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基于DYNA的碰撞分析建模指导原则

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单元


类型

        任何情况下避免使用三角形壳单元, 四面体单元,  五面体单元 (刚体中可以使用 )

        如果有三角形壳单元,  在*CONTROL_SHELL中设置             ESORT=1

        如果有四面体,  五面体单元,  在*CONTROL_SOLID 中设置  ESORT=1


壳单元中的翘曲刚度

        当翘曲时默认的单元公式太软

        对关键部件中的翘曲单元, 当 ELFORM=2 时设置 BWC=1 ,  以及…

        为翘曲刚度使用计算慢的 FULL projection 设置(PROJ=1),因为 DRILL projection 阻止了刚体转动 .


。 对壳单元公式 16, 设置沙漏公式 IHG 等于 8,  调用翘曲刚度

。 壳厚度的更新 (ISTUPD in *CONTROL_SHELL) 通常在碰撞分析中是不推荐使用的 (金属成型中要求)可能导致数值计算不稳定

。 有塑性变形的壳,  沿厚度方向至少取 3 个积分点。



材料


  • 在塑性模型中考虑应变率影响时,  设置 VP=1

            使用塑性应变率而不是总应变率

            可产生更光滑的响应


  • 泡沫的应力 - 应变曲线应该进行光滑处理

  •   null shells 和  null beams 的密度会包含在总的质量中

          除非有意增加质量,  否则设置null shells 和  null beams 的密度为小值 .

  • 曲线定义的本构数据其横坐标应能包含预期的工作范围。  必要时曲线会被LS-DYNA外插处理 .



连接

  • Nodal rigid bodies

避免一个节点的节点刚体以及在数值上有非常小惯量的刚性体,因为它们会被删除并有一个警告信息写到 D3HSP 文件中。

  • Joints

定义的空间节点副做连接

增加连接惩罚因子时需要小心

可能为了避免不稳定要求更小的时间步长

  • 离散的弹簧

弹簧的节点不能无质量

如果是 NON_LINEAR, 定义拉伸和压缩刚度

只使用 N1 到 N2 定向



  • 可变性点焊

避免 “ 自由的/悬浮的 ” 点焊

检查没有绑定的点焊的节点 (查看d3hsp中的警告信息 )

在接触中不要包含点焊

如果使用*CONTACT_SPOTWELD_TORSION,在壳中调用刚度阻尼


       Solid spotwelds show promise



沙漏



  • 如果使用 *CONTROL_HOURGLASS, 在需要的时候可定义指定 part 的 *HOURGLASS 卡片覆盖整体的沙漏定义,当导入验证过的屏障/头模型时需要小心

  • 对金属和塑性部件,  推荐使用刚度公式的沙漏控制, I HQ=4, 沙漏系数 QM = 0.03

  • 对泡沫和橡胶,  推荐假设应变沙漏控制 (IHQ=6) 或者粘性公式沙漏控制,对大变形, IHG=4 或者 5 刚度公式的沙漏控制会引起过于刚硬的响应,  即使是在减少沙漏系数的情况下


刚体



  • 鼓励对刚体划分较细化的网格

                几乎不增加计算费用

                更真实的质量性质和接触力的分布

  •  在*MAT_RIGID 中指定合理的弹性常数:影响接触刚度

  • 不要在刚体的节点上施加约束:在*MAT_RIGID的卡片2 中施加约束


初始速度


  • 在 t = 0 时画出速度矢量图来检查初始速度

  • 特别检查刚体的初始速度

          PART_INERTIA 会取代所有的其它定义的初始速度

          如果刚体的初始速度无法加上,  使用双精度或者970 版本中的initial_velocity 命令中的 RIGID 选项



接触

  • 划分网格时注意正确地定位壳的中性面

  • 尽量使用 AUTOMATIC 接触

  • 如果报告有小的初始穿透,  可使用 IGNORE=1

  • 不同材料的接触,  推荐使用 SOFT=1

  • 避免多余的接触定义

  • 提前的节点释放可能会导致矛盾的结果

      对很薄的壳增加接触厚度

  •   对安全带, 直接指定接触厚度 (SST)

  • 指定体单元的接触厚度, SLDTHK and SLDSTF (Opt. Card B)

  • 如果包含体的接触计算不好

      更简单的方法是用一层空壳单元覆盖于体表面



后处理

  • 动画结果检查是否有不合理的现象,  例如部件之间的穿透

  • 检查 GLSTAT 和 MATSUM 中的能量

            使用 *CONTROL_ENERGY 打开相关能量的计算设置

            能量比应该保持在 1.0 附近

            沙漏能相对于内能来说应该比较小

            如果接触中没有摩擦,   GLSTAT 中的接触能量应小

            如果接触摩擦不是零,  接触能量是正的且不一定小 .

  • 系统增加的质量应该小于系统物理总质量的 1%    (检查   GLSTAT 文件)


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首次发布时间:2026-03-27
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