LS-Dyna小球冲击2-HM和ANSA前后处理

HyperView的真实化渲染。是不是漂亮很多？

上一篇介绍了用LSPP做小球冲击前处理的详细步骤。这一篇还是同样的模型，还是同样的LS-Dyna求解器，我们用HyperMesh和ANSA来完成前处理。

HyperMesh：

几何和网格就不提了。LSPP画的球网格很漂亮，我打算就直接用它。

材料与截面

按照逻辑顺序，首先是定义材料和截面。

第三方前处理器，还是不太行。LSPP的材料模型编号乱则乱矣，至少还有个提示告诉你这个材料是啥。HyperMesh这个下拉菜单，只能在你选中材料以后，才能在上方Solver Keyword看到这个材料的关键字了。

不过好在，至少HyperMesh创建材料和属性的按钮图标在Ribbon菜单中很大，比较好找。HyperMesh在材料参数输入的窗口处，鼠标悬停在变量名位置，可以看到提示。虽然没有LSPP写的那么清晰，但也还算可以。

定义壳截面、刚体截面。这都没啥可说的。壳单元的ELFORM选项里，这次hm在每个编号后面给了完整的提示。比LSPP做的好。

只不过我不太搞得清这些壳单元列式之间具体有啥区别。说实话就算看了文档和公式，其实也还是搞不懂。不知道LS-Dyna官方是不是有免费提供的验证案例之类的东西可供学习参考。

赋予材料和截面的时候，这次终于有熟悉的模型树和属性窗口了。

边界条件和分析设置

定义边界条件的图标也和其他求解器模板一致。可以先定义一个set，然后在SPC边界条件处引用这个set。HyperMesh选择点的方式就非常多样且强大了。

定义初始速度的对话框，逻辑也更清晰。这次我们给它一个更大的初速度，争取把铝板砸穿。

 还需要定义接触。hm定义接触的界面，这里可选Components\Set\Elements\All。这也是和LS-Dyna关键字挂钩的。

控制卡片这一步，倒是没有更好的体验。毕竟Altair自家的两个求解器在这方面也是给你一堆卡片让你挑。可以在左侧模型树右键插入，也可以在下方panel里面慢慢找。体验反正……也就和LSPP差不多吧。还能怎么差呢。

输出控制卡片同理。

求解和后处理

HM生成的.k文件，关键字放在了文件末尾。注释要明显丰富很多。输入文件的最后，还有大段注释下来的hm模型信息。

既然是HyperMesh做的前处理，那我们后处理就也用一下HyperView吧。

这么高的初速度，这次一下就把铝板穿透了。突出一个暴躁。

做一个真实化渲染，和Environment Mapping：

结果是相当的炫酷。‍

ANSA：

我安装的ANSA只有19.1版本。据说22版本在网格编辑等功能上有新的突破。不过这个案例里完全不需要网格编辑，所以也没什么区别。

ANSA自己写了一个文件打开窗口，没有使用Windows文件浏览器。

ANSA虽然也没有使用Ribbon风格，但它界面右侧的面板上列出了更多功能。从展示逻辑上来说和Ribbon风格的结果一样，都把更多的命令放在了第一层，让用户点击一次鼠标即可访问。顶部菜单中的命令也可以变成工具栏Toolbar列出在界面上。

求解器选择LS-DYNA，ANSA就自动换成了LS-DYNA的模板。从这个求解器选择面板中我们也可以了解到，ANSA支持的第三方求解器数量比HyperMesh还要更丰富一些。

ANSA界面的自由度很高，图标的大小、是否有文字注释、文字注释的位置、字体都可以调整。这里我们把图标放大到合适的尺寸，文字Labels放在图标下方，字体Airal 12号。

材料和截面

在ANSA里，材料、截面（properties）、集 合（sets）等，都放在Lists面板中。新建材料的窗口下，可以看到材料编号对应的类型。

这部分界面都是和求解器关键字格式有关的。换成Abaqus、ANSYS模板，界面也就跟着变了。由于是直接和输入文件挂钩，所以ANSA在编辑Abaqus、ANSYS这类软件材料参数时的体验可能还不如LS-DYNA。毕竟DYNA的输入文件格式还算清晰。这也是HM、ANSA这种第三方前处理工具的局限了。

材料参数输入窗口，ANSA在这里也是填空。本质上没啥区别。

ANSA的属性编辑界面，乍一看与LSPP相同，但仔细看还是很不一样的。

首先，LSPP和HM里面都是定义好材料和截面，将它们赋予给部件Part。但ANSA里，是定义好材料，在Property里面，选择这个属性对应的Part (PID)和Material (MID)。这个输入窗口从第二行开始，才对应LS-DYNA里面的Section截面。

（附LSPP截面定义窗口对比）

而且ANSA里面，LS-DYNA模板这个ELFORM，是只有编号，没有任何提示。这一点刚好和HM相反，HM是材料选择界面的提示做的不够，而ELFORM选择列表给足了提示。

边界条件与求解控制

定义边界条件的时候，初步体验下来，感觉ANSA选节点的功能没有HyperMesh丰富。但对于这个比较简单的案例来说也完全够用。

ANSA里面定义约束、边界条件、载荷和初始速度的界面在右侧。组织的很有逻辑，比LSPP原生的效果要好很多。比如要定义初始速度，可以直接找到INITIAL-VELOCITY，下拉菜单里再继续选择RIGID-BODY.

在ANSA里面，选约束的自由度是直接在输入框里敲123456. 初始速度条件输入框也没什么可说的。和LSPP差不多。这里再改一下初始速度，比前面的80稍慢一点。

ANSA在定义接触的时候，有一个Wizard可以帮助你定义接触。但实际体验下来……感觉用处不大。还不如直接编辑关键字算了。

定义终止时间的CONTROL关键字界面，ANSA做成了这个样子。把所有CONTROL关键字归类在一起，在一个单独的窗口里再按字母表顺序排列。

这……我能说什么呢。反正LS-DYNA它自己已经摆烂把所有的CONTROL关键字堆一起去了，用户想用啥都要自己找。第三方前处理工具对于这些关键字也没办法帮它按逻辑重新归类，就只能这样了呗。至少ANSA把同类个大类的关键字归拢到了一起，也算是逻辑清晰了一些。

DATABASE关键字同理。

最后……有点遗憾，我电脑里安装的meta不知为何读取结果后显示还是一片空白。可能是版本太低了吧。所以这次还是用HyperView来渲染。

在60 m/s的初速度下，小球会把铝板撞破，但不会向下穿透，而是被弹起。具体来说，是小球的速度方向转变在先，铝板应变过大破损在后。

总结

HyperMesh和ANSA，是目前最强的两款通用第三方有限元前处理工具。它们的主要优势还是体现在几何清理、网格划分等方面。对于不同求解器关键字的处理，它们能做的其实并不多。受限于输出的关键字格式，这些第三方前处理器没有办法、也不应该像Abaqus/CAE和ANSYS Workbench那样，用另一套（可能更符合直觉）的操作逻辑来替代求解器本身的关键字设置。

所以这两款软件对LS-Dyna .k文件的前处理，和LSPP体验总体来说差不太多，都需要用户熟悉关键字。

下一篇，我们用ANSYS Workbench来做相同的前处理。看一下ANSYS Workbench如何把一些常用功能安排的更有逻辑。