1、加載，剛性體和邊界條件加載，剛性體和邊界條件第第2-1章章Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-2加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體本章的目標本章的目標本章講術了如何施加載荷、初始條件和阻尼。另外還討論了剛體和約束本章講術了如何施加載荷、初始條件和阻尼。另外還討論了剛體和約束問題。問題。主題主題:加載和邊界條件加載和邊界條件一般加載過程一般加載過程熱載荷的施加熱載荷的

2、施加初始速度初始速度阻尼的施加阻尼的施加剛體剛體約束約束A. 本章的例題本章的例題Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-3加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體A. 加載和邊界條件加載和邊界條件 與隱式靜力分析不同，所有顯式動力分析施加的載荷必須是時間的函數，與隱式靜力分析不同，所有顯式動力分析施加的載荷必須是時間的函數，ANSYS中時間載荷步的概念將不再適用。中時間載荷

3、步的概念將不再適用。 因為時間的相關性，許多因為時間的相關性，許多ANSYS 中的加載命令中的加載命令 (如：如： F and SF)在在LS-DYNA中不再適用。中不再適用。 在顯式動力分析中只能使用兩個數組來定義在顯式動力分析中只能使用兩個數組來定義載荷。一個數組是時間變量，另一個是載荷載荷。一個數組是時間變量，另一個是載荷變量。變量。 阻尼是用來減小與載荷對應的動力響應。阻尼是用來減小與載荷對應的動力響應。TIMEFORCEExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Tra

4、ining ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-4加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.加載和邊界條件加載和邊界條件另外，另外，D命令不能用來加載，因為它不與時間相關，它只能用來施加約束命令不能用來加載，因為它不與時間相關，它只能用來施加約束 (永久性的零位移約束永久性的零位移約束).在顯式動力分析中，耦合在顯式動力分析中，耦合(CP)和約束方程和約束方程(CE)僅對位移的平動僅對位移的平動(U)和轉動和轉動(ROT) 有效。在大變形中使用耦合有效。在大變形中使用耦合(CP)和約束方程和約束方程(CE) 要分外小心，另要分外小心，另一種約束方

5、法一種約束方法(如如, 用用EDCNSTR)將在本章后面討論將在本章后面討論。初始速度初始速度 (EDVEL) 和剛體和剛體 (EDMP, RIGID) 的定義在顯式動力分析中非常的定義在顯式動力分析中非常重要，它們可以通過避免漸增載荷和減少模型的自由度數來減少重要，它們可以通過避免漸增載荷和減少模型的自由度數來減少CPU 時時間。間。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-5加載，

6、定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.加載和邊界條件加載和邊界條件ANSYS/LS-DYNA 通常被用來求解瞬態動力分析問題通常被用來求解瞬態動力分析問題 (EDDRELAX, OFF， 它也可以求解靜力問題，但這類問題最好使用隱式方法求解，如它也可以求解靜力問題，但這類問題最好使用隱式方法求解，如：ANSYS。一個真動力松弛分析一個真動力松弛分析 (EDDRELAX, DYNA) 使得使得LS-DYNA顯式求解器可顯式求解器可以通過增加阻尼直到動能降為零來執行一個靜力分析。一旦動力松弛分以通過增加阻尼直到動能降為零來執行一個靜力分析。一旦動力松弛分析已經確定了系統的析已經確定了系統的初

7、始應力狀態初始應力狀態（如預應力如預應力），就可以接著進行全瞬），就可以接著進行全瞬態動力分析。態動力分析。對預加載幾何結構應力初始化對預加載幾何結構應力初始化 (EDDRELAX, ANSYS) 類似于真動力松弛類似于真動力松弛分析，但它需要通過前面的隱式靜態分析預先獲得預載變形。這種類型分析，但它需要通過前面的隱式靜態分析預先獲得預載變形。這種類型的分析稱為的分析稱為隱式顯式順序求解，隱式顯式順序求解，詳見詳見4-3章章。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Train

8、ing ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-6加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體B. 一般加載過程一般加載過程 在在ANSYS/LS-DYNA中，所有瞬態加載必需使用中，所有瞬態加載必需使用EDLOAD 命令命令，并按以下并按以下步驟步驟:創建組元創建組元（ component）或或Part定義數組參數定義數組參數使用使用EDLOAD命令加載命令加載創建組元創建組元（ component）或或Part: ANSYS/LS-DYNA 中的許多載荷是加在節點組元上的中的許多載荷是加在節點組元上的 。但壓力是施加在單但壓力是施加在單元組元元組元（

9、 element components ）上，而剛體載荷是被施加在上，而剛體載荷是被施加在Part上上。 就當前所選的節點使用就當前所選的節點使用 CM 命令創建節點組元命令創建節點組元 Utility Menu Select Entities NodesUtility Menu Select Comp/Assembly Create ComponentExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #001

10、6302-7加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體 .一般加載過程一般加載過程 最好給創建的集合定義一個意義明確的名字，這樣可以避免將載荷加到錯誤最好給創建的集合定義一個意義明確的名字，這樣可以避免將載荷加到錯誤的結構上。的結構上。 定義數組參數定義數組參數 : 在在 ANSYS/LS-DYNA中，所有載荷都是按特定時間間隔施加中，所有載荷都是按特定時間間隔施加 ，并成組地定義并成組地定義時間數組參數及相應的載荷數組參數時間數組參數及相應的載荷數組參數 (*DIM and *SET):Utility Menu Parameters Array Parameters Define/Ed

11、it AddExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-8加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體 .一般加載過程一般加載過程 每一個時間值與一個載荷值對應每一個時間值與一個載荷值對應。 載荷應施加在整個求解時間中。當達到定義的時間終點時，載荷將會迅速置載荷應施加在整個求解時間中。當達到定義的時間終點時，載荷將會迅速置為零，為避免結構的突然卸載，可以適當延長載荷的終止時間超過分析

12、結束為零，為避免結構的突然卸載，可以適當延長載荷的終止時間超過分析結束的時間，特別是在隨后需要進行重起動的分析中應該注意這一點。的時間，特別是在隨后需要進行重起動的分析中應該注意這一點。使用使用EDLOAD命令加載命令加載: 完成組元（完成組元（component）或或Part和參數數組定義后可以使用和參數數組定義后可以使用 EDLOAD 命令命令來加載來加載:Solution Loading Options Specify Loads 先選擇載荷選項中的（先選擇載荷選項中的（Add Loads）. 這一選項同時也可以列出載荷（這一選項同時也可以列出載荷（listing Loads） 和刪除載

13、荷（和刪除載荷（ deleting load）.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-9加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體 .一般加載過程一般加載過程 選擇所要施加載荷的類型選擇所要施加載荷的類型:對節點組元（對節點組元（ Components） :Forces: FX, FY, FZDisplacements: UX, UY, UZVelocities: VX, V

14、Y, VZAccelerations: AX, AY, AZBase Accelerations: ACLX, ACLY, ACLZMoments: MX, MY, MZRotations: ROTX, ROTY, ROTZAngular Velocities: OMGX, OMGY, OMGZTemperatures: TEMP對單元組元（對單元組元（ Element Components） :Pressures: PRESS對對 Parts (剛體剛體) :Forces: RBFX, RBFY, RBFZDisplacements: RBUX, RBUY, RBUZVelocities:

15、RBVX, RBVY, RBVZMoments: RBMX, RBMY, RBMZRotations: RBRX, RBRY, RBRZAngular Velocities: RBOX, RBOY, RBOZ 注意左邊的規定注意左邊的規定 對于剛性體，根據方程對于剛性體，根據方程F=ma ，平，平動加速度可以通過施加等效的力來動加速度可以通過施加等效的力來實現。實現。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Invento

16、ry #0016302-10加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體 .一般加載過程一般加載過程 EDLOAD 菜單的這個選項或者定義菜單的這個選項或者定義一些特定載荷類型（參見命令手冊一些特定載荷類型（參見命令手冊中的規定）的局部坐標系（中的規定）的局部坐標系（ 通過通過EDLCS定義），或者施加壓力時的定義），或者施加壓力時的單元面號單元面號(surface) 。 下面的空格根據載荷類型或者定義下面的空格根據載荷類型或者定義節點、單元組元號或者定義節點、單元組元號或者定義Part 號號，如前所述。，如前所述。 選定時間（選定時間（ TIME ）和相應載荷（和相應載荷（LOAD）數組

17、數組 ，如果該欄空著，則可以指定，如果該欄空著，則可以指定預先定義的載荷曲線預先定義的載荷曲線 號號(用用 EDCURVE創建創建) ，通過這種方法可以免去定義多次，通過這種方法可以免去定義多次施加在不同組元上的相同載荷。施加在不同組元上的相同載荷。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-11加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體 .一般加載過程一般加載過程 預先定義的載荷

18、曲線可以有載荷縮放預先定義的載荷曲線可以有載荷縮放系數（沒有時間縮放系數）。系數（沒有時間縮放系數）。 對多種載荷要指定它的開始時間和終對多種載荷要指定它的開始時間和終結時間，在瞬態分析中，這種方法比結時間，在瞬態分析中，這種方法比賦零值要好。賦零值要好。 最后，你要指定分析階段，默認值是瞬態階段最后，你要指定分析階段，默認值是瞬態階段 “Transient only” ，如果你的載如果你的載荷是應用于動力松馳分析（用來模擬隱式靜態求解），選荷是應用于動力松馳分析（用來模擬隱式靜態求解），選 “Dynamic relax”。如果包括兩種分析，請選如果包括兩種分析，請選 “Trans and D

19、ynam” 。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-12加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體 .一般加載過程一般加載過程 如如ANSYS/LS-DYNA 用戶手冊第四章講到的用戶手冊第四章講到的, 在動力松馳分析中如果載荷曲線定在動力松馳分析中如果載荷曲線定義了漸變（從零載荷）到穩定的動力松弛階段，則使用最后一項義了漸變（從零載荷）到穩定的動力松弛階段，則使用最后一項(

20、Trans and Dynam) 可能會出問題。在松馳階段后時間重置為可能會出問題。在松馳階段后時間重置為0，開始瞬態分析，以前預加的，開始瞬態分析，以前預加的載荷被移走，重新漸變加載進行瞬態分析，這樣可能會引起不必要的振動。載荷被移走，重新漸變加載進行瞬態分析，這樣可能會引起不必要的振動。 最好的途徑是使用兩條曲線最好的途徑是使用兩條曲線:一條反映一條反映“Dynamic relax” 階段的從零漸變的載荷，階段的從零漸變的載荷，另一條開始于前一條曲線結束點的反映另一條開始于前一條曲線結束點的反映“Transient only”階段的載荷。階段的載荷。 在動力松馳分析和指定幾何應力初始化分析

21、中，仍然存在時間與載荷的概念。由在動力松馳分析和指定幾何應力初始化分析中，仍然存在時間與載荷的概念。由于在隨后的瞬態動力學分析中將時間重置為零，你可以認為這是一個假定的初始于在隨后的瞬態動力學分析中將時間重置為零，你可以認為這是一個假定的初始時間。時間。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-13加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體 .一般加載過程一般加載過程 在定義了載

22、荷曲線后，你可以用在定義了載荷曲線后，你可以用EDPL命令來顯示這條載荷曲線命令來顯示這條載荷曲線:Solution Loading Options. Plot Load Curve LCID 此列表能夠使你驗證所加載荷的信息，其中包括載荷類型，加載的組件，以及此列表能夠使你驗證所加載荷的信息，其中包括載荷類型，加載的組件，以及時間與加載的數據值。記住要經常檢查此列表！時間與加載的數據值。記住要經常檢查此列表！ 當選擇了當選擇了Plot Load Curve選項時，載荷選項時，載荷參考號（參考號（LCID ）會自會自動顯示在右圖的表中動顯示在右圖的表中。Explicit Dynamics wi

23、th ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-14加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體 .一般加載過程一般加載過程 通過執行通過執行EDFPLOT, ON 可以顯示載荷標識可以顯示載荷標識 Utility Menu PlotCtrls Symbols LS-DYNA Load Symbols Show 載荷標識載荷標識總是沿坐標系總是沿坐標系正向顯示。正向顯示。 因為載荷標識僅標識施因為載荷標識僅標識施加載荷的加載荷

24、的components或或Parts,所以需要顯示載所以需要顯示載荷曲線以保證采用了正荷曲線以保證采用了正確的載荷方向和數值。確的載荷方向和數值。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-15加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體 C. 熱載荷的施加熱載荷的施加 在在ANSYS/LS-DYNA中有兩種類型的溫度載荷中有兩種類型的溫度載荷:靜態熱載荷靜態熱載荷 (Preload

25、) 使用使用TUNIF/BFUNIF and LDREAD 命令命令瞬態熱載荷瞬態熱載荷 使用使用EDLOAD, ,TEMP 命令命令靜態熱載荷靜態熱載荷 (Preload) : 通常應用于從隱式顯式順序求解過程中通常應用于從隱式顯式順序求解過程中 (第第4-3章章).如溫度載荷突然施加，將會出現過度的振動如溫度載荷突然施加，將會出現過度的振動。 TUNIF/BFUNIF 命令是施加定常溫度載荷到模型的所有節點上。命令是施加定常溫度載荷到模型的所有節點上。 LDREAD 命令是用來施加來自熱分析中的非均勻溫度載荷命令是用來施加來自熱分析中的非均勻溫度載荷 。LDREAD 命令假設溫度不隨時間變

26、化命令假設溫度不隨時間變化 (single .RTH solution)LDREAD 命令覆蓋用命令覆蓋用 TUNIF/BFUNIF 命令所加的溫度載荷。命令所加的溫度載荷。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-16加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體. .熱載荷的施加熱載荷的施加瞬態熱載荷瞬態熱載荷 :EDLOAD, ,TEMP 命令施加隨時間變化的溫度載荷到節點組元

27、上。命令施加隨時間變化的溫度載荷到節點組元上。EDLOAD, ,TEMP 命令不能和命令不能和 LDREAD 或或TUNIF/BFUNIF命令一起使用。命令一起使用。在同一模型中不能同時施加瞬態和靜態熱載荷。在同一模型中不能同時施加瞬態和靜態熱載荷。靜態和瞬態的結構載荷可以和熱載荷一起施加。靜態和瞬態的結構載荷可以和熱載荷一起施加。兩種類型均需考慮兩種類型均需考慮 :為了施加熱載需要定義與溫度相關的材料為了施加熱載需要定義與溫度相關的材料目前支持雙線性各向同性材料目前支持雙線性各向同性材料 (TB, BISO) 。最多定義六種不同溫度的材料數據。最多定義六種不同溫度的材料數據。不能超過指定的材

28、料溫度范圍。不能超過指定的材料溫度范圍。為模擬熱彈性材料，需要將材料的屈服應力值設大一些。為模擬熱彈性材料，需要將材料的屈服應力值設大一些。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-17加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.熱載荷的施加熱載荷的施加兩種類型均需考慮兩種類型均需考慮(繼續繼續):實際溫度載荷實際溫度載荷=用戶施加的溫度用戶施加的溫度-TREFTREF 默認值為

29、默認值為0PLANE162, SHELL163, and SOLID164 單元支持單元支持PLANE162 不支持不支持 “drelax” 文件文件(參見第參見第4-3章章), 只有瞬態熱載荷或沖擊熱載荷只有瞬態熱載荷或沖擊熱載荷適于單元適于單元 PLANE162設置設置ALPX=0 ，僅定義與溫度相關的機械力學性能僅定義與溫度相關的機械力學性能(EX, PRXY, ) ，使瞬態熱，使瞬態熱顯式分析穩定。顯式分析穩定。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training

30、 ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-18加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體D. 初始速度初始速度在開始瞬態分析時，初始速度有利于穩定加載。在開始瞬態分析時，初始速度有利于穩定加載。ANSYS/LS-DYNA 允許使用允許使用EDVEL命令對節點或節點組元（命令對節點或節點組元（component）施加平動或轉動的初始速度，同樣也可以使用施加平動或轉動的初始速度，同樣也可以使用 EDPVEL 命令對命令對 Parts 或或 Part 集合施加初始速度集合施加初始速度. EDPVEL 命令實際上是對屬于某個命令實際上是對屬于某個Part 的節

31、點建立一個集合，所以它可以象的節點建立一個集合，所以它可以象EDVEL命令一樣使用，輸入參數類似，在這兒不再討論。命令一樣使用，輸入參數類似，在這兒不再討論。使用使用EDVEL命令有兩種方法定義初始速度命令有兩種方法定義初始速度: VGEN :在在GUI操作中使用操作中使用 w/ Axial Rotate VELO :在在GUI操作中使用操作中使用 w/ Nodal RotateExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002I

32、nventory #0016302-19加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.初始速度初始速度EDVEL, VGEN 命令命令:VGEN 命令定義相對于總體坐標系的平動和對任一軸的轉動命令定義相對于總體坐標系的平動和對任一軸的轉動。VGEN 命令可以對轉動的命令可以對轉動的component施加速度施加速度。VGEN命令不能用在簡單或完全重起動分析中命令不能用在簡單或完全重起動分析中 。EDVEL, VELO 命令命令:VELO 命令可以施加節點或節點組元相對于總體坐標系的初始平動或命令可以施加節點或節點組元相對于總體坐標系的初始平動或 轉動速度。轉動速度。VELO 命令將旋轉自由

33、度直接施加于節點上，所以只對命令將旋轉自由度直接施加于節點上，所以只對 BEAM161 和和 SHELL163 單元適用單元適用.VELO 不能用在完全重啟動分析中不能用在完全重啟動分析中。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-20加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.初始速度初始速度EDVEL, VGEN命令命令 : w/ Axial Rotate指定所要施加初始速度

34、的節點或節點組元。指定所要施加初始速度的節點或節點組元。同樣存在同樣存在listing 和和deleting 選項。選項。在總體在總體Cartesian坐標系中施加坐標系中施加X, Y, Z方向方向 的平動速度。的平動速度。定義角速度，旋轉軸的定義角速度，旋轉軸的X、Y、 Z 坐標和相坐標和相對于對于 總體笛卡兒坐標系總體笛卡兒坐標系 X、 Y、 Z的角度。的角度。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventor

35、y #0016302-21加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.初始速度初始速度EDVEL, VELO命令命令 : w/ Nodal Rotate 指定所要施加初始速度的節點或節點指定所要施加初始速度的節點或節點組元。同樣存在組元。同樣存在listing 和和deleting 選選項。項。輸入總體坐標系輸入總體坐標系X, Y, Z 方向的平動速方向的平動速度。度。輸入相對于總體坐標系輸入相對于總體坐標系X, Y, Z方向的方向的角速度角速度(W W) 。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with AN

36、SYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-22加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.初始速度初始速度VGEN和和VELO :對相同的節點或節點組元重新執行對相同的節點或節點組元重新執行 EDVEL 命令將會覆蓋以前設定的值命令將會覆蓋以前設定的值 。VGEN 和和 VELO 命令不能在同一個分析中使用命令不能在同一個分析中使用.如果如果EDDRELAX, ANSYS (隱式到顯式順序求解隱式到顯式順序求解) 在在 EDVEL, VGEN命令之前命令之前使用使用, 那么那么ANSYS將自動設置將自動設置

37、*INITIAL_VELOCITY_GENERATION 命令命令PHASE 項項:PHASE=0 用于剛體節點用于剛體節點 (初始速度基于最初的幾何模型初始速度基于最初的幾何模型)PHASE=1 用于可變形體的節點用于可變形體的節點 (初始速度基于變形體的幾何模型初始速度基于變形體的幾何模型)因此，一個節點組元不應該把剛性體和變形體混合在一起。因此，一個節點組元不應該把剛性體和變形體混合在一起。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch

38、 7, 2002Inventory #0016302-23阻尼阻尼是在瞬態動力學分析中用來減小結構分析中不切實際的振動。是在瞬態動力學分析中用來減小結構分析中不切實際的振動。可以通過可以通過EDDAMP 命令在命令在 ANSYS/LS-DYNA中定義質量中定義質量 阻尼阻尼(alpha) 和剛度阻尼和剛度阻尼 (beta) :Preprocessor Material Props Damping .定義施加阻尼的定義施加阻尼的 Part 號號. 如果如果 Part = ALL (or blank), global alpha 阻尼將被應用于整個模型。阻尼將被應用于整個模型。加載，定義邊界條件及

39、剛體加載，定義邊界條件及剛體E. 阻尼控制阻尼控制LCID (EDCURVE) 命令用來指定相對于命令用來指定相對于時間的時間的alpha阻尼阻尼或者，不變的阻尼系數或者，不變的阻尼系數, VALDMP (alpha or beta), 可以用來代替對時間的可以用來代替對時間的alpha阻尼曲線阻尼曲線 或者使用或者使用alpha LCID 命命令中的比例系數令中的比例系數.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inv

40、entory #0016302-24當當 Part = ALL 或曲線或曲線 ID (LCID)被指定時，被指定時，alpha 阻尼會自動的應用于模型。阻尼會自動的應用于模型。 質量比例質量比例 阻尼對于低頻率振動是有效的，并會抑制剛性體運動。不能被同時阻尼對于低頻率振動是有效的，并會抑制剛性體運動。不能被同時定義常數和與時間相關的定義常數和與時間相關的alpha阻尼。阻尼。當當LCID = 0（or blank） 且阻尼系數被指定時，且阻尼系數被指定時，beta 阻尼被應用于指定的阻尼被應用于指定的 Part。 剛度比例阻尼對于高頻率振動是有效的。與時間相關的剛度阻尼是無剛度比例阻尼對于高頻

41、率振動是有效的。與時間相關的剛度阻尼是無效的。效的。如果對一個如果對一個 Part要同時定義要同時定義 alpha 和和 beta 阻尼時阻尼時, 可以使用可以使用 EDDAMP, PART, LCID來定義來定義 alpha 阻尼阻尼 ， 用用MP, DAMP, MAT, VALDMP來定義相對于來定義相對于材料（不是材料（不是Part）的的beta阻尼。所以最好每種材料定義在單獨阻尼。所以最好每種材料定義在單獨Part中，以免互中，以免互相沖突。相沖突。加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.阻尼控制阻尼控制Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA

42、 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-25加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.阻尼控制阻尼控制為了看到為了看到EDDAMP命令所指定的阻尼，執行命令所指定的阻尼，執行:edsolv$stat ! Utility Menu-List-Status-LS-DYNA列出了顯式動力加權阻尼列出了顯式動力加權阻尼 Load Part Lcid Valdmp Damping ALL 0 20.0000000 Damping 1 0 0.1000000

43、00E-04 Damping 2 0 0.100000000E-04 Damping 3 0 0.100000000E-04 Damping 4 0 0.100000000E-04 Damping 5 0 0.100000000E-04 Damping 6 0 0.100000000E-04 Damping 7 0 0.100000000E-04上面的信息顯示在上面的信息顯示在ANSYS輸出窗口（或輸出文件）輸出窗口（或輸出文件）.MPLIST 只列出只列出 由由 MP,DAMP 命令指定的命令指定的BETA 阻尼阻尼.這里所顯示的大的質量比例這里所顯示的大的質量比例 (ALPHA) 阻尼將迅

44、速減小動阻尼將迅速減小動力響應。力響應。施加在每一個施加在每一個Part 上的剛度上的剛度 (BETA) 阻尼用來消除高頻振阻尼用來消除高頻振蕩。蕩。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-26加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體F. 剛體剛體剛體的一般介紹剛體的一般介紹:剛體剛體用于定義模型中的用于定義模型中的剛性部分剛性部分 并且可以減少執行一個顯式分析所使用的并且可

45、以減少執行一個顯式分析所使用的CPU時間。時間。在在ANSYS/LS-DYNA中，所有剛體的節點自由度都與其質心自由度耦合在一起中，所有剛體的節點自由度都與其質心自由度耦合在一起。 因此，剛性體無論其單元節點數量多大，都只有六個自由度。因此，剛性體無論其單元節點數量多大，都只有六個自由度。程序通過組成剛體的單元的體積和密度自動計算出質量、質心和慣量特性。這程序通過組成剛體的單元的體積和密度自動計算出質量、質心和慣量特性。這些特性都可以由些特性都可以由EDIPART 命令定義的值覆蓋。命令定義的值覆蓋。作用于剛體上力和力矩由每一時間步的節點值疊加而得作用于剛體上力和力矩由每一時間步的節點值疊加而

46、得， 剛體的運動通過質心剛體的運動通過質心計算而得，并把相應的位移值傳遞給節點計算而得，并把相應的位移值傳遞給節點。 Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-27加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.剛體剛體必須輸入精確的剛體材料特性必須輸入精確的剛體材料特性 (EX, NUXY, and DENS)。 楊氏模量用來計算楊氏模量用來計算接觸罰剛度（接觸罰剛度（penalt

47、y stiffness），），所以它的值不應該是任意大。所以它的值不應該是任意大。 通過這些命令定義剛體通過這些命令定義剛體: EDMP, RIGID, MATID, CON1, CON2Preprocessor Material Props Material Models LS-DYNA Rigid MaterialGUI在一個在一個 窗口里同時包括窗口里同時包括 MP 命命令令 (定義定義 EX, NUXY, and DENS) 和和 EDMP, RIGID 命令命令 (施加剛體約束施加剛體約束)的定義。的定義。 具有相同具有相同MATID的單元，盡管互相的單元，盡管互相不相連，可以定義在

48、一個剛性體中不相連，可以定義在一個剛性體中。平動和轉動約束被施加在剛體質心平動和轉動約束被施加在剛體質心。定義剛體定義剛體 :Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-28加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.剛體剛體 GUI根據定義方式顯示材料特性，命令根據定義方式顯示材料特性，命令（ MPLIST ）則以另一種格式輸出。則以另一種格式輸出。平動、轉動約束平動、轉動約束用

49、相應的標識號用相應的標識號顯示。顯示。約束是平行于總約束是平行于總體坐標系的體坐標系的.0 - no global translational constraint1 - constrain UX only2 - constrain UY only3 - constrain UZ only4 - constrain UX and UY5 - constrain UY and UZ6 - constrain UX and UZ7 - constrain UX, UY, and UZ0 - no global rotational constraint1 - constrain ROTX only

50、2 - constrain ROTY only3 - constrain ROTZ only4 - constrain ROTX and ROTY5 - constrain ROTY and ROTZ6 - constrain ROTX and ROTZ7 - constrain ROTX, ROTY, and ROTZExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-29加載，定義邊界條件及

51、剛體加載，定義邊界條件及剛體.剛體剛體剛體加載剛體加載 :如前所述，所有的剛體位移都應用于如前所述，所有的剛體位移都應用于Part號號 而不應用于而不應用于component。在使用在使用EDLOAD命令施加剛體載荷前要經常檢查命令施加剛體載荷前要經常檢查 Part 列表，因為列表，因為EDMP, RIGID, MATID 命令定義材料剛性命令定義材料剛性 (不是不是 Part)。此外，此外， 劃網格時對不同的劃網格時對不同的PART盡量盡量要使用不同的材料要使用不同的材料. Solution Loading Options Specify Loads Add Loads可以施加的剛體載荷可以

52、施加的剛體載荷 :RBFX, RBFY, RBFZ (Forces)RBUX, RBUY, RBUZ (Displacements)RBVX, RBVY, RBVZ (Velocities)RBMX, RBMY, RBMZ (Moments)RBRX, RBRY, RBRZ (Rotations)RBOX, RBOY, RBOZ (Angular Velocities)對某些載荷類型可選擇局部坐標系號對某些載荷類型可選擇局部坐標系號(用用EDLCS命令建立命令建立) 。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with

53、ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-30加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.剛體剛體合并剛體合并剛體 :可以使用可以使用 EDCRB 命令將兩命令將兩 個剛體合并，合并后它們將被看作一個剛體個剛體合并，合并后它們將被看作一個剛體:Preprocessor Coupling / Ceqn Rigid Body CE從從Part 附屬于主附屬于主 Part. 從從PART的參的參數將被忽略。數將被忽略。根據需要，可以將多個從根據需要，可以將多個從PART合并合并到主到主PART中，但不要創建新

54、的主中，但不要創建新的主PART。為避免覆蓋合并了的剛體，不要重復使用為避免覆蓋合并了的剛體，不要重復使用 EDCRB 命令定義同一參考號。命令定義同一參考號。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-31加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.剛體剛體剛體的慣性量剛體的慣性量 :使用使用EDIPART 定義剛體的慣性量定義剛體的慣性量。缺省情況下缺省情況下, LS-DYNA

55、自動地通過有限元網格（單元體積，密度，位置）來自動地通過有限元網格（單元體積，密度，位置）來計算剛體的慣性計算剛體的慣性。當模型比較復雜或網格比較粗糙時，人工定義剛體的慣性比缺省值要準確。當模型比較復雜或網格比較粗糙時，人工定義剛體的慣性比缺省值要準確。EDIPART 允許僅對部分結構進行網格劃分。允許僅對部分結構進行網格劃分。使用使用EDIPART命令時必須已經定義了命令時必須已經定義了Parts 。Preprocessor LS-DYNA Options Inertia Options Define InertiaExplicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6

56、.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-32加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.剛體剛體指定剛體的慣性量和初始狀態指定剛體的慣性量和初始狀態: 質心的位置質心的位置 (X, Y, Z) 平動質量平動質量 慣性張量慣性張量 (IXX, IXY, IXZ, IYY, IYZ, IZZ) 初始速度初始速度 (RBVX, RBVY, RBVZ, RBOX, RBOY, RBOZ)如果沒有選擇如果沒有選擇global origin ， GUI自動跳出一個

57、窗口要自動跳出一個窗口要求指定相應坐標向量求指定相應坐標向量。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-33加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.剛體剛體總結總結 :與與ANSYS中的隱式分析不同中的隱式分析不同, 在定義在定義PART時不要使用過高的彈性模量值（時不要使用過高的彈性模量值（EX ）來使之剛化，需要精確的材料特性來計算接觸剛度來使之剛化，需要精確的材料特性來

58、計算接觸剛度。 使用使用 EDMP, RIGID 命令來定義相應材料剛性。命令來定義相應材料剛性。 不能給剛體的節點施加約束，所有的約束都必須施加到剛體的質心上。不能給剛體的節點施加約束，所有的約束都必須施加到剛體的質心上。兩個剛體不能共享同一節點，用兩個剛體不能共享同一節點，用EDCRB 命令可以將剛體合并到一起。命令可以將剛體合并到一起。將結構中變形不重要的部位定義為剛體將結構中變形不重要的部位定義為剛體 (如：金屬成形中的沖頭與模具），如：金屬成形中的沖頭與模具），這樣可以大大節省這樣可以大大節省CPU時間。時間。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA

59、6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-34加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體G. 約束約束在在 ANSYS/LS-DYNA中中, 非零位移作為與時間相關的載荷施加，然而有許多非零位移作為與時間相關的載荷施加，然而有許多種約束方式可以用來定義其它的邊界條件。種約束方式可以用來定義其它的邊界條件。ANSYS/LS-DYNA 約束約束 :約束約束節點坐標系旋轉節點坐標系旋轉對稱邊界面對稱邊界面非反射邊界面非反射邊界面額外節點組元額外節點組元節點剛

60、體節點剛體殼與實體的連接殼與實體的連接鉚接鉚接點焊點焊注注: 同一節點或同一自由度不允許多重約束。同一節點或同一自由度不允許多重約束。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNA 6.0Training ManualMarch 7, 2002Inventory #0016302-35加載，定義邊界條件及剛體加載，定義邊界條件及剛體.約束約束約束約束 : Solution Constraints Apply On Nodes (etc.) D 命令只能對節點施加零位移命令只能對節點施加零位