘性模式，在低速问题中推荐采用刚度模式。对于大变形问题，推荐使用选项 3 或 5。

【QH】沙漏能系数 ,超过 0.15 会导致计算不稳定。可适用于除 IHQ=6 以外的所有选项。

 备注：对个别组件的沙漏控制，可通过先建立沙漏属性集 合器，再从组件集 合器中调用沙漏属性的方法实现。

6.*CONTROL_SHELL（单元控制）

【WRPANG】壳单元翘曲角度。当某个翘曲角度大于给定值时，会输出警告信息。默认值为 20；

【ESORT】 自动挑选退化的四边形单元，并处理为 CO 三角形单元公式，以保证求解稳定。

    EQ.0：不挑选。（默认）

    EQ.1：完全挑选并处理。

【IRNXX】单元法线更新选项。该选项影响 Hughes-Liu，Belytschko-Wong-Chiang，和 Belytschko-Tsay 单元公式。当且仅当翘曲刚度选项被激活时，即 BWC=1 时，以上单元公式才受影响。对于Hughes-Liu 壳单元类型 1，6 和 7，IRNXX 必须设为-2 以调用上表面或下表面作为参考面。

    EQ.-2：··········

    EQ.-1：每个循环都重新计算法线方向。

    EQ.0：自动设为-1。

    EQ.1：重启动时计算。

    EQ.n：每 n 个循环重新计算法线方向。（只适用于 Hughes-Liu 壳单元类型） 

【ISTUPD】单元厚度改变选项。该选项对所有壳单元变形有影响。

    EQ.0：不变化。

    EQ.1：膜变形引起厚度改变。该选项对金属板料成型或所有膜片拉伸作用很大的情况都很重要。

【THEORY】壳单元使用的理论。（默认的是 Belytschko-Tsay，面内单点积分，计算速度很快，采用 Co-rotaional 应力更新，单元坐标系统置于单元中心，基于平面单元假定，建议在大多数分析中使用）。 

【BWC】针对 Belytschko-Tsay 单元的翘曲刚度。

    EQ.1：增加 Belytschko-Wong-Chiang 公式的翘曲刚度。

    EQ.2：Belytschko-Tsay 单元公式。不增加翘曲刚度。（默认）

【MITER】平面应力塑性选项，默认为 1。（运用于材料 3，18，19 和 24）。

    EQ.1：3 次交叉迭代。（默认）

    EQ.2：完全迭代。

    EQ.3：不迭代。可能导致错误，慎用。

【PROJ】在 Belytschko-Tsay 和 Belytschko-Wong-Chiang 单元中翘曲刚度投影方法。这个方法主要运用于显示分析，如果是隐式分析，那此项无效 。 默认为 0。

【OTASCL】为旋转单元质量定义一个缩放系数。（不太常用）。

【INTGRD】通过厚度数值积分法则的默认壳单元。当积分点为 1 到 2 个的时候使用 Gauss 积分，当积分点从 3 个到 10 的时候使用 Lobatto 积分，积分点为 2 个时，Lobatto 法则非常不准，须用Gauss 积分。

【LAMSHT】薄壳理论开关。0：不更新切应变修正；1：薄壳理论切应变修正。

【CSTYP6】第 6 种壳单元坐标系的选用。1：可变的局部坐标系（默认）；2：统一局部坐标系（计算结果有偏差，但效率比较高）。 

【TSHELL】允许热传导通过有厚度的壳单元。

更多内容见附件

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