汽车碰撞分析LS_DYNA控制卡片设置.
LS-Dyna碰撞分析调试指南
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Mass scale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Hyper view中调出glstat文件并检查mass scaling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Hourglass energy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Hyper view中调出glstat文件并检查energy的total energy 、Hourglass energy两项，整个计算过程中沙漏能应小于总能量的5% 。
三、滑移界面能sliding interface energy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（undetected penetrations）常常会引起大的负值的滑移截面能。
LS-Dyna碰撞分析调试指南
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Mass scale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Hyper view中调出glstat 文件并检查mass scaling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Hourglass energy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Hyper view中调出glstat文件并检查energy的total energy 、Hourglass energy两项，整个计算过程中沙漏能应小三、滑移界面能sliding interface energy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（undetected penetrations）常常会引起大的负值的滑移截面能。
hypermesh中碰撞模拟的控制卡片设置及意义
1.输出数据控制。
指定要输入到D3PLOT、D3PART、D3THDT文件中的二进制数据。
【NEIPH】——写入二进制数据的实体单元额外积分点时间变量的数目。
【NEIPS】——写入二进制数据的壳单元和厚壳单元每个积分点处额外积分点时间变量的数目。
【MAXINT】——写入二进制数据的壳单元积分点数。
如果不是默认值3，则得不到中面的结果。
【STRFLAG】——设为1会输出实体单元、壳单元、厚壳单元的应变张量，用于后处理绘图。
对于壳单元和厚壳单元，会输出最外和最内两个积分点处的张量，对于实体单元，只输出一个应变张量。
【SIGFLG】——壳单元数据是否包括应力张量。
EQ.1：包括（默认）EQ.2：不包括【EPSFLG】——壳单元数据是否包括有效塑性应变。
EQ.1：包括（默认）EQ.2：不包括【RLTFLG】——壳单元数据是否包括合成应力。
EQ.1：包括（默认）EQ.2：不包括【ENGFLG】——壳单元数据是否包括内能和厚度。
EQ.1：包括（默认）EQ.2：不包括【CMPFLG】——实体单元、壳单元和厚壳单元各项异性材料应力应变输出时的局部材料坐标系。
EQ.0：全局坐标EQ.1：局部坐标【IEVERP】——限制数据在1000state之内。
EQ.0：每个图形文件可以有不止1个stateEQ.1：每个图形文件只能有1个state【BEAMIP】——用于输出的梁单元的积分点数。
【DCOMP】——数据压缩以去除刚体数据。
EQ.1：关闭（默认）。
没有刚体数据压缩。
EQ.2：开启。
激活刚体数据压缩。
EQ.3：关闭。
没有刚体数据压缩，但节点的速度和加速度被去除。
EQ.4：开启。
激活刚体数据压缩，同时节点的速度和加速度被去除。
【SHGE】——输出壳单元沙漏能密度。
EQ.1：关闭（默认）。
不输出沙漏能。
EQ.2：开启。
输出沙漏能。
【STSSZ】——输出壳单元时间步、质量和增加的质量。
EQ.1：关闭。
（默认）EQ.2：只输出时间步长。
汽车碰撞分析LS_DYNA控制卡片设置
控制卡片参数说明
*CONTROL_TIMESTEP(时间步长控制卡片) $ DTINIT TSSFAC ISDO TSLIMT DT2MS LCTM ERODE MSIST 0.0 0.9 2 0.0 -0.001 0 1 1 $ DT2MSF DT2MSLC 计算所需时间步长时，要检查所有的单元。出于稳定性原因，用0.9（缺省）来 减小时间步：Δt = 0.9 l/c ，特征长度l，和波的传播速度c，都与单元的类型有关。 DTINIT：初始时间步长，如为0.0，由DYNA自行决定初始步长； TSSFAC：时间步长缩放系数，用于确定新的时间步长。默认为0.9，当计算不稳定时，可以减小该值，但同时 增加计算时间； ISDO：计算4节点壳单元时间步长的（不同的值对应特征长度的不同算法，推荐使用2，因为此选项可以获得 最大的时间步长，但有三角形单元存在时会导致计算不稳定）； TSLIMT：壳单元最小时间步分配 ,使单元的时间步长控制在最小时间步长之上；只适用于使用 *mat_plastic_kinematic,*mat_power_law_plasticity*mat_strain_rate_dependent_plasticity,*mat_piecewise_linear_pla sticity等材料模型的壳单元，不建议使用该选项，因为使用DT2MS选项更好。 DT2MS：因质量缩放计算得到的时间步长。当设置为一个负值时，初始时间将不会小于TSSFAC*|DT2MS|。质 量只是增加到时间步小于TSSAFC*|DT2MS|的单元上。当质量缩放可接受时，推荐用这种方法。用这种方法时 质量增加是有限的，过多的增加质量会导致计算终止。当设置为正值时，初始时间步长不会小于DT2MS。单 元质量会增件或者减小以保证每一个单元的时间步都一样。这种方法尽管不会因为过多增加质量而导致计算终 止，但更难以作出合理的解释。默认为0.0，不进行质量缩放； LCTM：限制最大时间步长的Load-curve,该曲线定义最大允许时间步长和时间的关系（可选择） ； ERODE：当计算时间步长小于TSMIN（最小时间步长）时体单元和t-shell被自动删除。
hypermesh中碰撞模拟的控制卡片设置及意义
【SSS）
SECFORC
SLEOUT
SPCFORC
SWFORC
x,y,z三方向力
Slave能量
x,y,z三方向力
轴向力
x,y,z三方向力矩
Master能量
【MOVIE】——
【MPGS】——
【NCFORC】——接触面节点力
【NODFOR】——节点力组
【NODOUT】——节点数据
NCFORC
NODOUT
NODFOR
x方向力
位移
x,y,z三方向力
y方向力
速度
z方向力
加速度
转动量
角速度
角加速度
【RBDOUT】——刚体数据
【RCFORC】——接触面合成力
【RWFORC】——刚性墙所受的力
【SHGE】——输出壳单元沙漏能密度。
：关闭（默认）。不输出沙漏能。
：开启。输出沙漏能。
【STSSZ】——输出壳单元时间步、质量和增加的质量。
：关闭。（默认）
：只输出时间步长。
：输出质量、增加的质量、或时间步长。
【N3THDT】——为D3THDT数据设置的能量输出选项。
：关闭。能量不写入到D3THDT数据中。
：开启（默认）。能量写入到D3THDT数据中。
【NINTSLD】——写入LS-DYNA数据的实体单元积分点数目，默认值为1。对于多个积分点的实体单元，该值可能设为8。如果该值设为1，对于多个积分点的实体单元，将输出一个平均值。
2.接触面二进制数据输出控制
【DT】——输出的时间间隔。
【LCDT】——指定输出时间间隔的曲线。
汽车碰撞精确分析LSDYNA控制卡片设置
THKCHG：在单面接触时考虑壳厚度的改变（默认时不考虑）。
ORIEN：在初始化时可选择性的对接触面部分自动再定位。
控制卡片参数说明
ENMASS:接触单元被腐蚀的质量处理。0-节点被移除，1-体单元节点被保留，2-体单元壳单元节点被保留。 USRSTR：每个接触面分配的存储空间，针对用户提供的接触控制子程序。 USRFRC：每个接触面分配的存储空间，针对用户提供的接触摩擦子程序。 NSBCS：接触搜寻的循环数（使用三维Bucket分类搜索），推荐使用默认项。 INTERM：间歇搜寻主面和从面接触次数。 XPENE：接触面穿透检查最大乘数，默认4.0。 SSTHK：在单面接触中是否使用真实壳单元厚度，默认0,不使用真实厚度。 ECDT：时间步长内忽略腐蚀接触。
16. DATABASE_BINARY_RUNRSF 设置如下：
控制卡片参数设置
17. DATABASE_BINARY_RUNRSF 设置如下：
控制卡片参数说明
*CONTROL_TERMINATION
$ ENDTIM ENDCYC DTMIN ENDENG ENDMAS
150
0
0.0
0.0
0.0
SLSFAC：滑动接触惩罚系数 ，默认为0.1。当发现穿透量过大时，可以调整该参数；
RWPNAL： 刚体作用于固定刚性墙时，刚性墙罚函数因子系数，为0.0时，不考虑刚体与刚性墙的作用，>0时， 刚体作用于固定的刚性墙，建议选择1.0；
ISLCHK：接触面初始穿透检查，为0或1（默认）时，不检查。为2时，检查。
后面将逐一介绍碰撞分析中经常用到的控制卡片，并对每个卡片的作 用进行说明。
控制卡片使用规则
卡片相应的使用规则如下：
基于LS—DYNA的车辆碰撞仿真分析研究
基于LS—DYNA的车辆碰撞仿真分析研究作者：孙志星来源：《科学与财富》2012年第12期摘要：本文运用大型显式动力分析软件LS-DYNA实现车辆的整车碰撞仿真模拟分析，实验结果对于车辆的设计和生产具有一定的参考价值。
关键词：LS-DYNA碰撞仿真引言随着社会的进步、交通行业的蓬勃发展，车汽行业在这些年也得到了迅猛的发展，但是，随之而来的交通的问题也日显突出，交通事故发生的次数逐年增多，事故的严重性也是与日俱增，给家庭和社会带来了极大的危害和损失。
所以，对车辆的安全性能及其综合性能的研究就显得十分迫切和必要[1]。
传统的车辆综合性能研究特别是安全性能方面的研究往往是采用真车进行碰撞实验，采用真车进行碰撞实验，虽然实验结果较为明显直观，但是真车的碰撞实验需要投入大量的人力、物力和财力，而且需要反复的实验才能得出实验结果，反复的实验无疑加大了实验成本与时间上的投入。
车辆研究者们急需寻找一种新的实验研究分析方法来取代真车碰撞实验，而且要保证实验效果。
这些年计算机辅助设计、分析软件被越来越多的学者运用于各类问题的研究分析当中，从简单的图纸设计、建模设计到大型有限元分析都广泛应用与各类工程问题的研究分析当中。
在建模方面，目前常用的软件有：Pro/E、UG、solidworks等等，在众多大型建模软件中，Pro/E 因其可以进行良好的参数化设计，所以被广泛应用于各种工程问题的建模分析当中。
在有限元分析方面，LS-DYNA凭借其良好的动态力学分析能力，成为有限元动态分析的主流大型软件。
大型软件LS-DYNA由美国国家实验室研发并发行，最初的LS-DYNA软件主要是应用于简单的自由体下落时所受到的冲击应力，随着LS-DYNA软件的不断完善和升级，LS-DYNA 的功能越来越强大，其材料库也越来越完善，模拟仿真实验的结果也逐渐可以代替真实实验的计算分析结果[2]。
而且随着LS-DYNA软件的不断完善和升级，LS-DYNA软件在各行各业应用的越来越广泛和深入。
LS-Dyna碰撞分析资料要点
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Mass scale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Hyper view中调出glstat 文件并检查mass scaling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Hourglass energy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Hyper view中调出glstat文件并检查energy的total energy 、Hourglass energy两项，整个计算过程中沙漏能应小三、滑移界面能sliding interface energy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（undetected penetrations）常常会引起大的负值的滑移截面能。
应用LS_DYNA进行汽车正面碰撞模拟分析
１７３ 科技创新导报 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ学 术 论 坛２００８ ＮＯ．０７Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ应用ＬＳ－ＤＹＮＡ进行汽车正面碰撞模拟分析包宇波１ 胡斌２（１．同济大学汽车学院 上海 ２０００９２； ２．中国矿业大学（北京）机电学院材料系 北京 １０００８３）摘 要：应用ＬＳ－ＤＹＮＡ实现不带约束系统的整车的正面碰撞模拟，佐证了计算机模拟技术在现代汽车产品开发中的应用及其发挥的巨大作用。
关键词：ＬＳ－ＤＹＮＡ 汽车碰撞 车身耐撞性分析 计算机模拟中图分类号：ＴＰ３文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２００８）０３（ａ）－０１７３－０２ＬＳ－ＤＹＮＡ 是世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟真实世界的各种复杂问题，特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题，同时可以求解传热、流体及流固耦合问题。
在工程应用领域被广泛认可为最佳的分析软件包。
与实验的无数次对比证实了其计算的可靠性。
由Ｊ．Ｏ．Ｈａｌｌｑｕｉｓｔ主持开发完成的ＤＹＮＡ程序系列被公认为是显式有限元程序的鼻祖和理论先导，是目前所有显式求解程序（包括显式板成型程序）的基础代码。
１９８８年 Ｊ．Ｏ．Ｈａｌｌｑｕｉｓｔ创建ＬＳＴＣ公司，推出ＬＳ－ＤＹＮＡ程序系列，并于１９９７年将ＬＳ－ＤＹＮＡ２Ｄ、ＬＳ－ＤＹＮＡ３Ｄ、ＬＳ－ＴＯＰＡＺ２Ｄ、ＬＳ－ＴＯＰＡＺ３Ｄ等程序合成一个软件包，称为ＬＳ－ＤＹＮＡ。
ＬＳ－ＤＹＮＡ的最新版本２００４年８月推出的９７０版。
ＬＳ－ＤＹＮＡ的发展与汽车碰撞仿真密不可分，在汽车行业中，ＣＡＥ仿真分析快速增长的需求和机遇主要是受碰撞法规的驱动，如在１９８５－２００２年之间，法规实验的要求增加了差不多２０倍。
其次是从１９８５年以来计算机硬件、软件的迅速发展和汽车厂商对计算机资源的广泛应用。
汽车碰撞分析LS_DYNA控制卡片设置
控制卡片参数说明
*CONTROL_TIMESTEP(时间步长控制卡片) $ DTINIT TSSFAC ISDO TSLIMT DT2MS LCTM ERODE MSIST 0.0 0.9 2 0.0 -0.001 0 1 1 $ DT2MSF DT2MSLC 计算所需时间步长时，要检查所有的单元。出于稳定性原因，用0.9（缺省）来 减小时间步：Δt = 0.9 l/c ，特征长度l，和波的传播速度c，都与单元的类型有关。 DTINIT：初始时间步长，如为0.0，由DYNA自行决定初始步长； TSSFAC：时间步长缩放系数，用于确定新的时间步长。默认为0.9，当计算不稳定时，可以减小该值，但同时 增加计算时间； ISDO：计算4节点壳单元时间步长的（不同的值对应特征长度的不同算法，推荐使用2，因为此选项可以获得 最大的时间步长，但有三角形单元存在时会导致计算不稳定）； TSLIMT：壳单元最小时间步分配 ,使单元的时间步长控制在最小时间步长之上；只适用于使用 *mat_plastic_kinematic,*mat_power_law_plasticity*mat_strain_rate_dependent_plasticity,*mat_piecewise_linear_pla sticity等材料模型的壳单元，不建议使用该选项，因为使用DT2MS选项更好。 DT2MS：因质量缩放计算得到的时间步长。当设置为一个负值时，初始时间将不会小于TSSFAC*|DT2MS|。质 量只是增加到时间步小于TSSAFC*|DT2MS|的单元上。当质量缩放可接受时，推荐用这种方法。用这种方法时 质量增加是有限的，过多的增加质量会导致计算终止。当设置为正值时，初始时间步长不会小于DT2MS。单 元质量会增件或者减小以保证每一个单元的时间步都一样。这种方法尽管不会因为过多增加质量而导致计算终 止，但更难以作出合理的解释。默认为0.0，不进行质量缩放； LCTM：限制最大时间步长的Load-curve,该曲线定义最大允许时间步长和时间的关系（可选择） ； ERODE：当计算时间步长小于TSMIN（最小时间步长）时体单元和t-shell被自动删除。
汽车碰撞仿真LS-DYNA控制卡片关键字.答案
控制卡片使用规则
卡片相应的使用规则如下：
•������ 大部分的命令是由下划线分开的字符串, 如*control_hourglass
•������ 字符可以是大写或小写 •������ 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
8. CONTROL_OUTPUT 用于设置输出参数。设置如下，按红色线框内设置，其余默认值。
控制卡片参数设置
8. CONTROL_PARALLEL 并行计算控制，最大可以使用4个CPU。
9. CONTROL_SHELL 壳单元控制
10. CONTROL_TERMINATION 计算终止控制卡片，控制计算终止时间，设置如下：
ISTUPD：单元厚度改变选项。该选项对所有壳单元变形有影响。
THEORY：壳单元使用的理论。（默认的是Belytschko-Tsay，面内单点积分，计算速度很快，采用Co-rotaional 应力更新，单元坐标系统置于单元中心，基于平面单元假定，建议在大多数分析中使用） BWC：针对Belytschko-Tsay单元的翘曲刚度。 MITER：平面应力塑性选项，默认为1。（运用于材料3，18，19和24）。 PROJ：在Belytschko-Tsay和Belytschko-Wong-Chiang单元中翘曲刚度投影方法。这个方法主要运用于显示分 析，如果是隐式分析，那此项无效 。 默认为0.
ORIEN：在初始化时可选择性的对接触面部分自动再定位。
控制卡片参数说明
ENMASS:接触单元被腐蚀的质量处理。0-节点被移除，1-体单元节点被保留，2-体单元壳单元节点被保留。 USRSTR：每个接触面分配的存储空间，针对用户提供的接触控制子程序。 USRFRC：每个接触面分配的存储空间，针对用户提供的接触摩擦子程序。
应用LS-DYNA进行汽车正面碰撞模拟分析
可分 ， 在汽 车行业 中 ， Ａ Ｃ Ｅ仿 真分析快速 增长 部 信 息 ， 节 点 、单 元信 息 、材料 与 状态 方 重 要的意 义 。根据 材料 的拉 伸 曲线定 义各 种 如
的需 求和机遇 主要是受碰 懂法规 的驱动 ， 在 程信 息 以及接 触 、初 、边 值 条件 和载 荷信 息 材 料 的 弹性 模 量 、 泊 松 比 、切 向 模 量 、 破 如
它是 Ｌ —Ｄ Ｓ ＹＮＡ 计算 ＤＹＮＡ。Ｌ －Ｄ Ｓ ＹＮＡ 的 最新版 本 ２ ０ ０ ４年 ８ 件被 称为 关键 字文件 ， 程序 的输 入数据 文 件 。该 文件 是一 个 ＡＳ Ｉ Ｃ Ｉ ４材料模拟 格式 的文本 文件 ， 其中包 含所要 分析问题 的全 材 料参 数对 干碰 撞 模拟 的精 度具 有极 其 Ｌ － ＮＡ 的发 展与汽车碰 撞仿 真密不 Ｓ ＤＹ
因王 黟单元罐犬角 （ ｕｄ Ｉ ＩＩｚｇ ） 妻 ＱａＩ Ｊ 且ｌ ｎ ｔ 糕ｈ Ｊ Ｉ ｅ 四边形单元 赣 角 （ ｕａｌｌｌｍ￣ ｌ） Ｏ ａ Ｉ ｌｌ ｌｈ ｌ ｒ ｅ ｉ ｌ ｇ
＜ ３ １ ５ ＞５ ３
杨氏弹性摸盘
２Ｏ Ｐ １ ａ Ｇ
三角 单元最太角 （＂ 糊∞ｎ ｍａ ） １ｎ ｉ ｉ ｍ ｌ Ｉ
动 力 冲击 问题 ， 同时可 以 求解 传 热 、流 体及 间 。 流 固耦 合问题 。在工 程应 用领 域被 广泛 认可 １车身模型的建立
为 最佳 的分析 软 件包 。 与实验 的无 数次 对 比
＊ ｅ ｔ ｎ Ｂ ａ 关键字 中进行定 义。焊 点的 Ｓ ｃｉ ｅ ｍ ｏ
属性 定 义如表 ２ 。其 中定 义 了焊点 的失效 条
１８ ２ ０ 年之 间 ， ９５ ０２ 法规 买验的要 求增加 了差 等 。这些信 息都是以 Ｌ — ＹＮＡ的关 键字命 坏极 限 、应 变率 参 数 等 ， 料 厚度 按各 零 件 Ｓ Ｄ 材
基于LS—DYNA的汽车正面碰撞仿真分析
２０ 年 １ 月 ０８ １
林 业 机 械 与 木 工 设 备
Ｆ Ｒ Ｓ Ｒ Ｃ Ｉ Ｅ Ｙ ＆ ＷＯ Ｄ Ｒ Ｉ ＧＥ ＵＰ Ｎ Ｏ Ｅ Ｔ Ｙ ＭＡ Ｈ Ｎ Ｒ Ｏ ＷＯ Ｋ Ｎ Ｑ ＩＭＥ Ｔ
Ｖ ｌ ６Ｎ． ｏ３ ｏ１ １
Ｎｖ２０ ｏ．０８
要 的作用 ，直接决定有 限元模 型的优 劣乃 至分析工作 进展 的顺 利与否 。另外 ， 在保证模型正确及几何元素相 互关联 的基础上 ， 也要提 高建模 效率 ， 能简化的尽量简
化， 以到达事半功倍的效果 。 本文应用 Ｃ ＴＡ软件建立 ＡＩ
的大位移和大变形 的瞬态接触过程 。接触 和高速冲击
汽车整车 的几何模型 。汽车三维模型如图 ｌ 所示 。
而基 于显式积分动态非线 性有限元法可用来计算具有 复杂几何外形 、任意材料特性及 任意方式变形 的接触 系统 ， 处理这些非线性 问题 十分有 效 ， 已成为 当今汽 其
车被动安全性研究 中最常用的方法之一 。
１ 碰撞模型建立
１ 汽 车有 限元 模 型 ． ２
基于Ｌ — Ｙ Ａ的 车正面 ＳＤ Ｎ 汽 碰撞仿 析 真分
张德新
（ 兰矿业 （ 团） 舒 集 有限责任公 司， 吉林 舒 兰 １２０ ） ３ ６ １
摘 要 ： 用三维建模软件 Ｃ ＴＡ建 立了汽 车的三维模 型 ， 应 ＡＩ 并采用 Ｌ — Ｙ Ａ对汽车正面碰 撞安全性能进 行 ＳＤ Ｎ
载荷影 响碰撞 的全过程 ， 碰撞 系统具有 大位移 、 大转动
和大应变为特征 的几何非线性 ，以材料 弹塑性变形为
典型特征 的材料非线性和 以接触 摩擦 为特征的接触非
线性 的多重非线性 特点 。这些非 线性物理性能 的综合 作用 使对汽 车碰撞过 程的精确描 述和求解 十分 困难 。
hypermesh中碰撞模拟的控制卡片设置及意义
1.输出数据控制。
指定要输入到D3PLOT、D3PART、D3THDT文件中的二进制数据。
【NEIPH】——写入二进制数据的实体单元额外积分点时间变量的数目。
【NEIPS】——写入二进制数据的壳单元和厚壳单元每个积分点处额外积分点时间变量的数目。
【MAXINT】——写入二进制数据的壳单元积分点数。
如果不是默认值3，则得不到中面的结果。
【STRFLAG】——设为1会输出实体单元、壳单元、厚壳单元的应变张量，用于后处理绘图。
对于壳单元和厚壳单元，会输出最外和最内两个积分点处的张量，对于实体单元，只输出一个应变张量。
【SIGFLG】——壳单元数据是否包括应力张量。
EQ.1：包括（默认）EQ.2：不包括【EPSFLG】——壳单元数据是否包括有效塑性应变。
EQ.1：包括（默认）EQ.2：不包括【RLTFLG】——壳单元数据是否包括合成应力。
EQ.1：包括（默认）EQ.2：不包括【ENGFLG】——壳单元数据是否包括内能和厚度。
EQ.1：包括（默认）EQ.2：不包括【CMPFLG】——实体单元、壳单元和厚壳单元各项异性材料应力应变输出时的局部材料坐标系。
EQ.0：全局坐标EQ.1：局部坐标【IEVERP】——限制数据在1000state之内。
EQ.0：每个图形文件可以有不止1个stateEQ.1：每个图形文件只能有1个state【BEAMIP】——用于输出的梁单元的积分点数。
【DCOMP】——数据压缩以去除刚体数据。
EQ.1：关闭（默认）。
没有刚体数据压缩。
EQ.2：开启。
激活刚体数据压缩。
EQ.3：关闭。
没有刚体数据压缩，但节点的速度和加速度被去除。
EQ.4：开启。
激活刚体数据压缩，同时节点的速度和加速度被去除。
【SHGE】——输出壳单元沙漏能密度。
EQ.1：关闭（默认）。
不输出沙漏能。
EQ.2：开启。
输出沙漏能。
【STSSZ】——输出壳单元时间步、质量和增加的质量。
EQ.1：关闭。
（默认）EQ.2：只输出时间步长。
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控制卡片参数设置
8. CONTROL_PARALLEL 并行计算控制，最大可以使用4个CPU。
9. CONTROL_SHELL
壳单元控制
10. CONTROL_TERMINATION 设置如下：
控制卡片参数设置
11. CONTROL_TERMINATION 计算终止控制卡片，控制计算终止时间。
12. DATABASE_BINARY_D3DUMP 设置如下：
汽车碰撞分析LS-DYNA 控制卡片的设置
作者:张远岭
2011-4-14
控制卡片
碰撞分析控制卡片包括求解控制和结果输出控制，其中KEYWORD、 CONTROL_TERMINATION、 DATABASE_BINARY_D3PLOT是必不可少的。其他一 些控制卡片如沙漏能控制、时间步控制、接触控制等则对计算过程进行控 制，以便在发现模型中存在错误时及时的终止程序。 后面将逐一介绍碰撞分析中经常用到的控制卡片，并对每个卡片的作 用进行说明。
设置如下：
控制卡片参数说明
*CONTROL_TERMINATION $ ENDTIM ENDCYC DTMIN 150 0 0.0
ENDENG 0.0
ENDMAS 0.0
ENDTIM：强制终止计算时间，必选，默认0.0； ENDCYC：终止循环。在计算终止时间之前，程序达到指定循环次数即终止计算。 DTMIN：确定最小时间步长TSMIN的因子。TSMIN=DTMIN * DTSTART，其中DTSTART为程序自动确定的 初始步长。当迭代步长小于TSMIN时，程序终止。 ENDENG：能量改变百分比，超过设定值则终止计算。默认0.0，不起作用； ENDMAS：质量变化百分比，超过设定值则终止计算。仅用于质量缩放DT2MS被使用时。默认0.0 ，不起作 用。
控制卡片使用规则
卡片相应的使用规则如下：
•������ 大部分的命令是由下划线分开的字符串, 如*control_hourglass •������ 字符可以是大写或小写 •������ 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
13. DATABASE_BINARY_D3PLOT 设置如下：
控制卡片参数设置
14. DATABASE_BINARY_D3THDT 设置如下：
15. DATABASE_BINARY_RUNRSF 设置如下：
16. DATABASE_BINARY_RUNRSF 设置如下：
控制卡片参数设置
17. DATABASE_BINARY_RUNRSF
6. CONTROL_ENERGY 用于控制沙漏能、耗散能、滑移能等的计算与否。全部设置成2，即全部参与计算。
7. CONTROL_HOURGLASS 用于沙漏的控制,通过施加附加力来阻止沙漏变形。IHQ设置为5，QH默认为0.1。
8. CONTROL_OUTPUT 用于设置输出参数。设置如下，按红色线框内设置，其余默认值。
•������ 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
控制卡片的建立
控制卡片可通过以下方式建立：
•用hypermesh在LS-DYNA模板下，选择Analysis面板点击 control cards,选择相应卡片。 •直接在key文件中输入
控制卡片参数说明
*CONTROL_TIMESTEP(时间步长控制卡片) $ DTINIT TSSFAC ISDO TSLIMT DT2MS LCTM ERODE MSIST 0.0 0.9 2 0.0 -0.001 0 1 1 $ DT2MSF DT2MSLC 计算所需时间步长时，要检查所有的单元。出于稳定性原因，用0.9（缺省）来 减小时间步：Δt = 0.9 l/c ，特征长度l，和波的传播速度c，都与单元的类型有关。 DTINIT：初始时间步长，如为0.0，由DYNA自行决定初始步长； TSSFAC：时间步长缩放系数，用于确定新的时间步长。默认为0.9，当计算不稳定时，可以减小该值，但同时 增加计算时间； ISDO：计算4节点壳单元时间步长的（不同的值对应特征长度的不同算法，推荐使用2，因为此选项可以获得 最大的时间步长，但有三角形单元存在时会导致计算不稳定）； TSLIMT：壳单元最小时间步分配 ,使单元的时间步长控制在最小时间步长之上；只适用于使用 *mat_plastic_kinematic,*mat_power_law_plasticity*mat_strain_rate_dependent_plasticity,*mat_piecewise_linear_pla sticity等材料模型的壳单元，不建议使用该选项，因为使用DT2MS选项更好。 DT2MS：因质量缩放计算得到的时间步长。当设置为一个负值时，初始时间将不会小于TSSFAC*|DT2MS|。质 量只是增加到时间步小于TSSAFC*|DT2MS|的单元上。当质量缩放可接受时，推荐用这种方法。用这种方法时 质量增加是有限的，过多的增加质量会导致计算终止。当设置为正值时，初始时间步长不会小于DT2MS。单 元质量会增件或者减小以保证每一个单元的时间步都一样。这种方法尽管不会因为过多增加质量而导致计算终 止，但更难以作出合理的解释。默认为0.0，不进行质量缩放； LCTM：限制最大时间步长的Load-curve,该曲线定义最大允许时间步长和时间的关系（可选择） ； ERODE：当计算时间步长小于TSMIN（最小时间步长）时体单元和t-shell被自动删除。
Hale Waihona Puke 下面介绍在hypermesh中给出碰撞分析中经常使用的卡片的参
数设置
控制卡片参数设置
1. KEYWORD KEY文件起始关键字。该卡片可不作任何设置。
2. TITLE 输入标题名称xxx。
3. CONTROL_ACCURACY 提高计算精度的控制卡片。设置INN值为2，其余默认，不起作用。
控制卡片参数设置
4. CONTROL_BULK_VISCOSITY
体积黏性项q，人工施加压力，用于处理应力波传播突变引起的不连续。Q1,Q2设置为默认,IBQ设为-1。
5. CONTROL_CONTACT 用于接触面的计算修改。控制摩擦惩罚系数、接触初始穿透检查、接触厚度等，设置见红框，其余默认。
控制卡片参数设置