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ls-dyna关键字命令介绍


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LS-DYNA 输入文件基础
关键字命令

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关键字语法
大部分的命令是由下划线分开的字符串, 如 *boundary_prescribed_motion_rigid. 字符可以是大写或小写 在用户手册中,命令是按字母顺序排列的 在输入文件中,命令的顺序是不重要的 (除了 *keyword 和 *define_table) 关键字命令必须左对齐,以*号开始 第一列的“$”表示该行是注释行 输入的参数可以是固定格式或者用逗号分开 空格或者0 参数 使用该参数的默认值

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必须的命令
每一个关键字输入文件中,下列命令是必有的:
*KEYWORD *CONTROL_TERMINATION *NODE *ELEMENT *MAT *SECTION *PART *DATABASE_BINARY_D3PLOT *END

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*NODE
Nodal ID x, y, z 方向在全局坐标系中的坐标值 平动和转动约束 ? 可使用 *boundary_spc添加约束

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*PART
同一个 Part 中的单元性质相同,如具有相同的单元属 性和材料模型. 具有相同属性的一组单元通常共享一个相同的 part ID (PID) *PART 命令中的一些选项可以: ? 覆盖默认的接触设置 (*part_contact) ? 覆盖刚体的默认的质量性质和初始条件 (*part_inertia)

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*ELEMENT_option
Option 指定单元的类型, 如 *element_shell 单元 ID Part ID (PID): 设定材料 ID, 性质 ID等到单元上 Node ID’s (单元连通性) Optional data can be provided to override shell thickness, orthotropic material angle, etc. on an element-by-element basis.

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*MAT_option
Option 指定材料类型, 如 *mat_elastic, *mat_rigid, *mat_linear_piecewise_plasticity 输入参数 (材料常数) 取决于材料模型 大约有 100 种结构材料可以选择 8种弹簧/阻尼材料 1 种安全带材料 6 种热材料 (用于热传递分析) 声学材料

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*SECTION_option
Option 包括 BEAM, DISCRETE, SHELL, SOLID 输入参数包含 ... ? 梁单元,壳单元和体单元使用的计算公式 ? 梁和壳的积分方法 ? 壳的厚度 ? 梁的截面性质

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定义单元
*ELEMENT_... eid, pid, n1, n2, etc *PART pid, sid, mid, eosid, hgid, … *NODE nid, x, y, z

*HOURGLASS hgid, … *SECTION_... sid, elform, … *EOS_GRUNEISEN eosid, … *MAT_ … mid, rho, …

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*DATABASE_BINARY_option

所有的二进制输出文件都可以用LS-Prepost来做后处 理 Options ? D3PLOT: 整个模型的绘图状态 ? D3PART: part集的绘图状态 ? D3THDT: 节点和单元的时间历程数据 (可以有比D3PLOT更
多的存储结果) ? D3DRLF: 动力释放求解阶段的绘图状态 ? INTFOR: 接触力和应力的绘图状态

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输出提示
如果在一个已有先前分析结果的目录下运行一个新的 分析,选择下列之一: ? 删除旧的‘二进制结果输出文件 ? 在输出数据中选择另外的名字, 如在命令行中使用 g=filename ? 创建一个新的目录运行要做的分析 (推荐) 请求足够多的输出状态以得到合理的时间历程结果 ? 输出请求可能随分析的不同而不同,通常, 50 到 100 个状态
的输出是足够的了 ? 对大模型来说,使用d3thdt数据输出, 得到有选择的节点或 单元的时间历程数据

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*DATABASE_EXTENT_BINARY
*DATABASE_EXTENT_BINARY 对写入到二进制输 出文件中的数据进行控制 ? 体和壳增加的历史变量的数目 ? 这些状态变量对每一个材料模型都不同 ? 壳积分点输出的数目 (MAXINT) ? 默认输出 3 个积分点 (mid, bottom, top) 的数据 ? 应变张量 (STRFLG) ? 默认情况下 LS-DYNA 计算的弹性应变是不输出的 ? 复合材料应力输出 (CMPFLG) ? 各向异性 / 正交异性的材料其应力可以在全局坐标系中输
出也可以在材料坐标系中输出 ( *mat_orthotropic_elastic 除外)

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*DATABASE_EXTENT_BINARY (cont’d)
? 控制每一个输出状态创建一个单独的 d3plot 文件选项
(IEVERP) ? 梁的积分点输出数目 (BEAMIP) ? 仅应用于有应力计算的梁单元公式 (不包括合力梁公式) ? 壳的沙漏能输出 (SHGE) ? 如果打开该选项, 可以对壳材料的沙漏能密度进行云图显 示

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*DATABASE_option
所谓的 ‘ASCII’ 输出文件 ? 指定的时间历程输出 ? 后续的幻灯片给出输出内容 ? 输出格式的选择 (任何一种都可以用 LS-Prepost 处
理) ? 真实的 ASCII ( 文本 ) 输出 ? 压缩二进制输出 (binout)

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‘ASCII’ 输出文件
Airbag Statistics
? ? ? ? ? ? ? ?
volume pressure internal energy mass flow density temperature output mass flow rate Mass

*DATABASE_ABSTAT

Boundary Nodal Forces *DATABASE_BNDOUT
? 对应于节点和刚体边界条件的节点力

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‘ASCII’ 输出文件
Discrete Element Data *DATABASE_DEFORC ? 离散单元的力和力矩: 弹簧 & 阻尼器 ? 全局坐标 x,y,z ? 合力 Element Data *DATABASE_ELOUT ? 需要 *DATABASE_HISTORY_option 定义要输出 的单元

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‘ASCII’ 输出文件
ELOUT data (continued)
? beams ? axial resultant force ? resultant s-shear and tshear ? resultant s-moment and tmoment ? toroidal resultant

? shells ? Upper and lower local
strains (requires strain output flag to be set in *database_extent_binary) ? Local stresses and eff. Plastic strain ? Available at each thruthickness integration point

? solids (bricks) ? global stresses ? Eff. Plastic strain

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‘ASCII’ 输出文件
Global Statistics
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

*DATABASE_GLSTAT

global energy information total energy total energy / initial energy kinetic energy internal energy (includes stiffness damping energy) hourglass energy Rigidwall (stonewall) energy spring and damper energy (incl. in internal energy) system (mass) damping energy contact interface energy external work global x, y, and z velocity time step *CONTROL_ENERGY required to get hourglass, rigidwall, damping energies

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‘ASCII’ 输出
Geometric Contact Entities
? forces and moments

*DATABASE_GCEOUT

Joint Forces

*DATABASE_JNTFORC

? forces and moments (including moments due to joint friction)

Material Energies
? ? ? ? ? ?

*DATABASE_MATSUM

material information for each part kinetic energy internal energy hourglass energy global momentum global velocity

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‘ASCII’ 输出
Nodal Contact Interface Forces
? global forces ? set print flag in contact definition

*DATABASE_NCFORC

Nodal Forces

*DATABASE_NODFOR

? global forces ? requires *DATABASE_NODAL_FORCE_GROUP

Nodal Point Data
? ? ? ? ?

*DATABASE_NODOUT

displacement & rotation velocity & angular velocity acceleration & angular acceleration Output can be in a fixed coordinate system or in an updated local coordinate system requires *DATABASE_HISTORY_option to identify nodes

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‘ASCII’ 输出文件
Rigid Body Data *DATABASE_RBDOUT
? displacement & rotation ? velocity & angular velocity ? acceleration & angular acceleration

Resultant Interface Forces

*DATABASE_RCFORC

? global forces of defined contacts

Rigid Wall Forces
? normal force ? global forces

*DATABASE_RWFORC

Seat Belt Output

*DATABASE_SBTOUT

? Force and length of each 2D element_seatbelt ? Information on slip rings and retractors

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‘ASCII’ 输出文件
Sliding (Contact) Interface Energy *DATABASE_SLEOUT
? slave and master contact energies for each contact defined

SPC Reaction Forces
? global forces and moments

*DATABASE_SPCFORC

Spotweld/Rivet Forces

*DATABASE_SWFORC

? axial force ? shear force ? applies to all rigid nodal constraints

Cross Section Forces/Torques
? See following slide

*DATABASE_SECFORC

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截面
一个变形的 part 可以用一个横截面切开,考察力和力矩的传 递. 截面数据的输出间隔由 *DATABASE_SECFORC 来指定 输出可以在全局或局部坐标系中 输出数据包括力, 力矩, 截面的中心和面积. 定义截面的位置通过指定: ? 定义切割面的节点 ? 切割面某一侧的单元 通过 *DATABASE_CROSS_SECTION_PLANE自动选择节 点和单元 使用 *DATABASE_CROSS_SECTION_SET,手动选择节点 和单元

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截面的应用

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更多的命令
The following commands are used to ‘drive’ the model.
*BOUNDARY *INITIAL *LOAD *CONTACT *CONSTRAINED *RIGIDWALL

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*BOUNDARY_option
Options
SPC (单点约束) PRESCRIBED_MOTION (位移, 速度, 加速度和时间) NON_REFLECTING (定义阻止弹性波从自由面反射 的阻抗) 更多其他的, 如 … ? Thermal (传热分析) ? 耦合水下爆炸 (USA) ? 带失效的对称平面 ? 循环对称

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*INITIAL_option
Options
INITIAL_VELOCITY (定义在节点或对旋转体自动生 成) INITIAL_STRESS (_shell, _solid, _beam) INITIAL_VOLUME_FRACTION (multi-material ALE) INITIAL_TEMPERATURE (传热分析) DETONATION (爆炸点的定位)

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*LOAD_option
Options
NODE or RIGID_BODY (集中点载荷,作用于节点或 刚体重心) SEGMENT or SHELL (分布压力) BODY (体力载荷,如重力) THERMAL (预定义的节点温度 (用于结构分析))

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*CONSTRAINED_option
约束自由度 (DOF) Options
NODAL_RIGID_BODY or EXTRA_NODES (设置节点成一个刚体) SPOTWELD or RIVET (用刚性铆接或刚性焊接连接节点) TIEBREAK or TIED_NODES_FAILURE (带失效的绑定单元) RIGID_BODIES (刚体合并) JOINT_option2 (定义连个刚体之间的连接) INTERPOLATION or SHELL_TO_SOLID (连接壳或者梁到体上)

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*RIGIDWALL_option
用于定义不划分网格的各种形状的刚性接触表面 ? 平面 ? 矩形 ? 柱形 ? 球形 固定的或运动的 有限的或无限的 有能量消耗的刚性墙接触, 如塑性冲击. *DATABASE_RWFORC 用于输出刚性墙的力

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*CONTROL_option
计算终止时间 覆盖对下面内容的默认控制… ? 时间步长 ? 沙漏控制 ? 接触属性 ? 处理器数目 (多 cpu) ? 应力更新的阶数 ? 其它

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*INCLUDE
分割文件成几个子文件 子文件再分, 等
Controller

Vehicle

System Contacts

Guardrail

Nodes/Elements

Constraints

Contacts

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*DEFINE_option
定义曲线, 盒子, 坐标系, 被其它命令参考的向量 . 例如, DEFINE_CURVE 定义 ? 力 vs. 时间或压力 vs. 时间的载荷曲线 ? 位移 vs. 时间曲线用于 *boundary_prescribed_motion ? 材料的应力 vs. 应变曲线.

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*DEFINE_CURVE
设定一个曲线识别号 (CLID) 调用动力释放的标志 缩放因子, 偏置 定义曲线上的点 ? 横坐标(x) - 纵坐标 (y)

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*DEFINE_CURVE
对连续的曲线, 如 应力 vs. 应变 ? 点之间应该有合理的间隔, 不要设置远离材料工作范围的点. ? 如果必要,超出曲线定义范围的值是通过线性外插得到的 对载荷或其它量 vs. 时间 ? 尽可能定义到时间充分大的值 ? 数值不会通过外插得到, 也就是说, 一旦超出了曲线定义的最
后时间值,纵坐标 (load) 立即降为零.

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*SET_option
一个集合是一组节点, 单元, parts等. 集合用于被其它 命令参考 例子 ? 节点的结合可用于输出加速度, 速度, 位移 ? 壳单元的集合可以用作接触定义的从面 ? 面段的结合可以用于气囊控制体积 ? Part的集合可以定义单面接触

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*DEFORMABLE_TO_RIGID
在分析开始时可变性材料切换到刚性材料. 使用触发器,在一定时间后自动恢复到可变性材料. 刚体处理很快. 模拟某些事件时是高效的方法,如车辆的翻滚. (没有 变性发生时变形体可以当作刚体来处理.)

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*INTEGRATION_option
可选的用户自定义的积分方法,用于壳和梁 ? 壳 ? 沿厚度方向的各种材料常量 ? 不等间距的积分点 ? 梁 ? 非常规的截面

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*INTERFACE_option
SPRINGBACK_LSDYNA (多阶段模拟) ? 在一个分析结束时存储应力, 更新的节点坐标, 更新的壳的厚
度,用于后续的隐式分析

COMPONENT and LINKING ? 记录在大的粗糙的模型中定义的截面的运动,用于细化的局
部模型 ? 表面 ? 节点线 ? 节点点 ? 参考部件分析课程

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*PARAMETER
定义参数的数值,参数在输入文件中使用(dyna deck). 参数的定义在输入文件的开始,紧跟在 *KEYWORD 后 参数的调用,在参数名前加一个 “&”

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*PARAMETER
*KEYWORD $ *PARAMETER $ prmr1 val1 prmr2 val2 R SCLFCT 2.0 r lwrsfct 5.0 $ $ $$$$$ Note: $ $ The "&" must start in columns 1, 2 or $ *BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_NODE $ nid dof vad lcid 5 3 0 1 6 &ival 0 1 7 3 0 1 $

prmr3 i ival

val3 2

3 of the input field.

sf &SCLFCT &lwrsfct &SCLFCT

vid 0 0 0

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刚性球冲击弹性板

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输入文件的例子 (sphere1.k)
*KEYWORD $ units: kg, mm, msec, GPA *MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY $ elastic $ mid ro e pr sigy etan faileps 2 7.83000-6 200.00000 0.3000000 2000.0000 1.0000000 0.3000000 0.0000000

$ e/p with failure $ 2 7.83000-6 200.00000 0.3000000 0.0000000 0.0000000 0.3000000 0.0000000 $ 0.0000000 0.0000000 0 0 $ plastic strains $ 0.0000000 0.0800000 0.1600000 0.4000000 99.000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 $ von mises stresses $ 0.2070000 0.2500000 0.2750000 0.2900000 0.3000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 *initial_velocity_generation 1,2,,,,-89 *contact_surface_to_surface 1,2,3,3

*TITLE sphere1.k

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sphere1.k
*CONTROL_TERMINATION 1.0000000 0 0.0000000 0 0.0000000 *CONTROL_TIMESTEP 0.0000000 0.0000000 0 0.0000000 0.0000000 0 0 0 *CONTROL_SHELL 0.0000000 0 0 0 0 0 0 *CONTROL_DAMPING 0 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0 0.0000000 0 *CONTROL_CONTACT 0.0000000 0.0000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.0000000 0 0 0 *CONTROL_OUTPUT 0 0 0 0 0.0000000 0 0 *CONTROL_ENERGY 1 2 1 1 *DATABASE_BINARY_D3PLOT 0.1000000 0 *DATABASE_BINARY_D3THDT 10.000000 *DATABASE_EXTENT_BINARY 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 *CONTROL_CPU 0.0000000 *MAT_RIGID 1 7.83000-6 200.00000 0.3000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000

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sphere1.k
*SECTION_SOLID 1 0 *SECTION_SHELL 2 0 0.0000000 0.0000000 0.0000000 0.0000000 2.5000000 2.5000000 2.5000000 2.5000000 0.0000000 *PART 1 *PART 2 *NODE 1-2.193931007E+01-2.193931007E+01-9.339309692E+00 2-2.145448303E+01-2.145448303E+01-8.854482651E+00 . . 3633 7.093333435E+01 7.600000000E+01-2.542500114E+01 3634 7.600000000E+01 7.600000000E+01-2.542500114E+01 *ELEMENT_SOLID 1 1 1 2 7 6 46 2 1 2 3 8 7 47 3 1 3 4 9 8 48 . . 2046 1 2630 2631 2295 2286 1773 2047 1 2631 2632 2304 2295 1854 2048 1 2632 2633 2313 2304 1935 0 0 47 48 49 0 0 52 53 54 51 52 53 0 0 0 0 2 2 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0

0

0

1854 1935 2016

1863 1944 2025

1782 1863 1944

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sphere1.k
*ELEMENT_SHELL 1 2 2 2 3 2 . . . 899 2 900 2 *BOUNDARY_SPC_NODE 2674 2705 2736 . . . 3603 3634 *END 2674 2675 2676 2705 2706 2707 2706 2707 2708 2675 2676 2677

3601 3602 0 0 0

3632 3633 1 1 1

3633 3634 1 1 1

3602 3603 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

1 1

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