LS-DYNA显式时间步长与沙漏控制.ppt

LS-DYNA 显式时间步长与沙漏控制显式时间积分基于时间积分的中心差分法时刻 tn的运动方程(无阻尼) Man=Pn-Fn+Hn M -对角质量阵 P -外部载荷+体力 F -内力( stress divergence vector ) H -沙漏阻力显式时间积分 an=(Pn-Fn+Hn)/ M accelerations at tn Vn+1/2=Vn-1/2+an Δ tn velocities at tn+1/2 un+1=un+ Vn+1/2 Δ tn+1/2 displacements at un+1 显式时步计算时间步长= tssf * L/c Tssf= 时间步长缩放因子( default= ) L= 单元的特征长度 C= 材料的声速 L/c 表示一个弹性应力波传过这个单元的时间时步和最高的频率成反比ω= sqrt(k/m) 例如:梁单元的轴向模态 k=EA/L; m= ρ AL ω= sqrt(EA/ ρ AL^2)= sqrt(E/ ρ)/L=c/L 材料声速高密度高刚度材料有高的声速材料声速( m/s) STEEL 5240 ALUMINUM 5328 TITANIUM 5220 PLEXIGLASS 2598 WATER 1478 AIR 331 特征长度 L 体单元或厚壳单元 L=volume/areamax side 壳单元 L=area/lengthmax edge (Default) L=area/lengthdiagonal L=area/lengthmin side 梁单元 L=beam length 显式时间步长的计算离散的弹簧和长度无关(刚度直接给定) 和节点质量和弹簧刚度有关系时步缩放因子( tssf) 本质上来说,安全因子是确保计算的稳定默认是 (爆炸模型取 ) 如果计算不稳定或结果有疑问,可减小到 或更小(或者是用双精度计算) 运行时间的一些说明仿真分析运行的时间决定于: 问题的分析时间时步大小(材料性质,单元大小) LS-DYNA 使用所有单元时步的最小时步单元的数目/单元公式接触类型(通常影响不大) 附加计算选项的设置(如:二阶应力更新,沙漏能的计算,沙漏控制的类型等) 计算机的速度/CPU 的数目 CPU 用时的估计估计的 CPU 用时可以通过发送开关命令( sw2) 得到假定时间步长保持不变 SOFT =1推荐在包含软材料接触的情况下使用,如泡方等。或者用于不同网格密度间的接触缩短运行时间有些模型,运行时间短,不是问题。对于大模型或准静态模拟,运行时间是重要的。通常,可采用下面几个步骤来减少显式仿真的运行时间。当求解不正常时及早中断避免不必要的小单元软化材料(不建议使用) 使用单点积分单元公式(推荐的公式) 删除引起时步减少的单元时间缩放(增大载荷,减少载荷作用时间) 质量缩放(增加质量) 有时使用隐式分析是一种高效的方法