Можно ли использовать гексаэдры со средним узлом для расчета динамики в явной постановке в LS-DYNA?

Аватар пользователя tynyany
0 851

Вопрос:

Можно ли использовать гексаэдры со средним узлом для расчета динамики в явной постановке в LS-DYNA? Что можно сказать о других формулировках для solid элементах, например тетраэдры со средним узлом, гексэдры с поворотными степенями свободы в узлах.

Ответ:

Рассмотрим подробнее какие формулировки solid элементов есть в LS-DYNA R6.0.0 (карта *SECTION_SOLID):

ELFORM=1: стандартные 8-узловые brick элементы имеют не только высокую вычислительную эффективность, хорошо оптимизированы, но и не страдают от таких проблем как volumetric locking и shear locking. 8 таких элементов предпочтительнее использовать, чем один 20-узловой (с узлами посреди граней) brick-элемент для задач с явным интегрированием по времени (если бы такой существовал в LS-DYNA) по многим соображениям. Следует обеспечить достаточое число таких элементов для адекватного отображения градиента напряжений, например по толщине балки в задаче изгиба, так как эти элементы имеют пониженный порядок интегрирования (одна точка интегрирования в центре элемента).

ELFORM=3: 8-ми узловой brick-элемент с добавленными поворотными степенями свободы в узлах. Средние узлы не используются, хотя формулировка элемента записана на основе 20-узлового (с узлами посреди граней) brick-элемента. Полезен для простого задания сопряжения с оболочками через общие степени свободы, а также имеет более высокую точность интегрирования чем простой brick. Полезен при расчете линейно-упругих материалов, однако есть проблемы при расчете несжимаемых материалов и пластического течения.

ELFORM=16, 17: 10-узловые тетраэдры (со средними узлами), узлы задаются либо непосредственно (если ваш препроцессор может записать карту *ELEMENT_SOLID c 10-ю узлами, ранее использовалась версия с максимум 8-ю узлами), либо конвертируются из 4-х узловых тетраэдров перед началом решения, если обычные тетраэдры заданы с помощью карты *ELEMENT_SOLID_TET4TOTET10. При способе задания 10-узловых тетраэдров напрямую будет проблемы задания нагрузки (давления) через *SET_SEGMENT, так как можно задавать сегменты состоящие только из 3-х или 4-х узлов, и срединный узел не получит нагрузки от давления. ELFORM=17 действительно предпочтительнее по причине того что узлы имеют одинаковый вес и за счет этого контактное давление распределяется более правильно. Необходимо использовать контакты в формулировке *CONTACT_AUTOMATIC_... .

Таким образом: в LS-DYNA нет гексаэдров со средним узлом (только тетраэдры). Наиболее предпочтительной формулировкой (в явном решателе) по прежнему является ELFORM=1, с необходимой плотностью разбиения. При проблемах с построением сетки можно использовать либо модифицированные тетраэдры, либо тетраэдры со средним узлом. При выборе технологии элемента нужно учитывать не только кривизну поверхности, но также тип интегрирования (эксплисит/имплисит), общую вычислительную эффективность элемента, модель материала, наличие проблем с ауэрглассингом, сопряжение с другими деталями через контакт/общие узлы и др.

Добавить комментарий

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии