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1、求解和模拟控制,第7章,March 7, 2002 Inventory #001630 7-2,求解和模拟控制 本章目的,本章学习的是求解和模拟控制。 讨论用于优化和控制显式分析的工具。 主要内容: 基本求解控制 二进制输出文件 ASCII输出文件 Cpu 时间控制 质量缩放 模拟控制 小时间步显示 自适应剖分 编辑LS-DYNA输入文件 LS-DYNA 的批处理 求解和模拟控制练习,March 7, 2002 Inventory #001630 7-3,在很多方面, 显式分析中设定的求解控制参数同隐式运算中遇到的参数相似。 在显式求解中设定的基本参数有： 1. 时间:模拟的物理过程的真实时间
2、 TIME Solution: Time Controls - Solution Time,实际的求解时间很短，通常在几毫秒内。,求解和模拟控制 A. 基本求解控制,March 7, 2002 Inventory #001630 7-4,2.梁和壳单元的积分点数 EDINT Solution: Output Controls - Integ Pt Storage 壳单元至少要有3-5个积分点才能捕捉到塑性效应 3. 写入到 .rst 和 .his 文件的时间步数 EDRST, EDHTIME . 或者定义输出频率： Solution: Output Controls - File Output
3、 Freq -Number of Steps.,.rst 文件记录了可供通用后处理器使用的整个模型的结果。一般典型的输出步数为 10-100 个 (缺省为100)来减少磁盘存储空间. .his 文件记录了用于时间历程后处理器的模型的一个子组的结果。一般典型的输出步数为 1000-100,000个(缺省为 1000） 重启动的输出频率也可以输入(通过EDDUMP 命令).,求解和模拟控制 . 基本求解控制,March 7, 2002 Inventory #001630 7-5,文件选项包括 ADD,DELETE和LIST. 可输出 ANSYS (.rst and .his) 或LS-TAURUS
4、 (d3thdt, d3plot) 或两者兼之。,求解和模拟控制 B. 二进制输出文件的控制,由于ANSYS/LS-DYNA 还带有 LS- POST 后处理器, 故程序除了可以写 ANSYS 的 .his 和 .rst 二进制结果文件以外，还可以写 LS-DYNA 结果文件 d3plot 和 d3thdt. 用EDOPT命令控制程序将输出何种二进制文件。 Solution: Output Controls - Output File Type,March 7, 2002 Inventory #001630 7-6,求解和模拟控制 C. ASCII 输出文件的控制,除了 LS-POST 二进制
5、文件, 用户还可以输出一系列包含特定信息的 ASCII 文件. 文件描叙如下: GLSTAT 全局模型数据 (全局统计) BNDOUT 边界条件力与能量 RWFORC 刚性墙力 DEFORC 离散单元力 MATSUM 材料能量 (基于PART) NCFORC 节点界面力 RCFORC 合成界面力 DEFGEO 变形几何数据 SPCFORC 单点约束力 SWFORC 节点约束反力 (点焊) RBDOUT 刚体数据 GCEOUT 几何接触实体 SLEOUT 滑移面能量 JNTFORC 接点力 NODOUT 节点数据 ELOUT 单元数据,March 7, 2002 Inventory #00163
6、0 7-7,EDOUT命令控制ASCII文件的输出： Solution: Output Controls - ASCII Output.,仅仅选择结果文件应该生成哪个ASCII 文件(如 MATSUM) 还可以选择下面的选项: ALL 写所有的 ASCII 输出文件 LIST 列出所有的时间历程输出定义 DELE 删除所有的 ASCII 输出定义,应该I 文件要写的节点与单元: 应该注意到ACSII文件包含的信息只是针对模型的一个小子集而言，EDHIST命令控制ACSII文件要写的节点和单元：应该注意到 ASCII文件中包含的信息只是针对模型Solution: Output Controls
7、- Select Component,包含在ASCII 输出文件中的信息是相对于节点和单元组元而定义的。 ASCII文件的输出间隔通过 EDHTIME命令控制。 对于不同的组元允许多次定义。,求解和模拟控制 . ASCII 输出文件的控制,March 7, 2002 Inventory #001630 7-8,ANSYS/LS-DYNA中, 经常使用三种高级求解控制 1. CPU 控制: 在 ANSYS/LS-DYNA 分析中说明CPU限制。 2. 质量放缩: 调节单元质量来增加时间步长。 3. 子循环: 调整模型以减少CPU时间（不推荐）。,CPU 时间限制 (单位为秒) 用来终止分析，零值
8、 (缺省) 表示无时间限制,CPU 控制l 用EDCPU命令制定CPU时间： Solution: Analysis Options-CPU Limit,求解和模拟控制 D. CPU 时间控制,March 7, 2002 Inventory #001630 7-9,说明所用的最小时间步尺寸和缩放系数。,求解和模拟控制 E. 质量缩放,质量缩放是通过调整每个单元的密度来调整单元达到合适的时间步长。 以前讲过，时间步长依赖于 EX, NUXY 和 DENS 以及单元尺寸。 使用质量缩放, 可以根据单元的大小调整任何单元的密度，从而达到合适的时间步。 用 EDCTS 命令定义质量缩放: Solutio
9、n: Time Controls-Time Step Ctrls.,March 7, 2002 Inventory #001630 7-10,求解和模拟控制 . 质量缩放,有两种质量缩放方案： 通过调整单元密度，使得所有单元都具有相同的时间步长，只用于惯性效应不重要时. EDCTS, DTMS 这里DTMS为正的必要的时间步尺寸值 (乘以 1.111) 质量缩放只用于 指定时步Dt的单元 EDCTS, DTMS 这里 DTMS 为负的必要的时间步尺寸值 (乘以 1.111),March 7, 2002 Inventory #001630 7-11,element 1 2 3,l1,l2,l3,
10、求解和模拟控制 . 质量缩放,质量缩放控制最小时间步长:,调整密度以实现用户定义的时间步长: :,March 7, 2002 Inventory #001630 7-12,求解和模拟控制 . 质量缩放,质量缩放例题 (EDCTS) 汽车碰撞模型 140 parts 42981 nodes 1580 bricks 60 beams 35170 shells Termination time 150 ms,100 个最小单元时步 (参见 LS-DYNA 输出文件 d3hsp): element time-step shell 151018 0.44612E-06 shell 150894 0.46
11、867E-06 shell 52321 0.48682E-06 shell 51321 0.48682E-06 shell 16923 0.52225E-06 shell 16458 0.52225E-06 . shell 152483 0.70112E-06 shell 92708 0.70113E-06 shell 92308 0.70114E-06 shell 38547 0.70223E-06 shell 38047 0.70223E-06,March 7, 2002 Inventory #001630 7-13,求解和模拟控制 . 质量缩放,无质量缩放: 初始时间步长取决于最小单元
12、Dt = 4.46115E-07 sec 有质量缩放: 希望时间步长为 6.534E-07 秒，用EDCTS命令定义负的111%的时间步长。 EDCTS, -7.26E-07 Main Menu Preprocessor Output Ctrls Mass scaling . 初始时间步长 Dt = 6.534E-07 sec CPU 时间减少到68% 质量误差： 物理质量 1.26 吨 增加质量 0.000027 吨 (27 grams) 质量误差 0.002% 质心坐标也发生改变。,March 7, 2002 Inventory #001630 7-14,求解和模拟控制 F. 模拟控制,状
13、态开关控制允许用户中断求解过程并检查求解状态。 如下使用状态开关控制： 在UNIX平台上的ANSYS输出窗口或在NT平台上独立的LS-DYNA输出窗口使用CTRL_C。 CTRL_C中断求解过程并在ANSYS窗口等待下一步输入。 输入sw1终止求解并生成重启动文件。 输入sw2得到实际状态统计情况，LS-DYNA 继续进行。 输入sw3写出当前时刻的重启动文件， LS-DYNA 继续运行。 输入sw4写出当前时刻的结果数据组，LS-DYNA 继续运行。,March 7, 2002 Inventory #001630 7-15,求解和模拟控制 . 模拟控制,通常第一次估计的CPU时间过高，用CT
14、RL_C中断求解过程，输入sw2得到求解统计情况。,LS-DYNA 求解器 将所有的重要的信息（如错误、警告、失效单元、接触情况）都写入ANSYS输出窗口（NT上的独立窗口）及d3hsp文件。,March 7, 2002 Inventory #001630 7-16,求解和模拟控制 . 模拟控制,LS-DYNA 求解器也将数据写入messag 文件. 这个文件包含了时间步信息、错误、警告和一些写入d3hsp文件内容的一个简短摘要。 对于ANSYS检查出的错误和警告，用户可以通过 messag 文件了解详细情况 :,“Solution is done!” 代表没有警告和错误。 这表示运算已经成功
15、。,March 7, 2002 Inventory #001630 7-17,求解和模拟控制 G. 小时间步长的查看,LS-DYNA 求解器可以根据每个单元的大小和密度自动计算出每个单元的最小时间步长。 LS-DYNA 实际采用的时间步长是这些值中最小的值乘以一个系数(通常为0.9）。 EDTP 命令可以用在LS-DYNA求解之前显示具有最小步长的单元。 这个信息允许用户评价网格质量，可进行适当的修改（如重新划分网格或运用质量缩放）。,EDTP, OPTION, VALUE1, VALUE2 其中: OPTION = 1, 2, or 3 描述如下: 1 = 画出具有最小时间步长的单元 2 =
16、 #1 + 此时间步值单元列表 3 = #2 + 其它单元透明显示 VALUE1 = 画/列出 最小描述的限制 (红色单元表示) VALUE2 = 透明 ( 0 = 不透明, 1 = max., 0.9 = default level),March 7, 2002 Inventory #001630 7-18,求解和模拟控制 . 小时间步长的目测,EDTP 在求解之前映射出时间步。 模型中最小的单元将控制CPU的时间。 具有最小时间步的单元以红色绘制（中间时间步单元为黄色) 具有透明选项和列出时间步大小的功能。 根据估计的时间步大小进行划分网格/质量缩放。 Solution: Time ControlsTime Step Predic.,March 7, 2002 Inventory #001630 7-19,求解和模拟控制 H. 自适应网格划分,在分析求解中，shell163 单
