LiToSim中特殊边界的应用

创建新工程项目并导入网格。首先启动LiToSim，点击菜单栏“File”→“New”，弹出新工程项目对话框。在弹出的对话框中选择分析类型：“Solid mechanics”→“Static”，点击“OK”，并命名新工程即可完成新工程创建。

在左侧模型树“Mesh”模块处单击鼠标右键，选择“import”，将网格文件导入工程中，如下图所示。

新建工程项目并导入网格

赋予单元类型。在模型画布中单击鼠标右键，选择“Pick Element”→“Elements”，在弹出的对话框中指定“Selection Mode”→“Box”，在模型画布中框选全部单元。

然后，在左侧模型树“ElemType”处单击鼠标右键，选择“Element Type”，在弹出的单元类型编辑对话框中，选择“Behavior”为“Solid”，如下图所示，点击“OK”。

设置单元类型相关参数

设置材料模型。左侧模型树“Material”模块处单击鼠标右键，选择“Assign Material”，在弹出的材料库对话框中编辑材料参数，如下图所示，点击“Assign”，然后点击“OK”。

设置材料参数

导入uset文件。uset文件包含一些节点集，单元集和面集的信息，后面用于施加约束，Tie和预紧力。在左侧模型树“Mesh”模块处单击鼠标右键，选择“Import uset”，将网格文件导入工程中，如下图所示。

导入uset文件

设置模型边界条件。如下图所示，选择需要施加约束的节点，在左侧模型树“NodeList”模块处选择相应的节点集，并在左侧模型树“Boundary”模块处单击鼠标右键，选择“Displacement”，在弹出的对话框中设置边界条件，点击“OK”。

边界条件设置

同样，给另外的部件施加约束，见下图。

设置Tie。如下图，在左侧模型树“Boundary”模块处单击鼠标右键，选择“TieContact”, 在弹出的对话框中“Detection Algorithm”选择“MasterSlave”，下面选择对应的主从面，点击“Add”，设置“Warning Dis.”，这里设置为“0.1”，点击“OK”。

Tie设置

这里添加了4个Tie：螺栓头与左边部件的Tie，螺帽与右边部件的Tie，两个部件之间的Tie，和螺帽内测与螺杆的Tie。

施加螺栓预紧力。选择1个螺栓施加预紧力的面，如下图，在左侧模型树“Load”模块处单击鼠标右键，选择“BoltForce”，设置螺栓预紧力。

施加螺栓预紧力

设置求解控制参数。在“Solve”模块单击鼠标右键，进行“Static Setup”，设置相关参数如下图所示。设置好后，在左侧模型树“Setup1”处单击鼠标右键选择“Solve”，提交求解器进行计算。

求解参数设置

查看求解结果。鼠标右键点击“Results”→“Create Plot”，弹出对话框，如下图所示，然后确定，即可查看云图。

云图创建

结果云图

在工程中，螺栓组件的建立往往会导致网格数量增加，所以常常采用Coupling技术模拟螺栓连接，达到简化模型的目的。图中两块板由3个螺栓连接在一起，板上的3个孔洞通过Coupling模拟螺栓连接。

通过算例1的方法导入msh文件和uset文件，施加约束，见下图。

后面设置Coupling。在左侧模型树“Boundary”模块处单击鼠标右键，选择“MPC Coupling”, 在弹出的对话框中点击“Add”，右边选择主从节点，“DOF Type”中六个选项全选。重复以上步骤，建立三个孔内侧节点与其对应参考点之间的Coupling，见下图。

按照算例1相同的方法设置求解控制参数，提交计算并查看结果云图。

结果云图

焊接也是工程中一种常用的连接方式，工程中常常采用Connector的方式来实现，达到简化模型的目的。

两块铝板通过两块小钢板焊接在一起，钢板与铝板相同位置的节点焊接在一起，通过Connector关系实现。

通过算例1的方法导入msh文件和uset文件，施加约束，见下图。

接着设置Connector。在左侧模型树“Boundary”模块处单击鼠标右键，选择“MPC Connector”, 在弹出的对话框中点击“Add”，右边选择主从节点，“DOF Type”中六个选项全选。重复以上步骤，建立所有位置相同节点之间的Connector，见下图。

按照算例1相同的方法设置求解控制参数，提交计算并查看结果云图。

结果云图

目前LiToSim可以实现诸如Tie、Coupling、Connector等复杂边界功能，团队仍会继续关注复杂边界的算法开发，满足更多工程需求。