Workbench AutoDYN系列教程2.ppt

Workbench AutoDYN系列教程2 基础培训二 1、Lagrange求解器 2、模型生成 3、Lagrange之间的作用 AUTODYN 求解器类型 拉格朗日求解器 拉格朗日求解器 在初始计算中，通过对节点速度积分得到新节点位置； 通过新节点的坐标位置，计算新单元密度和单元应变率。 拉格朗日求解器 通过应变，新的应力可以计算得到； 对于各向同性材料，单元变形能分成两个独立的部分。 拉格朗日求解器 体积改变是由球应力张量引起； 形状改变是由于偏应力张量引起； 球应力由状态方程(EOS)求解； 偏应力是由胡克定律(弹性)和塑性屈服准则(本构关系)求解-即AUTODYN的强度模型； 再加上失效模型就构成了一个完整的材料模型。 拉格朗日求解器 一旦计算单元的内部应变率被决定，每一个节点的受力能被计算； 在这个阶段，任何从边界条件或者与其它物体作用的外力作为最后的节点力； 知道节点力，可以计算节点加速度； 积分节点加速度可以得到节点新的速度； 完整的一个计算周期，重复这样的周期达到要求的求解时间或循环次数。 拉格朗日求解器 拉格朗日求解器 拉格朗日求解器 结构求解器(V5和更早版本)； 2D 体单元和壳单元 3D 体单元、壳单元和杆单元 非结构求解器(V6和以后版本)； 3D 体单元、壳单元和杆单元???? 结构和非结构求解器能用在同一个模型中； 非结构化求解器特点： 求解更快 内存更小 适合更多的单元类型 可以方便地输入非结构网格 结构化网格能被转换成非结构化网格。 拉格朗日体单元求解器 拉格朗日体单元求解器 8 节点精确体积积分； 可选的 8 节点，近似单点高斯体积积分适合非结构求解器； FE 公式 (Hallquist) 对于弯曲变形，单元精度会有一些损失 使用人工粘性处理冲击问题； 使用沙漏控制保证稳定性； 五面体单元 – 退化六面体单元； 非结构六面体求解速度约为结构求解的两倍； 非结构求解需要的内存比结构求解少30%。 拉格朗日体单元求解器 比较： 拉格朗日体单元求解器 拉格朗日体单元求解器 拉格朗日体单元求解器 拉格朗日体单元求解器 拉格朗日体单元求解器 拉格朗日体单元求解器 拉格朗日壳单元求解器 2D 采用有限差分方法； 3D 采用有限体积方法； 节点轨迹变形； 厚度是一个填充参数； 假设厚度方向为零应变； 时间步长由长/宽决定，不由厚度决定。 拉格朗日壳单元求解器 非结构求解比结构求解器更有效 在相同的内存条件下，非结构求解器存放的数据多于结构求解器 拉格朗日壳单元求解器 拉格朗日壳单元求解器 拉格朗日壳单元求解器 拉格朗日壳单元求解器 拉格朗日壳单元求解器 用户定义层数； 每一层可以是各向同性或异性材料； 每一层指定一个厚度。 拉格朗日梁单元求解器 2节点的 梁单元公式； 允许大的轴向应变。 拉格朗日梁单元求解器 拉格朗日梁求解器 拉格朗日梁求解器 拉格朗日梁求解器 拉格朗日梁求解器 拉格朗日梁单元 单根梁 多根梁 2D 梁构架 3D 梁构架 拉格朗日壳 梁求解器 冲击波对结构中的影响 拉格朗日求解器(3D) 兼容性： 模型 非结构和结构(IJK)求解器能在一个模型中使用； 接触 在任意非结构/结构(IJK)之间使用； 连接 在任意非结构/结构(IJK)之间使用； 与3D FCT 和多物质欧拉耦合 包括厚度壳单元； 并行 可用于结构求解器和非结构求解器。 拉格朗日求解器 优势 ： 更少的循环计算时间 (与 Euler/SPH 比较)； 清晰的材料界面和边界定义； 时间历史信息完整； 强度模型好； 较少的冲击扩散 ； 代码相对简单 。 基础培训二 1、Lagrange求解器 2、模型生成 3、Lagrange之间的作用 模型生成 结构化网格 用 (I,J,K) 指标空间； 网格在 AUTODYN 里生成； 通过 ICEM-CFD 或 TrueGrid 输入结构化网格； 完全的 Fill 使用选项 (用材料 / 初始条件) ； 边界条件用指标空间，交互式或者组施加 。 非结构化网格 使用单元/节点连通性； 目前，不能在 AUTODYN 中生成网格； 通过 LS-DYNA .k 文件和 Nastran .dat 文件输入非结构网格； 转换结构化网格为非结构化网格； 有限的使用Fill 选项； 边界条件用交互式或者组施加。 结构求解器 对于每一个 Part，一个结构化网格通过单元、节点和空间位置定义连通性； 网格可以看成两中空间： 指标空间（I 、J、K） 物理空间（X、Y、Z） 指标空间在节点之间定义连通性； 物理空间定义节点的空间坐标； 物理空间通常用来识别； 指标空间用来建立模型。 结构求解器 指标空间 在AUTODYN里，每一个结构 Part 定义一个指标空间(i,j,k)，i