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LS-Dyna中的最大穿透

2020年03月16日 CAE 阅读 1,643 views 次

在LS-Dyna中最大穿透通过关键字*CONTROL_CONTACT中的PENMAX和XPENE选项定义。为避免由于从节点穿透深度过大(罚力与穿透深度成正比)而引起的数值不稳定,当从节点穿透到一定的深度(Maximum Penetration),该节点从接触中自动释放(但依然参与其他的计算)。这样因为与大穿透值成比例的力很大以至于不会施加节点上,否则会导致不稳定性。在对壳元的穿透中,为防止当从节点穿透壳的中面而引起的接触力方向的突然翻转,“壳厚偏置”的考虑也是非常必要的。

在非自动接触中,如SHLTHK=0,则缺省的最大穿透深度为1.0e20,也就是说不考虑从节点的释放。如SHLTHK=1 or 2,则参数XPENE确定节点释放准则:

  • MaxDistance(Solids)=XPENE(default=4.0)*(thickness of the solid element),SHLTHK=1
  • MaxDistance(Solids)=0.05*(thickness of the solid element),SHLTHK=2
  • MaxDistance(Shells)=XPENE(default=4.0)*(thickness of the shell element),SHLTHK=1
  • MaxDistance(Shells)=0.05*(minimum diagonal length),SHLTHK=2

在自动接触、单面接触中(Automatic_General除外),最大穿透深度由PENMAX(缺省值为0.4)确定:

  • MaxDistance=PENMAX*(thickness of the solid)
  • MaxDistance=PENMAX*(slave thickness+master thickness)

对于Automatic_General接触,PENMAX的缺省值为200(几乎不考虑节点的释放)。 

对于控制最大穿透深度的参数一般不要改动(使用缺省设置)。如果节点穿透过大而需要释放,可以采用增大接触刚度、改变罚函数算法(SOFT),或增加接触厚度等方法来实现。

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