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LS-Dyna中滑动界面能出现负值的原因及解决方法
在LS-Dyna中经常遇到滑动界面能(sliding interface energy)为负值的情况,有两种情况会导致负的滑动界面能:基于段的映射和初始穿透。
1、基于段的映射
如下图所示,节点在两段的交界处检查不到渗透产生,所以会滑到接触厚度中去,此时程序发现有渗透节点存在,必定会给它施加一个接触力,把它拉回到接触面上,此时整个系统在对从节点做功,消耗它的接触势能(但此前没有得到动能的补充),所以表现为负的滑动界面能。
实际上的滑动界面能与计算的滑动界面能的比较:
解决该问题的方法是扩充主段的接触面,如图所示,在两段交接处使接触面能捕捉到接触渗透,由*CONTACT关键字中的MAXPAR参数调整。
2、初始穿透
在建立有限元模型中,可能会存在模型之间有干涉问题。程序在开始计算时会自动检查初始穿透,若有初始穿透,程序提出警告,并把这些节点移动到可能接触的界面上,在这过程中,系统要对之做功,导致负的滑动界面能产生。
在LS-Dyna中解决初始穿透的问题可参考文章《LS-Dyna接触中初始穿透(initial penetration)的解决方法》。