汽車(chē)碰撞仿真LS-DYNA控制卡片關(guān)鍵字

1、2011-4-14汽車(chē)碰撞分析LS-DYNA 控制卡片的設(shè)置作者:張遠(yuǎn)嶺 碰撞分析控制卡片包括求解控制和結(jié)果輸出控制，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、時(shí)間步控制、接觸控制等則對(duì)計(jì)算過(guò)程進(jìn)行控制，以便在發(fā)現(xiàn)模型中存在錯(cuò)誤時(shí)及時(shí)的終止程序。 后面將逐一介紹碰撞分析中經(jīng)常用到的控制卡片，并對(duì)每個(gè)卡片的作用進(jìn)行說(shuō)明。 控制卡片大分的的命是是由下劃分分的的字符, 如*control_hourglass的字可以是大寫(xiě)或大在輸輸入文中，的命的的序是不不重的(除了*keyword 和*defi

2、ne_table) 關(guān)的的命必必須對(duì)對(duì)，以*號(hào)分始一一的“$”表示該行是注釋行輸輸?shù)牡膮⒖梢允鞘枪潭ǜ駥?xiě)者用用號(hào)分分定寫(xiě)者0 的參用該的參的的默認(rèn)卡片相應(yīng)的用規(guī)則如由：控制卡片用規(guī)則用hypermesh在LS-DYNA模板由，選擇Analysis面板點(diǎn)擊 control cards,選擇相應(yīng)卡片。直接在key入文中輸輸控制卡片的建立控制卡片可通過(guò)以由方格建立：由面介紹在hypermesh中給出碰撞分析中經(jīng)常用的卡片的的參設(shè)置1. KEYWORDKEY文件起始關(guān)鍵字。該卡片可不作任何設(shè)置。文件起始關(guān)鍵字。該卡片可不作任何設(shè)置。2. TITLE輸入標(biāo)題名稱輸入標(biāo)題名稱xxx。3. CONTROL_

3、ACCURACY提高計(jì)算精度的控制卡片。設(shè)置提高計(jì)算精度的控制卡片。設(shè)置INN值為值為2，其余默認(rèn)，不起作用。，其余默認(rèn)，不起作用?？刂瓶ㄆ瑓?shù)設(shè)置4. CONTROL_BULK_VISCOSITY體積黏性項(xiàng)q，人工施加壓力，用于處理應(yīng)力波傳播突變引起的不連續(xù)。Q1,Q2設(shè)置為默認(rèn),IBQ設(shè)為-1。5. CONTROL_CONTACT用于接觸面的計(jì)算修改?？刂颇Σ翍土P系數(shù)、接觸初始穿透檢查、接觸厚度等，設(shè)置見(jiàn)紅框，其余默認(rèn)?？刂瓶ㄆ瑓?shù)設(shè)置6. CONTROL_ENERGY用于控制沙漏能、耗散能、滑移能等的計(jì)算與否。全部設(shè)置成2，即全部參與計(jì)算。7. CONTROL_HOURGLASS用于沙漏

4、的控制,通過(guò)施加附加力來(lái)阻止沙漏變形。IHQ設(shè)置為5，QH默認(rèn)為0.1。8. CONTROL_OUTPUT用于設(shè)置輸出參數(shù)。設(shè)置如下，按紅色線框內(nèi)設(shè)置，其余默認(rèn)值?？刂瓶ㄆ瑓?shù)設(shè)置8. CONTROL_PARALLEL并行計(jì)算控制，最大可以使用4個(gè)CPU。9. CONTROL_SHELL殼單元控制10. CONTROL_TERMINATION計(jì)算終止控制卡片，控制計(jì)算終止時(shí)間，設(shè)置如下：計(jì)算終止控制卡片，控制計(jì)算終止時(shí)間，設(shè)置如下：控制卡片參數(shù)設(shè)置11. CONTROL_TIMESTEP計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)相關(guān)參數(shù)12. DATABASE_BINARY_D3DUMP設(shè)置如下：設(shè)置如下：13. DATA

5、BASE_BINARY_D3PLOT設(shè)置如下：設(shè)置如下：控制卡片參數(shù)設(shè)置14. DATABASE_BINARY_D3THDT設(shè)置如下：設(shè)置如下：15. DATABASE_BINARY_RUNRSF設(shè)置如下：設(shè)置如下：16. DATABASE_EXTENT_BINARY設(shè)置如下：設(shè)置如下：控制卡片參數(shù)設(shè)置17. DATABASE_BINARY_RUNRSF設(shè)置如下：設(shè)置如下：控制卡片參數(shù)設(shè)置控制卡片參數(shù)說(shuō)明 *CONTROL_TERMINATIONENDTIM：強(qiáng)制終止計(jì)算時(shí)間，必選，默認(rèn)0.0；ENDCYC：終止循環(huán)。在計(jì)算終止時(shí)間之前，程序達(dá)到指定循環(huán)次數(shù)即終止計(jì)算。DTMIN：確定最小時(shí)間

6、步長(zhǎng)TSMIN的因子。TSMIN=DTMIN * DTSTART，其中DTSTART為程序自動(dòng)確定的初始步長(zhǎng)。當(dāng)?shù)介L(zhǎng)小于TSMIN時(shí)，程序終止。ENDENG：能量改變百分比，超過(guò)設(shè)定值則終止計(jì)算。默認(rèn)0.0，不起作用；ENDMAS：質(zhì)量變化百分比，超過(guò)設(shè)定值則終止計(jì)算。僅用于質(zhì)量縮放DT2MS被使用時(shí)。默認(rèn)0.0 ，不起作用。$ ENDTIM ENDCYC DTMIN ENDENG ENDMAS 150 0 0.0 0.0 0.0*CONTROL_TIMESTEP(時(shí)間步長(zhǎng)控制卡片)$ DTINIT TSSFAC ISDO TSLIMT DT2MS LCTM ERODE MSIST 0.0

7、 0.9 2 0.0 -0.001 0 1 1$ DT2MSF DT2MSLC 計(jì)算所需時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)，要檢查所有的單元。出于穩(wěn)定性原因，用0.9（缺省）來(lái) 減小時(shí)間步：t = 0.9 l/c ，特征長(zhǎng)度l，和波的傳播速度c，都與單元的類(lèi)型有關(guān)。DTINIT：初始時(shí)間步長(zhǎng)，如為0.0，由DYNA自行決定初始步長(zhǎng)；TSSFAC：時(shí)間步長(zhǎng)縮放系數(shù)，用于確定新的時(shí)間步長(zhǎng)。默認(rèn)為0.9，當(dāng)計(jì)算不穩(wěn)定時(shí)，可以減小該值，但同時(shí)增加計(jì)算時(shí)間；ISDO：計(jì)算4節(jié)點(diǎn)殼單元時(shí)間步長(zhǎng)的（不同的值對(duì)應(yīng)特征長(zhǎng)度的不同算法，推薦使用2，因?yàn)榇诉x項(xiàng)可以獲得最大的時(shí)間步長(zhǎng)，但有三角形單元存在時(shí)會(huì)導(dǎo)致計(jì)算不穩(wěn)定）；TSLIMT：殼

8、單元最小時(shí)間步分配 ,使單元的時(shí)間步長(zhǎng)控制在最小時(shí)間步長(zhǎng)之上；只適用于使用*mat_plastic_kinematic,*mat_power_law_plasticity*mat_strain_rate_dependent_plasticity,*mat_piecewise_linear_plasticity等材料模型的殼單元，不建議使用該選項(xiàng)，因?yàn)槭褂肈T2MS選項(xiàng)更好。DT2MS：因質(zhì)量縮放計(jì)算得到的時(shí)間步長(zhǎng)。當(dāng)設(shè)置為一個(gè)負(fù)值時(shí)，初始時(shí)間將不會(huì)小于TSSFAC*|DT2MS|。質(zhì)量只是增加到時(shí)間步小于TSSAFC*|DT2MS|的單元上。當(dāng)質(zhì)量縮放可接受時(shí)，推薦用這種方法。用這種方法時(shí)質(zhì)量

9、增加是有限的，過(guò)多的增加質(zhì)量會(huì)導(dǎo)致計(jì)算終止。當(dāng)設(shè)置為正值時(shí)，初始時(shí)間步長(zhǎng)不會(huì)小于DT2MS。單元質(zhì)量會(huì)增加或者減小以保證每一個(gè)單元的時(shí)間步都一樣。這種方法盡管不會(huì)因?yàn)檫^(guò)多增加質(zhì)量而導(dǎo)致計(jì)算終止，但更難以作出合理的解釋。默認(rèn)為0.0，不進(jìn)行質(zhì)量縮放；LCTM：限制最大時(shí)間步長(zhǎng)的Load-curve,該曲線定義最大允許時(shí)間步長(zhǎng)和時(shí)間的關(guān)系（可選擇） ；ERODE：當(dāng)計(jì)算時(shí)間步長(zhǎng)小于TSMIN（最小時(shí)間步長(zhǎng)）時(shí)體單元和t-shell被自動(dòng)刪除。控制卡片的參說(shuō)明*CONTROL_SHELL$ WRPANG ESORT IRNXX ISTUPD THEORY BWC MITER PROJ 20 1 -1

10、 0 2 2 1全局控制殼單元參數(shù)卡片WRPANG：最大翹曲角度，默認(rèn)20度；ESORT：程序自動(dòng)把退化的四邊形單元處理為C0三角形單元公式；IRNXX：?jiǎn)卧ㄏ蚋麻_(kāi)關(guān)，該選項(xiàng)只對(duì)Hughe_Liu，Belytschko-Wong-Chiang,Belytschko-Tsay等公式起作用 。（默認(rèn)為-1，每次循環(huán)都重新計(jì)算單元方向）。 ISTUPD：?jiǎn)卧穸雀淖冞x項(xiàng)。該選項(xiàng)對(duì)所有殼單元變形有影響。 THEORY：殼單元使用的理論。（默認(rèn)的是Belytschko-Tsay，面內(nèi)單點(diǎn)積分，計(jì)算速度很快，采用Co-rotaional應(yīng)力更新，單元坐標(biāo)系統(tǒng)置于單元中心，基于平面單元假定，建議在大多數(shù)

11、分析中使用）BWC：針對(duì)Belytschko-Tsay單元的翹曲剛度。 MITER：平面應(yīng)力塑性選項(xiàng)，默認(rèn)為1。（運(yùn)用于材料3，18，19和24）。 PROJ：在Belytschko-Tsay和Belytschko-Wong-Chiang單元中翹曲剛度投影方法。這個(gè)方法主要運(yùn)用于顯示分 析，如果是隱式分析，那此項(xiàng)無(wú)效 。 默認(rèn)為0.MS1ST：限制第一步的質(zhì)量縮放，根據(jù)時(shí)間步確定質(zhì)量向量一次。默認(rèn)為0。DT2MSF：決定最小時(shí)間步長(zhǎng)的初始時(shí)間步長(zhǎng)縮減系數(shù)，如果使用，DT2MS=-DT2MSF*t。DT2MSLC：在顯示分析中把DT2MS指定為時(shí)間的函數(shù)，使用load-curve定義?？刂瓶ㄆ?/p>

12、參說(shuō)明ROTASCL：為旋轉(zhuǎn)單元質(zhì)量定義一個(gè)縮放系數(shù)。（不太常用）。INTGRD：通過(guò)厚度數(shù)值積分法則的默認(rèn)殼單元。當(dāng)積分點(diǎn)為1到2個(gè)的時(shí)候使用Gauss積分，當(dāng)積分點(diǎn)從3個(gè)到10的時(shí)候使用Lobatto積分，積分點(diǎn)為2個(gè)時(shí)，Lobatto法則非常不準(zhǔn)，須用Gauss積分。LAMSHT：薄殼理論開(kāi)關(guān) 。0：不更新切應(yīng)變修正；1：薄殼理論切應(yīng)變修正CSTYP6：第6種殼單元坐標(biāo)系的選用。1：可變的局部坐標(biāo)系（默認(rèn)）；2：統(tǒng)一局部坐標(biāo)系 （計(jì)算結(jié)果有偏差，但效率比較高）。TSHELL：允許熱傳導(dǎo)通過(guò)有厚度的殼單元?？刂瓶ㄆ膮⒄f(shuō)明*CONTROL_HOURGLASSIHQ QH 5 0.1沙漏控制

13、卡片IHQ：總體附加剛度或黏性阻尼方式選項(xiàng)；QH：沙漏能系數(shù) ,超過(guò)0.15會(huì)導(dǎo)致計(jì)算不穩(wěn)定。*CONTROL_BULK_VISCOSITYQ1 Q2 TYPE 0.0 0.0 -1體積黏度控制卡片Q1：二次黏性系數(shù) ；Q2：線性黏性系數(shù) 。TYPE：體積黏性項(xiàng)。（當(dāng)殼單元是類(lèi)型2，10和16時(shí)使用-1）。控制卡片的參說(shuō)明*CONTROL_CONTACT SLSFAC RWPNAL ISLCHK SHLTHK PENOPT THKCHG ORIEN ENMASS 0.1 1.0 2 2 1 0 1 0 USRSTR USRFRC NSBCS INTERM XPENE SSTHK ECDT TI

14、EDPRJ 0 0 0 0 0.0 0 0 0 SFRIC DFRIC EDC INTVFC TH TH_SF TIPEN_SF 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.9 0.0 IGNORE FRCENG 1 SLSFAC：滑動(dòng)接觸懲罰系數(shù) ，默認(rèn)為0.1。當(dāng)發(fā)現(xiàn)穿透量過(guò)大時(shí)，可以調(diào)整該參數(shù)；RWPNAL： 剛體作用于固定剛性墻時(shí)，剛性墻罰函數(shù)因子系數(shù)，為0.0時(shí)，不考慮剛體與剛性墻的作用，0時(shí)，剛體作用于固定的剛性墻，建議選擇1.0；ISLCHK：接觸面初始穿透檢查，為0或1（默認(rèn)）時(shí)，不檢查。為2時(shí)，檢查。SHLTHK：在STS和NTS接觸類(lèi)型中，是否考慮殼單元厚度對(duì)接觸過(guò)程的影響

15、，為0時(shí)，不考慮。為1時(shí)，除剛體以外考慮。為2時(shí)，全部考慮。在單面接觸、自動(dòng)面接觸等類(lèi)型中，殼厚度的偏移總是被考慮。PENOPT：對(duì)稱剛度檢查。如果兩個(gè)接觸物體的材料性質(zhì)與單元大小的巨大差異，引起接觸主面與從面之間接觸應(yīng)力不匹配，可能導(dǎo)致計(jì)算不穩(wěn)定和計(jì)算結(jié)果不切實(shí)際，這時(shí)可以調(diào)整該選項(xiàng)克服。為0或?yàn)?時(shí)，接觸主面與從節(jié)點(diǎn)中最小剛度值，為2時(shí)，主面剛度；為3時(shí)，從節(jié)點(diǎn)剛度。THKCHG：在單面接觸時(shí)考慮殼厚度的改變（默認(rèn)時(shí)不考慮）。ORIEN：在初始化時(shí)可選擇性的對(duì)接觸面部分自動(dòng)再定位。 控制卡片的參說(shuō)明ENMASS:接觸單元被腐蝕的質(zhì)量處理。0-節(jié)點(diǎn)被移除，1-體單元節(jié)點(diǎn)被保留，2-體單元?dú)?/p>

16、元節(jié)點(diǎn)被保留。USRSTR：每個(gè)接觸面分配的存儲(chǔ)空間，針對(duì)用戶提供的接觸控制子程序。USRFRC：每個(gè)接觸面分配的存儲(chǔ)空間，針對(duì)用戶提供的接觸摩擦子程序。NSBCS：接觸搜尋的循環(huán)數(shù)（使用三維Bucket分類(lèi)搜索），推薦使用默認(rèn)項(xiàng)。INTERM：間歇搜尋主面和從面接觸次數(shù)。XPENE：接觸面穿透檢查最大乘數(shù)，默認(rèn)4.0。SSTHK：在單面接觸中是否使用真實(shí)殼單元厚度，默認(rèn)0,不使用真實(shí)厚度。ECDT：時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)忽略腐蝕接觸。*CONTROL_OUTPUT$ NPOPT NEECHO NREFUP IACCOP OPIFS IPNINT IKEDIT IFLUSH 1 3 0 0 0.5 0 1

17、00 NPOPT：是否全部輸出。（如果選1，那么坐標(biāo)系、單元鏈接、剛性墻定義和初始速度將不輸出）。NEECHO：與NPOPT作用基本相同，只是可以屏蔽的輸出選項(xiàng)不同。（如果選擇3，則節(jié)點(diǎn)和單元都不輸出到echo文件）。NREFUP：beam單元的參考節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)是否更新，0不更新，1更新。IACCOP:：從時(shí)間歷程和節(jié)點(diǎn)速度得到平均加速度。時(shí)間歷程文件“d3thdt”;速度文件“nodout”O(jiān)PIFS：輸出接觸文件的時(shí)間間隔。IPNINT：輸出第一次循環(huán)所有單元的初始時(shí)間步長(zhǎng)，默認(rèn)0,輸出100個(gè)時(shí)間步最小的單元。IKEDIT：在D3HSP輸出間隔步的狀態(tài)，如果輸出glstat文件，忽略。IFL

18、USH：針對(duì)I/O緩存的時(shí)間步間隔數(shù)，默認(rèn)值5000，如果緩存不是空的，計(jì)算非正常終止，輸出文件將不完整。IPRTF：在RBDOUT和MATSUM中默認(rèn)輸出。該選項(xiàng)是為了降低輸出文件大小，排除一些不必要的輸出。控制卡片的參說(shuō)明*CONTROL_ENERGY$ HGEN RWEN SLNTEN RYLEN 2 2 2 2HGEN:沙漏能計(jì)算選項(xiàng)。（默認(rèn)選項(xiàng)1是不考慮沙漏能。選項(xiàng)2是計(jì)算沙漏能，并通過(guò)GLSTAT和MATSUM兩個(gè)ASCII文件輸出。）RWEN：延遲能量耗散選項(xiàng)。SLNTEN：接觸滑移能耗散選項(xiàng)。（如果有接觸那么這個(gè)選項(xiàng)設(shè)置成2）。RYLEN：阻尼能耗散選項(xiàng)。（默認(rèn)選項(xiàng)1是不考慮阻

19、尼能。選項(xiàng)2是計(jì)算阻尼能，并通過(guò)GLSTAT文件輸出。）*CONTROL_ACCURACY$ OSU INN PIDOSU 0 2 0OSU:顯示分析中旋轉(zhuǎn)機(jī)械修正項(xiàng) (second order objective stress updates)INN:殼和體單元的不變節(jié)點(diǎn)編號(hào) PIDOSU:Part ID更新 *CONTROL_PARALLEL$ NCPU NUMRHS CONST ACCU 4 0 1 1 NCPU：CPU使用數(shù)量。NUMRHS：內(nèi)存數(shù)。CONST：并行計(jì)算。（默認(rèn)設(shè)置為2，更快計(jì)算。）PARA：如果CONST=1，那么表示并行力集合。 控制卡片的參說(shuō)明*DATABASE_

20、ABSTAT 輸出安全帶相關(guān)計(jì)算結(jié)果，如體積、壓力、質(zhì)量、密度等。僅在安全氣囊分析時(shí)使用。*DATABASE_AVSFLT 輸出AVS數(shù)據(jù)，與*DATABASE_EXTENT_AVS配合使用。*DATABASE_BNDOUT 輸出邊界力及能量。與關(guān)鍵字*LOAD_NODE_SET（定義載荷邊界）以及關(guān)鍵字*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_OPTION（定義位移邊界）等配合使用。*DATABASE_DEFGEO 輸出變形幾何信息。*DATABASE_DEFORC 輸出離散單元作用力信息*DATABASE_ELOUT 輸出單元計(jì)算結(jié)果，如應(yīng)力應(yīng)變等。必須和*DATABASE_

21、HISTORY_OPTION配合使用，該命令定義輸出單元編號(hào)。*DATABASE_GCEOUT 輸出幾何接觸實(shí)體作用力?？梢垣@得接觸力和力矩。*DATABASE_GLSTAT 輸出模型整體信息，如動(dòng)能、勢(shì)能、沙漏能、阻尼能等計(jì)算結(jié)果。*DATABASE_H3OUT 輸出假人相關(guān)計(jì)算結(jié)果。*DATABASE_OPTION輸出文本控制卡片DT：輸出時(shí)間間隔；BINARY：輸出文本格式。1為ASCII，2為二進(jìn)制，3兩個(gè)都輸出。$ DT BINARY 0.1 3控制卡片的參說(shuō)明*DATABASE_JNTFORC 輸出連接點(diǎn)信息。*DATABASE_MATSUM 輸出與材料相關(guān)的信息，如動(dòng)能、內(nèi)能等。

22、*DATABASE_MOVIE 輸出MOVIE數(shù)據(jù)，與*DATABASE_EXTENT_MOVIE配合使用。*DATABASE_MPGS 輸出MPGS數(shù)據(jù)，與*DATABASE_EXTENT_MPGS配合使用。*DATABASE_NCFORC 輸出節(jié)點(diǎn)界面力。定義接觸時(shí)，必須將關(guān)鍵字*CONTACT的SPR和MPR參數(shù)設(shè)置成1。該命令將所有的節(jié)點(diǎn)力全部輸出，因此文件會(huì)較大。*DATABASE_NODFOR 輸出節(jié)點(diǎn)力。該命令通過(guò)定義節(jié)點(diǎn)組輸出節(jié)點(diǎn)力。必須和關(guān)鍵字*SET_NODE_OPTION及*DATABASE_NODAL_FORCE_GROUP配合使用。該命令獲得的節(jié)點(diǎn)力與NCFORC文件

23、中節(jié)點(diǎn)力完全一致，只是該文件可以由用戶自定義輸出節(jié)點(diǎn)編號(hào)。*DATABASE_NODOUT 輸出節(jié)點(diǎn)變形、速度、加速度等計(jì)算結(jié)果信息，和關(guān)鍵字 *DATABASE_HISTORY_NODE配合使用，該命令定義輸出節(jié)點(diǎn)編號(hào)。*DATABASE_RBDOUT 輸出剛體數(shù)據(jù)。*DATABASE_RCFORC 輸出合成界面力。該文件獲得沖擊力合力。*DATABASE_RWFORC 輸出剛性墻力。*DATABASE_SBTOUT 輸出安全帶相關(guān)計(jì)算結(jié)果。*DATABASE_SECFORC 輸出cross類(lèi)型（如焊點(diǎn)）的力，必須和關(guān)鍵字*DATABASE_CROSS_SECTION_OPTION配合使用。

24、控制卡片的參說(shuō)明*DATABASE_SLEOUT 輸出滑移能，和*CONTROL_ENERGY配合使用。*DATABASE_SPCFORC 輸出單點(diǎn)約束（SPC）的反作用力。*DATABASE_SPHOUT 輸出SPH數(shù)據(jù)。*DATABASE_SSSTAT 輸出子系統(tǒng)數(shù)據(jù)。與*DATABASE_EXTENT_SSSTAT配合使用。*DATABASE_SWFORC 輸出節(jié)點(diǎn)約束反作用力（點(diǎn)焊和鉚釘）（合成力）*DATABASE_TPRINT 輸出熱量。*DATABASE_TRHIST 輸出軌跡線，與*DATABASE_TRACER配合使用?？刂瓶ㄆ膮⒄f(shuō)明*DATABASE_BINARY_OPTION 二進(jìn)制文件的輸出設(shè)置DT/CYCL LCDT/NR BEAM NPLTC PSETID ISTATS TSTART LAVGDT/CYCL：輸出時(shí)間間隔/時(shí)間步長(zhǎng)輸出間隔。LCDT/NR：dump文件之間的時(shí)間間隔/重啟文件數(shù)量（默認(rèn)為1）BEAM：把彈簧阻尼單元的坐標(biāo)和合力寫(xiě)進(jìn)D3PLOT和D3PART。NPLTC：DT=ENDTIME/NPLTC，覆蓋前面指定的DT。PSETID：SET_PART ID,只適用于D3PART。ISTATS：設(shè)置統(tǒng)計(jì)量