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LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ

发布日期:
2024-03-05

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本文将主要介绍LS-DYNA R14.0部分新功能。主要涵盖安全带、材料等方面的新功能更新介绍。


对于目前Intel MPI, platform MPI和 Open MPI,本系列将详细介绍LS-DYNA OneMPI的策略,CPM安全气囊仿真的新功能,与热求解器耦合,引入节点接触力去评估对气囊泄气性的影响。对于SPH齿轮箱和涉水仿真方面,实现了大量新功能。针对EM solver电磁求解器,拓展了与结构耦合的功能,在生物医学领域有着广泛的应用。ICFD求解器新增了Block Low-Rank分解求解器,与DEM耦合的新功能,尤其针对实体单元。CESE增加针对混合多相求解器和两相求解器的多相FSI功能。NVH方面添加了很多新的声学功能,例如新的关键字:

*FREQUENCY_DOMAIN_ACOUSTIC_DIRECTIVITY,还有随机振动SSD ERP和d3max等等。Ansys Forming出色的仿真功能,较以往工具有了很大的提升。



安全带



LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ

  • 允许2D安全带的边缘节点集*SECTION_SHELL的EDGSET最多有60个节点。

  • 2D安全带增加IP1DBLT =2选项,参见*CONTROL_OUTPUT,以获得更一致的MPP结果。

  • 修复了当*MAT_SEATBELT有加载或卸载曲线定义在表和相关应变率呈指数增长时发生的安全带错误。


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


  • 卷收器具内安全带的内能能自动设置为零。这样的能量,即使非常小,也带来不便。

  • 修复了使用*SET_NODE_GENERAL和*NODE_TRANSFORM定义边缘节点集时发生的错误

  • 将由2D安全带导出的1D安全带的内能添加到由其导出的2D安全带的内能。

  • 修复旧版本错误,当IP1DBLT=0时,不再关闭SBTOUT中常规1D安全带的输出



材料更新



LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


*MAT_ADD_DAMAGE_GISSMO材料更新

  • 属性依赖于越来越多的变量

    • 失效/临界应变是塑性应变率、温度、Lode参数和三轴度的函数

    • 正则化因子是Lode参数、三轴度和单元大小的函数

    • 衰落指数作为单元大小,三轴度和Lode参数的函数

    • 解析破坏应变,即LCSDG<0指*DEFINE_FUNCTION,得到新的参数:塑性应变率、温度、历史、单元尺寸

      • 改进了各种应用的故障预测

  • 为不稳定处理增加了新的标志INSTF

    • 该标志控制不稳定性度量F和衰落指数FADEXP的行为

      • 不同应力状态下颈缩后行为,与实验数据吻合较好


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


广义损伤模型的增强

  • 关键字*MAT_ADD_GENERALIZED_DAMAGE 又名 “eGISSMO”

  • 壳到实体的等效域(DSSE):

    • IFLG3=2:弯曲下的颈缩专用模型pack&mohr(2017)

  • 作为损伤驱动因素的总应变(IFLG1=3)

    • 这对于没有可塑性变形的材料来说可能有用

  • 改进循环加载:新选项IFLG4=1防止不必要的损伤演变

  • 支持更多实体材料模型:*MAT_058(复合材料),*MAT_133, *MAT_199, *MAT_233(轧制/挤压金属)


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


  • 厚度较大的韧性金属中的绝热剪切带,增加*MAT_TABULATED_JOHNSON_COOK(224)的新选项

    • BFLG=1:耗散因子β(又名“泰勒-昆尼系数”)现在可以是一个函数的最大剪切应变,应变率,和单元尺寸,可以使用TABLE_3D来表达

    • 这允许使用与实际航空航天应用相关的单元尺寸网格模拟绝热剪切的过程(热软化)

    • 基于AWG工作组S. Dolci (GMU)博士的研究


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


玻璃材料模型(*MAT_280)更新

  • 输入断裂能调用的可选损伤模型

    • 受裂纹张开应变控制的线性软化正交各向异性损伤模型

    • 这可以取代现有的在几个周期内减少应力的方法

  • 属性的空间变化分布

    • 历史变量#13上FT(抗拉强度)的比例因子可以用*INITIAL_STRESS_SHELL定义每个单元使用不同的值

    • …或由新的关键字选项_STOCHASTIC(需要*DEFINE_STOCHASTIC_VARIATION) 自动生成分布


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


增强内聚单元/材料,*MAT_ADD_COHESIVE的新选项UNIAX

  • 消除未使用的(“parasitic”)应力分量σ_xx,σ_yy和σ_xy,这是大多数本构模型由于泊松效应而产生的结果

  • 在内聚力区域最小化运动约束的影响


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


*MAT_307中热固性粘合剂的新选项

  • 与温度变化有关的变形硬化

    • 屈服面形状的温度依赖性(不相关的I_1 ?J_2 TAPO模型的塑性)

    • 屈服强度取决于温度和固化程度

  • 损伤机制的分化

    • 基于TAPO模型的材料损伤机理

    • 粘接剂液相中粘稠指法引起的(预)损伤的现象学方法


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


各类材料模型更新

  • MAT_TABULATED_JOHNSON_COOK (MAT_224)

    • 在耦合模拟中,热效率参数BETA取代了热求解器中的一般数据FWORK

    • 允许在一个模型中考虑不同的热效率

  • MAT_COHESIVE_MIXED_MODE_ELASTOPLASTIC_RATE (240)

    • 新的应变率过滤方法简化了数据校准

    • 用户定义的混合模式失效准则指数

  • MAT_NON_QUADRATIC_FAILURE (258)

    • 根据初始塑性应变设置硬化变量Ri

    • 如果指数A和GAMMA是整数值,计算可以加速约30%


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


非线性粘弹性(蠕变)

  • *MAT_ADD_INELASTICITY补充了非线性粘弹性定律,是蠕变定律的有效变体

    • Prony级数中的松弛系数可以依赖于应力和应变来有效地支持Norton-Bailey和Bergstr?m-Boyce蠕变定律

    • Bengzon F., Borrvall T., Jonsson A. and Lindvall M., Using MAT_ADD_INELASTICITY for Modelling of Polymeric Networks, 13th European LS-DYNA Conference 2021, Ulm, Germany,?https://dynalook.com

  • 三网络模型(*MAT_TNM_POLYMER)可用于显式和隐式分析

    • 热塑性塑料模型https://polymerfem.com/three-network-model

    • 两个相互依赖的粘性连杆和一个弹性连杆

    • J.S Bergstr?m和J.E Bischoff,一种先进的超高分子量聚乙烯热力学本构模型,IJSCS,卷2,第1号,2010年4月,第31-39页


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


热成型和热塑性

  • MAT_HOT_PLATE_ROLLING (* MAT_305)

  • 热轧用热弹塑性材料本构

    • 特点:加工硬化、动态软化、静态恢复、静态再结晶

    • 输入参数:在各种变形率和温度下从Gleeble测试校准

    • 与瑞典钢铁工业合作开发,为加工和热处理过程创建虚拟工艺线

    • Schill M, Karlsson J., Magnusson H.,等。基于LS-DYNA的热板轧制仿真,13th European LS-DYNA Conference 2021,2021,Ulm,德国,https://dynalook.com


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


  • 所有cohesive材料(138/169/184/185/186/240/252/279/326)现在支持Newton-Cotes积分的单元侵蚀(INTFAIL < 0)

  • *MAT_PAPER现在支持隐式(壳和实体单元)

图中展示的纸板的折痕,隐式运行比显式快25倍。


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ

材料历史输出

  • *DEFINE_MATERIAL_HISTORIES新增功能

    • 有效应力(最大剪应力)

    • 主应力范围-计算最大(主)应力幅度。作为疲劳分析的扫描工具

    • 标准运算符(加法,乘法,最大,最小等),使用户能够在材料历史上表达

  • 输出历史变量名(HISNOUT > 0)

    • 增加了对更多材料本构的支持(包括所有EOS)

    • 新的名称映射文件(HISNOUT = 3),支持更详细的信息,例如,多材料层压板和模型子集


LS-DYNA R14.0部分新功能更新Ⅶ


用户定义的特征和共享的目标文件

  • 信息和兼容性检查

    • 打印加载的共享对象文件信息

    • 二进制和共享目标文件之间的运行时兼容性检查

    • 防止意外使用不兼容的共享目标文件

  • 错误修复

    • *MODULE_USE不能用于用户材料编号1001到2000

    • *MODULE_PATH或LD_LOAD_LIBRARY_PATH中的路径不能正常工作

    • *MODULE_LOAD或命令行选项"module="不能与默认共享对象文件名一起使用

    • 用户被禁止使用子程序umat42、umat48v和umat49v


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