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08 沙漏类型和单元公式类型(LS-DYNA)

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专注于仿真分析和振动分析

00 导读

本文结论如下:

1)尽量划分为六面体单元,厚度方向至少两层单元,尽量两层以上;

2)分析设置中的沙漏类型一般默认即可,不同选项的结果差别很小;

3)单元公式类型一般默认即可,不同选项的结果存在一些差别;

4)总结来说,关键把网格划分合理,沙漏类型和单元公式类型,以及其它不了解的选项,一般首选都是默认即可。


01 研究背景

因为LS-DYNA主要使用低阶单元的缩减积分形式,所以经常需要考虑控制沙漏现象,在分析设置中一共有七种沙漏控制类型。


    LS-DYNA也提供了多种单元积分形式,适用于不同场景。比如对于实体单元,提供了12种单元公式。


    对于一般用户来说,这些设置是较为底层而复杂的。所以本文用一个跌落案例来说明这些设置对分析结果的影响。


02 几何模型

    几何模型如下图所示,类似一个容器。


03 材料模型

    使用弹塑性材料模型,结构钢的材料参数如下。



04 跌落设置

    跌落高度为1500mm,假设地面为刚性。


05 分析过程

05.1 三层低阶六面体网格

    网格如下图所示。


    沙漏类型和单元公式类型为求解器默认,时间1.2E-2秒内应力最大时刻的应力分布如下图所示,对应时刻为7.7999E-3。


05.2 两层低阶六面体网格

    网格如下图所示


    沙漏类型和单元公式类型为求解器默认,时间1.2E-2秒内应力最大时刻的应力分布如下图所示,对应时刻为1.14E-2。


05.3 沙漏类型(两层单元)

    沙漏类型默认,单元公式类型默认。


    时间1.2E-2秒内应力最大时刻的应力分布如下图所示,对应时刻为1.14e-2。


    沙漏类型为ID5,单元公式类型默认。


    时间1.2E-2秒内应力最大时刻的应力分布如下图所示,对应时刻为1.14e-2。


    沙漏类型为ID4,元公式类型默认。


     时间1.2E-2秒内应力最大时刻的应力分布如下图所示,对应时刻为1.14e-2


05.4 单元公式类型(两层单元)

    沙漏类型默认,单元公式类型为-1



    时间1.2E-2秒内应力最大时刻的应力分布如下图所示,对应时刻为7.1997e-3


    沙漏类型默认,单元公式类型为-2


    时间1.2E-2秒内应力最大时刻的应力分布如下图所示,对应时刻为6.5994e-3



    沙漏类型默认,单元公式类型1


    时间1.2E-2秒内应力最大时刻的应力分布如下图所示,对应时刻为1.14e-3。


06 结论

    1)尽量划分为六面体单元,厚度方向至少两层单元,尽量两层以上;

    2)分析设置中的沙漏类型一般默认即可,不同选项的结果差别很小;

    3)单元公式类型一般默认即可,不同选项的结果存在一些差别;

    4)总结来说,关键把网格划分合理,沙漏类型和单元公式类型,以及其它不了解的选项,一般首选都是默认即可。

来源:华仿CAE

LS-DYNA振动显式动力学材料控制
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首次发布时间:2023-05-02
最近编辑:1年前
华仿CAE
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