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LS-DYNA碰撞分析调试
LS-DYNA碰撞计算模型的主要检查、调试项目有:
a、质量增加百分比小于5%;
b、总沙漏能小于5%;
c、滑移界面能;
d、检查各部件之间的连接、接触关系是否定义正确,检查模型的完整性;
e、检查数值输出的稳定性。
一、质量缩放Massscale的检查:
质量缩放——对于时间步长小于控制卡片中设置的最小时间步长的单元,我
们通常采取增加单元材料密度的方法来增大其时间步长,以减短模型的计算时
间。关于LS-DYNA中单元时间步长的计算方法请参见附录一。
1、初步检查。让模型在dyna中运行2个时间步,在Hyperview中调出glstat
文件并检查massscaling项(质量增加应该小于5%);调出matsum文件并检查
各部件的质量增加情况,对于质量增加过大以及有快速增长趋势的部件应检查此
部件的网格质量和材料参数设置(质量增加一般是由于单元的特征长度太小或者
是材料参数E、ρ设置错误,导致该单元的时间步长低于控制卡片中设置的最小
时间步长,从而引起质量缩放)。
2、全过程检查。调整模型使其符合初步检查的标准,计算模型至其正常结
束。再按[初步检查]的要求检查调试整个模型直至达到要求。一个计算收敛的模
型在其整个计算过程中,最大质量缩放应小于总质量的5%。
二、沙漏能Hourglassenergy的检查:
沙漏能的出现是因为模型中采用了缩减积分引起的,我们常用的B-T单元采
用的是面内单点积分,这种算法会引起沙漏效应(零能模式)。具体介绍参见附
录二。
检查:在dyna中计算模型至其正常结束。在Hyperview中调出glstat文件并
检查energy的totalenergy、Hourglassenergy两项,整个计算过程中沙漏能应小
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于总能量的5%。
三、滑移界面能slidinginterfaceenergy的检查:
滑移界面能是由摩擦和阻尼所引起的。剧烈的滑动摩擦会引起大的正值的滑
移界面能;未能检测到的穿透(undetectedpenetrations)常常会引起大的负值的
滑移截面能。详细介绍请参见附录三。
我们通常通过slidinginterfaceenergy/knightenergy来考察计算结果的准确
性。
四、模型碰撞变形模式的检查:
从碰撞动画来诊断计算结果是否准确。
1、检查各部件的碰撞变形是否合理;
2、检查整个模型,是否有漏缺的重要零件(对计算结果影响不容忽略的零件);
3、检查各部件之间的相对运动是否正确(主要是检查铰链、弹簧等联接定义是
否正确);
4、检查各部件之间是否有出现明显穿透、干涉。
五、数值输出的检查:
主要检查B柱加速度曲线及各主要截面力曲线等输出数据的可靠性,这些数
值应避免出现严重的振荡。
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LS-DYNA汽车碰撞计算过程中经常遇到的问题及解决方法:
症状一:出现了很大的,并且为负值的slidinginterfaceenergy
原因分析:通常是由于模型中存在的初始穿透,而Dyna计算的初始化中无法消除掉这些初
始穿透。
诊断手段:删除掉模型中所有的接触定义,运行2cycle,再查看sleout文件查看穿透情况。
产看d3hsp文件中关于初始穿透的警告信息。
解决对策:如果是两层板的穿透,Dyna的初始穿透纠正功能可以解决部分问题。如果是多
层板的穿透,其将无能为力。此时需要手动的消除模型的初始穿透。
症状二:模型的初始动能明显不合理
诊断手段:

5.*PART_INERTIA中定义的速度优先级高于*INITIAL_VELOCITY
(动能、沙漏能)
*PART_INERTIA的部件都定义了初速度
*PART_INERTIA的部件没有作为合并刚体中的slave(可作为
master)
,通常是由于接触中的初始穿透引起。
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症状三:计算异常终止
原因:计算终止通常只有以下4个原因
。LS-DYNA对输入文件的格式要求十分严格,除默
认值外,空白行是不被允许的。注释行必须以符号“$”开始。
。
。
,计算不收敛。
。
诊断手段:
除最后一个原因外,其他的错误原因都可以在message文件中找到解释。
症状四:体单元出现负体积
现象描述:LS-dyna计算时报错:Error:Negativevolume
原因:常出现在泡沫、橡胶材料定义中。

,当dyna外推该曲线是出现异常
,在材料mat_low_density上增加一定的阻尼会
有帮助。
。
,而后使用automaticsinglesurfacecontact
-应变曲线需要是平滑的
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症状五:节点速度无限大
现象描述:在动画模型中表现为节点突然从表面呈爆炸状飞出。
LS-dyna计算时报错Error:Nodevelocityoutofrange
原因:
,在建立模型时应注意单位的统一;
。
诊断手段:按照以下的步骤
;

,检查该部件的网格,包括模型中的裂缝、单排单元等
,找到最初出现异常的位置

症状六:时间步长太小
原因:
,检查单元的时间步长信息

-应变曲线

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,确定两端没有连接在零质量的节点上。
,导致了单元尺寸变化
,则也应该offset
症状七:模型变形模式不正常
诊断手段:

,如果是做前碰分析,也需要对后部结构的变形。因为后部
的接触可能会出现问题
,确定接触计算没有异常
、塑性应变和应力的变化情况
症状八:*CONSTRAINED_EXTRA_NODES定义错误
现象描述:
原因:一般是因为模型中定义extranodes的刚体被删除或者是节点所依附的单元
被删除。
措施:在K文件中找出所有以下类型的关键字(PartID或者NodeID/NodesetID
为0)并删除。
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PartIDNodeIDORNodesetID
附录一
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附录二
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附录三
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