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使用LS-dyna进行汽车碰撞侧翻分析网格划分及单元公式的处理

2019年05月13日 CAE 阅读 953 views 次

使用LS-dyna进行汽车碰撞侧翻分析时,网格划分的基本要求如下:

(1)对于汽车部件的每一方向至少有3 个单元(或一个全积分单元);

(2)在发生碰撞区域划分10-15mm网格大小的单元;

(3)在非碰撞区域可以扩大到25mm 左右网格大小;

(4)刚开始碰撞时,在没有质量缩放的情况下时间步应该在微秒级;

(5)三角形单元的数目不能超过单元总数的10%;

(6)翘曲单元的总数不超过15%;

(7)防止集中出现翘曲单元的区域;

(8)在能量吸收区域采用规则的网格划分。

在进行网格划分时还要注意以下几点。

1. 网格的自动分类

自动网格划分得到的三角形单元是按四边形单元公式处理的,同理四面体或五面体是按六面体单元公式处理的,这样会给求解带来不稳定,可按如下方法进行处理:

—在*CONTROL_SHELL 中设置ESORT=1,程序自动把退化四边形单元处理为CO 三角形单元公式;

—在*CONTORL_SOLID 中设置ESORT=1,程序自动把退化六面体单元处理为四面体或五面体单元公式。

2. 翘曲刚度

在翘曲比较厉害的地方缺省的B-T 单元不足以反映响应特性,有必要对翘曲比较厉害的单元(关键PART)在*CONTROL_SHELL 中设置BWC=1 或使用ELFORM=10 壳单元公式,同时设置FULL=1映射方式,因为缺省的DRILL方式阻止刚体转动,但是此设置会增加50%的CPU 时间开销。

3. 应用16号壳单元公式

有时为了避免沙漏模式,使用ELFORM=16的壳单元公式(详细介绍可参考文章《LS-Dyna薄壳单元算法公式和属性定义关键字*SECTION_SHELL各选项含义》),此时应当设置HOURGLASS 类型为8,这样会自动激活翘曲刚度自动分类功能。

4. 壳厚度改变参数设置通常不激活ISTPUD=0,因为激活后可能导致数值不稳定

5. 单元公式的处理

使用缺省的单元公式(类型2 的壳单元),使用缺省的厚度方向的2 个积分点。若PART 的厚度大于1.5mm,在厚度方向采用5 个积分点。使用类型2 单元公式时不要增加翘曲刚度选项(BWC=1),建议在翘曲单元区域使用类型10 单元公式。在碰撞分析中要考虑壳单元厚度的改变(缺省是不改变的,在冲压成型中一定要考虑)。

参考文献

【1】 赵海鸥 邵仁兴, LS-DYNA 动力学分析指南, 机械工业出版社

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