LS-DYNA壳体与实体单元连接方法综述与实战解析
在LS-DYNA中,壳单元与体单元的连接处理是一项关键任务,特别是在复杂结构的模拟中。本文档深入探讨了两种主要的连接方法,即constrained_interpolation约束方法和constrained_shell_to_solid连接方式。 首先,constrained_interpolation方法利用插值技术将壳单元和体单元的运动及载荷相联系。在HYPERMESH中,这个过程涉及选择壳单元中的依赖节点(dependent node)A,以及体单元上与之在一条直线上的独立节点(independent nodes)。这种方法适用于需要动态载荷重新分配的情况,无论是平移力还是力矩,它都会自动调整质量和旋转惯量,且默认在全局坐标系下工作。然而,值得注意的是,该方法在HYPERMESH中的实现存在局限,如无法直接设置某些权重参数,需要通过修改关键字或借助前处理器工具来解决。 另一种方法,constrained_shell_to_solid,由白金泽老师书中推荐,通过创建一个节点组来实现壳体与实体单元的耦合。在这个过程中,只需要提供壳单元节点(NID)和体单元节点组(NSID)的编号。连接条件包括壳单元节点必须位于体单元节点的中间位置,且两者应沿同一直线排列,尽管体单元节点在该方向上可以有相对运动。但有一个限制,即每个壳单元最多只能连接9个六面体单元节点。 在实施这两种连接方式时,有几点需要特别注意:一是依赖节点不能位于刚体上;二是壳单元节点的定义顺序与体单元节点的顺序必须匹配,确保它们的正确对应关系。此外,对于constrained_interpolation方法,理解其内部的插值原理和负载分配机制有助于更有效地应用。 总结来说,理解并掌握这两种壳单元与体单元的连接方法,对于准确模拟LS-DYNA中的结构动力学问题至关重要。实践中,可能需要根据具体工程需求和模型特性灵活选择并结合使用这两种方法,同时注意解决相关的软件局限性问题,以获得更精确的计算结果。
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