ANSYS/LS-DYNA护栏碰撞模拟精度与效率研究

"基于ANSS/LS-DYNA的护栏冲击模拟分析精度研究 (2008年)，张鹏，周德源，同济大学结构工程与防灾研究所" 这篇论文详细探讨了使用ANSYS/LS-DYNA软件进行护栏冲击模拟分析时如何优化计算精度与效率的关键因素。在进行汽车-护栏碰撞模拟时，该研究强调了几点关键发现： 1. 网格密度：研究指出，加密网格可以显著提升计算精度，但同时也会增加计算的时间成本。这种关系遵循N/l（单元数量与边长比例）和积分点个数的幂函数规律。这意味着更精细的网格将导致更准确的结果，但会增加计算复杂性和时间。 2. 壳单元厚度方向的积分点个数：增加壳单元沿厚度方向的积分点数量也被证明对提高计算精度有积极作用。这同样会带来计算时间的增加，但可以通过平衡精度需求与计算资源来优化。 3. 单元公式：论文对比了三种不同的单元公式——B-T，H-L和B-W-C。结果显示，B-T和H-L公式计算结果的差异较小，而B-W-C公式的结果较为保守，更适合于设计安全考虑。计算效率上，H-L最低，B-T次之，B-W-C最高。 4. 接触类型：研究发现，使用单面接触（ASSC）能够提供较高的计算精度，因此可以作为其他接触类型计算结果的基准。此外，通过合理设置主从接触面，并采用单向接触类型，可以进一步提高计算效率。 5. 沙漏控制：虽然没有深入探讨，但沙漏控制是LS-DYNA中一个重要的参数，用于防止因过度压缩或拉伸而导致的不真实的能量损失，对保证模拟的物理正确性至关重要。 论文还提出，数值模拟在汽车碰撞安全性能研究中具有显著的优势，如节省时间和成本。然而，由于碰撞涉及的非线性问题，如何平衡模拟精度和计算效率是研究的重点。LS-DYNA提供的各种控制变量和ANSYS的APDL语言为此提供了可能性，使得工程师可以根据具体需求调整参数，从而提升模拟的准确性和效率。 这篇论文为使用ANSYS/LS-DYNA进行护栏碰撞分析提供了有价值的指导，特别是对于那些希望优化计算性能，同时保证模拟精度的工程师来说。