LS-DYNA有限元分析出现负体积的原因和解决办法

LS-DYNA出现负体积的原因

网格品质：单元长宽比较大时，一旦受力，短边容易出现负体积。

材料模型，所选材料模型不合适，受力后形成冲击，引起很大变形容易引起负体积。例如MAT_001。

模型设定：若给予很大的冲击设定，或者摩擦系数没有设定好。

LS-DYNA出现负体积的解决办法

网格品质：检查网格，找出长宽比较大的单元进行修改或者合并单元。

材料模型：修改模型参数或者更换其他材料模型。

模型设定：检查并修改*CONTACT里面的摩擦系数或者SF（Scale Factor）。另外一些较薄的零件如果没有缓冲作用，仅作粘接使用，那么可以直接删除此零件，用*TIEBREAK_CONTACT将两边所要粘接的零件tie在一起。

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七月 18 LS-DYNA中的各种常用截面属性简介

LS-DYNA中常见的截面属性（SECTION）

SECTION_BEAM：梁截面。ELFORM一般用ELFORM = 1。当使用MATERIAL_SPOTWELD时，应设置ELFORM = 9。SHRF：Shear Factor，剪力因子。对于长方体的梁截面推荐 SHRF = 0.8333。CST：Cross Section Type，截面形状。CST = 0，长方形；CST = 1.0，管状；CST = 2.0，用户自定义。如果关心梁内部的应力和变化，应使用实体单元代替。

SECTION_SHELL：壳截面。ELFORM一般用ELFORM = 2和ELFORM = 16。其中ELFORM = 2为标准单元截面，计算速度快。ELFORM = 16为全积分壳单元截面，计算回弹或者静态问题的时候推荐使用。SHRF推荐值也为0.8333。NIP为厚度方向积分点个数，默认为2。观察上下表面推荐NIP = 5；回弹推荐ELFORM = 16，NIP = 7 ；NIP不推荐超过7。T1为壳单元厚度，一般只需要输入T1即可。

SECTION_SOLID：实体单元。ELFORM = 1，标准六面体单元，只有1个积分点；ELFORM = 2，六面体单元，全积分，8个积分点，隐式静态分析很常用；ELFORM = 3，六面体 单元，全积分，结点可旋转；ELFORM = 10，四面体单元，只有1个积分点；ELFORM = 13，四面体单元，只有1个积分点，自由度较高，降低了剪力锁定（Shear Lock），更接近六面体运算的结果；ELFORM = 16，四面体单元，全积分。

SECTION_DISCRETE：一维单元。一般用于弹簧或者阻尼。DRO：Displacement Rotation Option，即平移旋转选项。DRO = 0：平移弹簧；DRO = 1：旋转弹簧。

SECTION_TSHELL：厚壳单元。一般用于厚度方向远小于其他方向的实体单元。设置方式类似SHELL壳单元。ELFORM一般用ELFORM = 3和ELFORM = 5。

ELFORM选择的经验总结

首先看是动态分析还是静态分析。动态显式分析一般使用一阶单元截面，静态隐式问题一般用二阶单元截面。

使用只有1个积分点的单元时，一定要注意沙漏控制，尤其是四边形单元和六面体单元。

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七月 18 LS-DYNA中的各种常用材料简介

弹塑性材料

MAT_001 or MAT_ELASTIC：各向同性的弹性材料。一般只需要设定密度、弹性模量和泊松比。不适合有冲击的分析。

MAT_003 or MAT_PLASTIC_KINEMATIC：各向同性的弹塑性材料。除了MAT_001中定义的材料属性，还需要定义SIGY（屈服应力）和ETAN（切向弹性模量）。SIGY参考值：塑料（40-100），纸板（15-20）。ETAN若不知道，可以先给一个很小的值，例如0.1。理想状态下ETAN为0，即塑性阶段变形增加但是应力不变。

MAT_018 or MAT_POWER_LAW_PLASTICITY：使用power law strain hardening模型描述的各项同性塑性材料。除了前面的材料属性，还需要定义K：strength index或者strength coefficient, 以及n：strain hardening exponent 。

MAT_024 or MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY：分段线性弹塑性材料。这种材料非常常用，因为我们通过实验测得的数据往往就是这种类型。表格中可以定义8个数据点，超出的部分可以通过LCSS定义的曲线或者表格来定义。

橡胶材料

MAT_007 or MAT_BLATZ-KO_RUBBER：不可压缩橡胶。泊松比固定为0.463。输入的是G剪切模量。

MAT_027 or MAT_MOONEY-RIVLIN_RUBBER：两参数橡胶模型。可以通过输入实验获得的参数或者实验数据来定义材料。

MAT_077 or MAT_OGDEN_RUBBER：更加复杂的橡胶模型。

MAT_181 or MAT_SIMPLIFIED_RUBBER/FOAM：可以再RUBBER和FOAM之间切换。PR = 0：Rubber，默认为0.495。PR ≠ 0：Foam。

金属材料

一般金属也可以使用MAT_003或者MAT_024。

钣金件或者壳单元可以使用MAT_036或者MAT_037。其中MAT_036更加精确，也更加复杂。

刚体材料

MAT_020 or MAT_RIGID：密度，弹性模量和泊松比一般也会赋予。一般赋予钢材的材料属性。另外刚体可以在材料中定义运动约束。

焊点材料

MAT_100 or MAT_SPOTWELD： 需要使用对应的constraint contact：*CONTACT_SPOTWELD。需要使用对应的element formulation：*SECTION_BEAM type9。

总结

一开始可以先使用MAT_003，适合大多数材料。

接着挑出比较特别的，例如泊松比大约0.4的、Foam和Rubber的或者有实验数据的。

泊松比在0.463左右的，可以使用MAT_007。

有实验数据的，可以采用MAT_027，MAT_077，MAT_181。也可以采用MAT_024。

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七月 15 有限元分析常见单位量纲

在使用软件进行有限元分析的过程中，经常需要决定分析所使用的单位量纲。绝大多数有限元分析软件不会给我们指定单位量纲，因此使用的单位量纲要我们自己决定。下图的表格就是最常用的有限元分析单位量纲：

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七月 15 LS-PrePost渲染显示菜单工具缩写含义

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七月 15 LS-PrePost基本操作

本文为大家介绍LS-DYNA的专用前后处理工具LS-PrePost的基本操作。

F11：用户界面风格切换

Ctrl + 鼠标左键：旋转

Ctrl + 鼠标中间：平移

Ctrl + 鼠标右键：缩放

Shift + 鼠标左键：旋转

Shift + 鼠标中间：平移

Shift + 鼠标右键：缩放

注1：按住Ctrl和按住Shift都可以进行旋转、平移、放大缩小。这两种操作的不同之处在于：按住Ctrl进行旋转平移缩放的时候，图形会变成线框显示，便于观察内部的结构。而按住Shift进行旋转平移缩放的时候，图形显示模式不会发生改变。

注2：可以通过切换显示工具中的OFF、CTRL和SHFT（第一行第二列）选项来选择操作方式。如果选择OFF，则所有操作必须按住Ctrl或者Shift。如果选择CTRL或者SHFT选项，则相当于默认按住了对应的按钮，只需要进行鼠标操作就可以了。

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七月 15 LS-DYNA如何设置NCPU和MEMORY

当我们使用LS-DYNA进行有限元计算时，我们需要在软件界面上设定两个变量，分别是NCPU和MEMORY。很多朋友很困惑这两个数值应该怎么设置。今天安静就给大家讲一下自己的经验。如果各位有更好的意见，欢迎给安静留言。

NCPU：指的是计算用的CPU核心数。我们现在的计算机一般都是多核的，可以根据自己的内核数调整这个数值。一般核心数越多运算速度越快。

查看CPU内核数的方法请参考：https://jingyan.baidu.com/article/e9fb46e170567a7521f766a6.html

但是这里有一种比较特殊的情况，就是有些CPU是四核八线程的。这种CPU如果用我们上面介绍的方法去查询会查询出8个CPU，但是这种CPU实际上只有四个核心，只不过是通过超线程技术让每个核心可以分成两个线程了而已。对于这种CPU，安静推荐设置成NCPU=4。因为经过测试发现，对于四核八线程的CPU，如果设置NCPU数量超过4，运算数量会不同程度降低。至于自己的电脑是不是四核八线程的，可以根据自己的CPU型号百度一下就知道了。

MEMORY：设置运算可用的内存。对于这个选项，安静推荐大家就设置成default，也就是默认值。绝大多数时候这个设置是比较好用的。但是如果大家有自己的想法，想要设定这个值，那么可以直接输入数字+M，M就代表Megabyte。例如我们要设置使用1GB内存进行运算，就可以将MEMORY设置成1024M。

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七月 15 如何知道自己使用的LS-DYNA是SMP还是MMP版本

我们在查看LS-DYNA的使用手册以及各种资料时，经常会看到区分SMP版本的LS-DYNA和MMP版本的LS-DYNA。那么这两种版本到底有什么区别呢？

一般来说，我们在自己电脑上安装的LS-DYNA就是SMP版本的。因为我们的电脑的构架就是所有的CUP共享所有内存的。这种构架就是我们所说的SMP。如果您还不放心，可以从LS-DYNA的软件上查看，查看的位置就在Help菜单下的About LS-DYNA。如下图所示：

与SMP相对应，MMP版本的LS-DYNA一般是指安装在大型服务器上的版本。在服务器中，每一个CPU内核都有只属于自己的内存。这也是SMP和MMP之间的本质区别。

简单来说，如果您使用的是个人电脑进行LS-DYNA的运算，那么查看资料的时候只需要查看SMP的部分就可以了。如果您是使用大型服务器进行LS-DYNA的运算，那么查看资料的时候就只需要看MMP的部分就可以了。