LS-DYNA求解过程中常见错误和警告信息的负体积、节点速度无限大等

LS-DYNA常见问题及解决策略 (2012年11月7日)

LS‐DYNA基础
关键字基本内容
以$开始的是注释行
$ ETA/DYNAFORM : DYNA3D(960) INPUT DECK $ DATE $ : Nov 3, 2003 at 17:19:47

*NODE *ELEMENT *PART *SECTION *MAT *CONTACT *CONTROL *DATABASE *CONSTRAIN/*BOUNDARY *LOAD *SET
2
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
LS‐DYNA基础
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
LS‐DYNA基础
基本情况
LS‐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
2011/11/9
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室
主要内容
基础知识单位制沙漏问题能量控制负体积
张冠军 13755163941 zgjhuda@
接触节点数据输出材料碰撞分析原则
2011/11/9
1
2011/11/9
HGEN Hourglass energy calculation option. This option requires significant additional storage and increases cost by ten percent: EQ.1: hourglass energy is not computed (default), EQ.2: hourglass energy is computed and included in the energy balance.

LS-DYNA求解过程中常见错误和警告信息的负体积、节点速度无限大等

(3)太高的局部接触力，需调整间隙、降低接触刚度或降低时间步
错误名称
原因及修改措施
输入格式不正确
找到错误位置，修改数据格式
浮点溢出，核心代码崩溃
(1)材料和单元特性定义错误，如零密度、零厚度等
(2)单元定义错误
(3)各种曲线定义有问题，如求解时间比定义曲线的时长，导致数据外推失效
(4)单位不一致
(5)时间步太大，导致求解不稳定
程序一开始就崩溃
(1)单位不一致
(2)边界条件、荷载曲线定义错误
(3)某一材料未定义
节点速度无限大
(1)应用LS-PREPOST检查最后一帧动画，找出崩溃的单元和PART
(2)PART的材料定义有问题，如某个参数设置过大或与该PART相关的接触定义有问题，检查接触的设置
负体积
(1)材料参数设置错误，选择合适材料模式
(2)沙漏模式的变形积累，改为全积分单元

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。

LS-DYNA建模中的负体积问题

Commercial Vehicle Technical Center
出现于实体单元（SOLID ELEMENT）发生大变形，以至于实体单元体积出现负值
—— Page 3
何种情况下易出现负体积
商用车技术中心
Commercial Vehicle Technical Center
当实体单元的一个面穿透另一个面，则出现负体积
阻止Foam Block上下表面的穿透
NULL SHELL
null shell是材料属性为MAT9的壳单元，包于实体单元表面，与实体单元共节点
典型属性：密度=0.1ห้องสมุดไป่ตู้泡棉密度
杨氏模量=1GPa 厚度=1mm
—— Page 6
商用车技术中心
Commercial Vehicle Technical Center
商用车技术中心
Commercial Vehicle Technical Center
LS-DYNA泡棉建模中的负体积问题
目录
商用车技术中心
Commercial Vehicle Technical Center
什么是负体积何种情况下易出现负体积如何避免出现负体积问题
什么是负体积
商用车技术中心
如果泡棉是用四面体单元划分网格的，规则的四面体单元能够有效避免负体积
—— Page 7
商用车技术中心
Commercial Vehicle Technical Center
谢谢 THANKS
—— Page 8
通过编辑材料应力-应变曲线
—— Page 5
如何避免出现负体积问题
在实体单元表面包一层NULL SHELL ，并用于定义接触

LS-DYNA负体积的解决办法以及各种算例下的解决方法

负体积的解决办法以及各种算例下的解决方法负体积定义？Negative volume负体积是由于element本身产生大变形造成自我体积的内面跑到外面接着被判断为负体积。

关于负体积的解决办法？负体积多是网格畸变造成的，和网格质量以及材料、载荷条件都有关系。

有可能的原因和解决的方法大概有几种：（1）材料参数设置有问题，选择合适的材料模式)（2）沙漏模式的变形积累，尝试改为全积分单元（3）太高的局部接触力（不要将force施在单一node上，最好分散到几个node 上以pressure的方式等效施加），尝试调整间隙，降低接触刚度或降低时间步。

（4）在容易出现大变形的地方将网格refine。

（5）材料换的太软,是不是也会出现负体积!（6）另外也可以采用ALE或是euler单元算法，用流固耦合功能代替接触，控制网格质量。

例如在承受压力的单元在受压方向比其他方向尺寸长。

（7）尝试减小时间步长从0.9减小到0.6或更小。

经验总结：时间步长急剧变小，可能是因为单元产生了严重的畸变而导致的负体积现象，如果采用的是四面体单元，你可以用网格重划分的方法来解决。

如果你采用的是六面体单元，那目前就没有很有效的方法，可以试一下*ELEMENT_SOLID_EFG，那对机器的要求相对就会比较高了。

Q1:材料负体积解决方法（全面、有效）材料负体积解决方法在仿真中，通常有材料的大变形问题，如泡沫材料，由于单元大扭曲而出现了单元负体积，这种情况一般出来在材料失效之前。

在没有网格光滑和网格从划分的情况下，ls-dyna有一个内部的限制来调节lagrange单元的变形。

负体积一般都会导致计算中止，除非你设置时间步长控制中的erode=1和设置终止控制中的dtmin为一非零数，这种情况下，出现负体积的单元将被自动删除，计算也不会中止。

不过就算你如上设置了erode与dtmin，负体积有时候也会导致计算出错停止。

一些常用的解决负体积的方法如下：在材料出现大应变的情况下增强材料的应力-应变曲线中材料应力。

Ls-Dyna_负体积解决方法

负体积是由于单元畸变引起的，当单元本身变形过大或者不合理时，某个或某些节点穿透所属单元的面跑到外面，接着变产生负体积。

负体积产生和时间步设置、网格质量、材料、载荷条件、接触等都可能有关系，可能的原因和解决的方法大概有几种：
（1）材料设置参数有问题，选择合适的材料模型，并注意单位的协调；
（2）网格质量不好。

高质量的网格可以使之能容纳更大的变形从而防止负体积的发生，建议在容易出现大变形的地方细化网格；
（3）时间步长设置不够合理。

默认的时间步长因子0.9可能对防止数值计算的不稳定不够有效，减少步长因子（比如从0.9减小到0.6或者更小），可以防止负体积的产生，这是一个有效的方法；
（4）太高的局部接触力。

不要将力施加在单一节点上，最好分散到几个节点上以压力的方式等效施加；
（5）使用全积分实体单元。

在大变形和大扭曲情况下，全积分单元相对于单点积分单元计算不够稳定，因为一个负雅克比行列式可以在意个积分点发生，所以全积分单元比单点积分发生负的雅克比行列式更快。

建议使用默认的单元方程式（单点积分）加上沙漏控制。

（6）接触设置不合理。

单面搜索的接触形式相对于双面搜索虽然节省了计算时间，但很容易因为面的方向不正确而导致负体积的产生，因此在不能确定面的方向时建议使用双面搜索。

另外，适当提高接触刚度也可以防止负体积的产生。

（7）另外也可以采用ALE或者EULER单元算法，用流固耦合功能代替接触，控制网格质量，例如承受压力的单元在受压方向比其他方向尺寸长。

LS-dyna-常见问题汇总2[1].0

资料来源：网络和自己的总结更新时间： 2008-10-12
LS-DYNA 常见问题汇总 2.0
yuminhust2005
2008-10-12
目录
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. LS-DYNA 简介 .............................................................................................................................................................1 单位制度 ...................................................5 质量缩放 .........................................................................................................................................................................6 长分析时间 .....................................................................................................................................................................7 准静态 .............................................................................................................................................................................8 计算不稳定 .....................................................................................................................................................................9 负体积 ...........................................................................................................................................................................10 能量平衡 .......................................................................................................................................................................11

LS-DYNA问答总结

1 如何处理LS-DYNA中的退化单元？在网格划分过程中，我们常遇到退化单元，如果不对它进行一定的处理，可能会对求解产生不稳定的影响。

在LS-DYNA中，同一Part ID 下既有四面体，五面体和六面体，则四面体，五面体既为退化单元，节点排列分别为N1，N2，N3，N4，N4，N4，N4，N4和N1，N2，N3，N4，N5，N5，N6，N6。

这样退化四面体单元中节点4有5倍于节点1-3的质量，而引起求解的困难。

其实在LS-DYNA的单元公式中，类型10和15分别为四面体和五面体单元，比退化单元更稳定。

所以为网格划分的方便起见，我们还是在同一Part ID下划分网格，通过*CONTROL_SOLID关键字来自动把退化单元处理成类型10和15的四面体和五面体单元。

2 LS-DYNA中对于单元过度翘曲的情况有何处理方法有两种方法：1. 采用默认B-T算法，同时利用*control_shell控制字设置参数BWC＝1，激活翘曲刚度选项；2. 采用含有翘曲刚度控制的单元算法，第10号算法。

该算法是针对单元翘曲而开发的算法，处理这种情况能够很好的保证求解的精度。

除了上述方法外，在计算时要注意控制沙漏，确保求解稳定。

3 在ANSYS计算过程中结果文件大于8GB时计算自动中断，如何解决这个问题？解决超大结果文件的方案:1. 将不同时间段内的结果分别写入一序列的结果记录文件；2. 使用/assign命令和重启动技术；3. ANSYS采用向指定结果记录文件追加当前计算结果数据方式使用/assign指定的文件，所以要求指定的结果记录文件都是新创建的文件，否则造成结果文件记录内容重复或混乱。

特别是，反复运行相同分析命令流时，在重复运行命令流文件之前一定要删除以前生成的结果文件序列。

具体操作方法和过程参见下列命令流文件的演示。

4关于梁、壳单元应力结果输出的说明问题：怎样显示梁单元径向和轴向的应力分布图（我作的梁单元结果只有变形图DOF SOLUTIN –Translation，但是没有stress等值线图，只有一种颜色）和壳单元厚度方向的应力、变形图（我们只能显示一层应力、变形，不知道是上下表层或中间层的结果）。

LS-dyna常见问题汇总00

LS-dyna常见问题汇总00LS-DYNA常见问题汇总1.0资料来源：网络和自己的总结yuminhust2005Copyright of original English version owned by relative author. Chinese version owned by /Kevin目录1.Consistent system of units 单位制度 (2)2.Mass Scaling 质量缩放 (2)3.Long run times 长分析时间 (6)4.Quasi-static 准静态 (8)5.Instability 计算不稳定 (10)6.Negative Volume 负体积 (12)7.Energy balance 能量平衡 (14)8.Hourglass control 沙漏控制 (19)9.Damping 阻尼 (23)10.ASCII output for MPP via binout (27)11.Contact Overview 接触概述 (30)12.Contact Soft 1 接触Soft=1 (33)13.LS-DYNA中夹层板(sandwich)的模拟 (35)14. 怎样进行二次开发 (37)1.Consistent system of units 单位制度相信做仿真分析的人第一个需要明确的就是一致单位系统(Consistent Units)。

计算机只认识0&1、只懂得玩数字，它才不管你用的数字的物理意义。

而工程师自己负责单位制的统一，否则计算出来的结果没有意义，不幸的是大多数老师在教有限元数值计算时似乎没有提到这一点。

见下面LS-DYNA FAQ中的定义：Definition of a consistent system of units (required for LS-DYNA):1 force unit = 1 mass unit * 1 acceleration unit1 力单位＝1 质量单位× 1 加速度单位1 acceleration unit = 1 length unit / (1 time unit)^21 加速度单位= 1 长度单位/1 时间单位的平方The following table provides examples of consistent systems of units.As points of reference, the mass density and Y oung‘s Modulus of steel are provided in each system of units. ―GRA VITY‖ is gravitational acceleration.2.Mass Scaling 质量缩放质量缩放指的是通过增加非物理的质量到结构上从而获得大的显式时间步的技术。

LS-dyna负体积资料笔记

LS-dyna 負體積資料筆記負體積定義？Negitive volume負體積是由於element本身產生大變形造成自我體積的內面跑到外面接著被判斷為負體積。

關於負體積的解決辦法？負體積多是網格畸變造成的，和網格質量以及材料、載荷條件都有關係。

有可能的原因和解決的方法大概有幾種：（1）材料參數設置有問題，選擇合適的材料模式)（2）沙漏模式的變形積累，嘗試改為全積分單元（3）太高的局部接觸力（不要將force施在單一node上，最好分散到幾個node 上以pressure的方式等效施加），嘗試調整間隙，降低接觸剛度或降低時間步。

（4）在容易出現大變形的地方將網格refine。

（5）材料換的太軟,是不是也會出現負體積!（6）另外也可以採用ALE或是euler單元算法，用流固耦合功能代替接觸，控製網格質量。

例如在承受壓力的單元在受壓方向比其他方向尺寸長。

（7）嘗試減小時間步長從0.9減小到0.6或更小。

經驗總結：時間步長急劇變小，可能是因為單元產生了嚴重的畸變而導致的負體積現象，如果採用的是四面體單元，你可以用網格重劃分的方法來解決。

如果你採用的是六面體單元，那目前就沒有很有效的方法，可以試一*ELEMENT_SOLID_EFG，那對機器的要求相對就會比較高了。

Q1:材料負體積解決方法（全面、有效）材料負體積解決方法:在仿真中，通常有材料的大變形問題，如泡沫材料，由於單元大扭曲而出現了單元負體積，這種情況一般出來在材料失效之前。

在沒有網格光滑和網格從劃分的情況下，ls-dyna有一個內部的限制來調節lagrange單元的變形。

負體積一般都會導致計算中止，除非你設置時間步長控制中的erode=1和設置終止控制中的dtmin為一非零數，這種情況下，出現負體積的單元將被自動刪除，計算也不會中止。

不過就算你如上設置了erode與dtmin，負體積有時候也會導致計算出錯停止。

一些常用的解決負體積的方法如下：1.在材料出現大應變的情況下增強材料的應力-應變曲線中材料應力。

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。

Ls-Dyna_负体积问题

LS-DYNA FAQ 中英文版-Negative Volume 负体积2007年09月13日星期四下午 10:26泡沫材料的负体积(或其它软的材料)对于承受很大变形的材料，比如说泡沫，一个单元可能变得非常扭曲以至于单元的体积计算得到一个负值。

这可能发生在材料还没有达到失效标准前。

对一个拉格朗日(Lagrangian)网格在没有采取网格光滑(mesh smoothing)或者重划分(remeshing)时能适应多大变形有个内在的限制。

LS-DYNA中计算得到负体积(negative volume)会导致计算终止，除非在*control_timestep卡里面设置ERODE选项为1，而且在*control_termination里设置DTMIN项为任何非零的值，在这种情况下，出现负体积的单元会被删掉而且计算继续进行(大多数情况)。

有时即使ERODE和DTMIN换上面说的设置了，负体积可能还是会导致因错误终止。

有助于克服负体积的一些方法如下：* 简单的把材料应力－应变曲线在大应变时硬化。

这种方法会非常有效。

* 有时候修改初始网格来适应特定的变形场将阻止负体积的形成。

此外，负体积通常只对非常严重的变形情况是个问题，而且特别是仅发生在像泡沫这样的软的材料上面。

* 减小时间步缩放系数(timestep scale factor)。

缺省的0.9可能不足以防止数值不稳定。

* 避免用全积分的体单元(单元类型2和3)，它们在包含大变形和扭曲的仿真中往往不是很稳定。

全积分单元在大变形的时候鲁棒性不如单点积分单元，因为单元的一个积分点可能出现负的Jacobian而整个单元还维持正的体积。

在计算中用全积分单元因计算出现负的Jacobian而终止会比单元积分单元来得快。

* 用缺省的单元方程(单点积分体单元)和类型4或者5的沙漏(hourglass)控制(将会刚化响应)。

对泡沫材料首先的沙漏方程是：如果低速冲击type 6，系数1.0; 高速冲击type 2或者3。

LS_DYNA负体积解决方法(英文版本)

China: Arup
39/F-41/F Huai Hai Plaza Huai Hai Road (M) Shanghai China 200031
India: nHance Engineering Solutions Pvt. Ltd (Arup)
Ananth Info Park HiTec City Madhapur Hyderabad - 500081 India T +91 (0) 40 44369797 / 8 india.support@
Original model with the error Model with increased foam stiffness
LS-DYNA ENVIRONMENT
Example Model – Solution 2
Negative Volume in Foams
Null shells have been created on the top and bottom surface along with a contact between them. Contact force results showing both the loading and unloading phase
3719 cycle
N1
N2 N1 N2
Negative Volume
N3 N4
N3 N3 N4
N4
N1
N2
LS-DYNA ENVIRONMENT
Solution 1 – Modifying the foam stiffness
Negative Volume in Foams
One method to solve this problem is to increase the stiffness of the foam material as it starts to lock up at about 80-90% crush (strain = 0.8-0.9). This is done by editing the stress-strain curve used for the foam material.

Ls_dyna计算不稳定

计算不稳定，通常包括：“out-of-range velocities” 速度超出范围
“negative volume in brick element” 体单元负体积
“termination due to mass increase” 因质量增加而终止
1.查看属性、材料。

保证材料的单位制没错。

2.接触有问题
3.初始穿透
4.局部细化网格
5.稍微移动速度过高处的节点，或者remesh
6.控制卡片保证正确
7.单元类型和/或沙漏控制：对出现不稳定的shell（solid）单元，试着用沙漏控制
type4和沙漏系数0.05，或者试着使用全积分16号单元，局部沙漏控制用type8
8.Control Contact卡片
9.减小时间步长(减小缩放系数，并使用质量缩放)
10.试着用双精度版本计算
11.接触：设置接触的bucket sorts之间周期数为0，这样会使用缺省的分类间隔。

如果参与接触的两个部件的相对速度异常的大，可能需要减小bucket sort的间隔(比如减小到5,2甚至1)。

如果仿真过程中有明显的接触穿透出现，转换到使用
*contact_automatic_surface_to_surface或者*contact_automatic_single_surface，并设置SOFT=1。

确保几何考虑了壳单元的厚度。

如果壳非常薄，比如小于1mm，放大或者设置接触厚度到一个更加合理的值。

避免冗余的接触定义，也就是说不要对同样的两个部件定义多于一个的接触对。

12.关掉所有的*damping。

LS-dyna 常见问题汇总2.0

LS-DYNA常见问题汇总2.0资料整理：yuminhust2005职务：A2:LS-DYNA 版主资料来源：网络和自己的总结更新时间：2008-10-12目录1. LS-DYNA 简介 (1)2. 单位制度 (5)3. 质量缩放 (6)4. 长分析时间 (7)5. 准静态 (8)6. 计算不稳定 (9)7. 负体积 (10)8. 能量平衡 (11)9. 沙漏控制 (13)10. 阻尼 (14)11. ASCII output for MPP via binout (15)12. 接触概述 (16)13. Contact Soft 1 接触Soft=1 (17)14. LS-DYNA中的接触界面模拟 (18)15. LS-DYNA中夹层板(sandwich)的模拟 (25)16. 怎样进行二次开发 (30)17. 如何实现程序的连续计算 (31)18. 如何得知LS-DYNA为一套完整的软件？ (32)19. LS-DYNA与市面上其它的前处理软件兼容性如何？ (32)20. LS-DYNA似乎很重视「Contact Algorithm」，这是为什幺？ (32)21. 如果要利用LS-DYNA进行MPP(平行运算)的计算，硬件配备及操作系统有无特殊需求？ (32)22. FEMB能够自动产生有限元素网格吗？ (32)23. 实际的产品CAD图文件，有许多复杂的几何造型，这些feature是否都该纳入分析考量？ (32)24. LS-DYNA是否只能进行壳元素的分析？ (33)25. 在LS-DYNA里该如何强制刚体运动？ (33)26. 在LS-POST如何显示应变分布图？ (33)27. 强制结构体绕着特定轴旋转的时候，为何会出现奇怪的变形？ (33)28. LS-DYNA该如何进行振动模态的分析设定？ (34)29. 究竟采用Implicit及Explicit的分析方式会有多大的差异性？ (34)30. 要如何设定才能让LS-DYNA自动进行Implicit / Explicit的切换？ (34)31. LS-DYNA是唯一能够将Implicit与Explicit code整合在一起的软件，这对实际的分析工作有何帮助？3432. 请问以Explicit方式进行分析，影响运算时间的因素有哪些？ (34)33. 势流科技您好，请问弹簧/阻尼系统该采用什幺元素来仿真比较恰当？ (35)34. 请问安装LS-DYNA(MPP)版本时，操作系统需有哪些额外的设定？ (35)35. 在Linux系统下如何指定MPP的computing node？ (35)36. 请问在执行MPP运算时，有没有类似PC版本Ctrl+C的功能以进行不同的switch？ (35)37. 如果我想要了解特定截面的力量分布情形，该设定哪些项目呢？ (36)38. 请问LS-DYNA在进行Implicit分析时，有没有什幺该注意的地方？ (36)39. 请教一下，LS-DYNA有没有什幺功能可以让上/下表面的网格移到中性平面来？ (36)40. 请问我该如何在后处理程序LS-Pre/Post里头看到壳元素的厚度？ (36)41. 请问在LS-Pre/Post里面该如何操作才能看到各相材料的变形及相关的力学资料？ (36)42. 请问LS-Pre/Post有没有办法改变SPH颗粒的大小？ (37)43. 请问LS-DYNA有没有办法仿真出「破裂」或「碎裂」的状况？ (37)44. 请问究竟是采用Automatic contact好还是一一指定接触界面的方式比较好？ (37)45. 在完成前处理的设定后，如何知道每一个part的重量？ (37)46. 请问如果我自己有写程序产生出曲线资料，或是已将data point存成Excel档案，能不能直接读入FEMB？ (37)47. 请问贵公司所代理的LS-DYNA软件，其采用的单位制为何？ (37)48. 请问在load curve的输入方式除了一点一点慢慢key-in之外，有没有其它更快的方式？ (37)49. 如何处理LS-DYNA中的退化单元？ (39)50. LS-DYNA中对于单元过度翘曲的情况有何处理方法 (39)51. 在ANSYS计算过程中结果文件大于8GB时计算自动中断，如何解决这个问题？ (39)52. 关于梁、壳单元应力结果输出的说明 (39)53. LS-DYNA求解有时为什么有负的滑动能 (40)54. 在DYNA中如何考虑材料失效 (40)55. 在LS-DYNA中能否施加跟随力和跟随力矩？ (40)56. 如果在工程上遇到壳的厚度是坐标位置的函数时，这样的壳单元模型如何建立？ (40)57. 不同自由度的单元在merge时，ANSYS如何处理自由度的不匹配问题 (41)58. 如何方便地建立压力容器的有限元模型? (41)59. ANSYS是否具有混合分网的功能？ (41)60. 在ANSYS中怎样给面施加一个非零的法向位移约束? (42)61. 如何得到径向和周向的计算结果? (42)62. 如何正确理解ANSYS的节点坐标系 (42)63. 如何考虑结构分析中的重力 (42)64. 对于具有高度不规则横截面的3D模型什么是最佳网格划分方法？ (43)65. 在交互方式下如何施加任意矢量方向的表面载荷? (44)66. LS-DYNA96版后在爆炸及流固耦合方面的功能增强 (44)67. ANSYS坐标系总结 (44)68. 显式隐式分析转换的注意事项 (45)69. 利用LS-DYNA进行接触分析应该注意的一些问题 (46)70. LS-DYNA求解中途退出的解决方案 (46)71. 液面晃动 (47)72. 复杂几何模型的系列网格划分技术 (56)73. LS-DYNA典型的射流模拟过程 (58)1.LS-DYNA 简介LS-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。

LS-dyna 常见问题汇总1.0

LS-DYNA常见问题汇总1.0资料来源：网络和自己的总结yuminhust2005Copyright of original English version owned by relative author. Chinese version owned by /Kevin目录1.Consistent system of units 单位制度 (2)2.Mass Scaling 质量缩放 (4)3.Long run times 长分析时间 (9)4.Quasi-static 准静态 (11)5.Instability 计算不稳定 (14)6.Negative Volume 负体积 (17)7.Energy balance 能量平衡 (20)8.Hourglass control 沙漏控制 (27)9.Damping 阻尼 (32)10.ASCII output for MPP via binout (37)11.Contact Overview 接触概述 (41)12.Contact Soft 1 接触Soft=1 (45)13.LS-DYNA中夹层板(sandwich)的模拟 (47)14. 怎样进行二次开发 (50)1.Consistent system of units 单位制度相信做仿真分析的人第一个需要明确的就是一致单位系统(Consistent Units)。

计算机只认识0&1、只懂得玩数字，它才不管你用的数字的物理意义。

而工程师自己负责单位制的统一，否则计算出来的结果没有意义，不幸的是大多数老师在教有限元数值计算时似乎没有提到这一点。

见下面LS-DYNA FAQ中的定义：Definition of a consistent system of units (required for LS-DYNA):1 force unit = 1 mass unit * 1 acceleration unit1 力单位＝1 质量单位× 1 加速度单位1 acceleration unit = 1 length unit / (1 time unit)^21 加速度单位= 1 长度单位/1 时间单位的平方The following table provides examples of consistent systems of units.As points of reference, the mass density and Young‘s Modulus of steel are provided in each system of units. ―GRA VITY‖ is gravitational acceleration.2.Mass Scaling 质量缩放质量缩放指的是通过增加非物理的质量到结构上从而获得大的显式时间步的技术。

负体积解决方案

负体积定义? Negative volume负体积是由于element本身产生大变形造成自我体积的内面跑到外面接着被判断为负体积. 关于负体积的解决办法？负体积多是网格畸变造成的，和网格质量以及材料、载荷条件都有关系。

有可能的原因和解决的方法大概有几种：（1)材料参数设置有问题，选择合适的材料模式)(2）沙漏模式的变形积累,尝试改为全积分单元（3）太高的局部接触力（不要将force施在单一node上，最好分散到几个node上以pressure 的方式等效施加)，尝试调整间隙，降低接触刚度或降低时间步。

（4）在容易出现大变形的地方将网格refine.（5）材料换的太软，是不是也会出现负体积！（6）另外也可以采用ALE或是euler单元算法,用流固耦合功能代替接触，控制网格质量.例如在承受压力的单元在受压方向比其他方向尺寸长。

（7）尝试减小时间步长从0.9减小到0.6或更小。

经验总结：时间步长急剧变小，可能是因为单元产生了严重的畸变而导致的负体积现象，如果采用的是四面体单元,你可以用网格重划分的方法来解决。

如果你采用的是六面体单元,那目前就没有很有效的方法，可以试一下*ELEMENT_SOLID_EFG，那对机器的要求相对就会比较高了。

Q1:材料负体积解决方法(全面、有效）材料负体积解决方法在仿真中，通常有材料的大变形问题，如泡沫材料，由于单元大扭曲而出现了单元负体积，这种情况一般出来在材料失效之前.在没有网格光滑和网格从划分的情况下,ls-dyna有一个内部的限制来调节lagrange单元的变形.负体积一般都会导致计算中止，除非你设置时间步长控制中的erode=1和设置终止控制中的dtmin为一非零数，这种情况下,出现负体积的单元将被自动删除,计算也不会中止。

不过就算你如上设置了erode与dtmin，负体积有时候也会导致计算出错停止。

一些常用的解决负体积的方法如下：在材料出现大应变的情况下增强材料的应力—应变曲线中材料应力。

负体积解决方案

负体积定义？Negative volume负体积是由于element本身产生大变形造成自我体积的内面跑到外面接着被判断为负体积. 关于负体积的解决办法？负体积多是网格畸变造成的，和网格质量以及材料、载荷条件都有关系。

有可能的原因和解决的方法大概有几种：（1)材料参数设置有问题，选择合适的材料模式)(2）沙漏模式的变形积累，尝试改为全积分单元（3)太高的局部接触力(不要将force施在单一node上，最好分散到几个node上以pressure 的方式等效施加），尝试调整间隙，降低接触刚度或降低时间步。

（4）在容易出现大变形的地方将网格refine。

（5）材料换的太软，是不是也会出现负体积！(6）另外也可以采用ALE或是euler单元算法，用流固耦合功能代替接触，控制网格质量。

例如在承受压力的单元在受压方向比其他方向尺寸长.（7)尝试减小时间步长从0.9减小到0。

6或更小。

经验总结：时间步长急剧变小，可能是因为单元产生了严重的畸变而导致的负体积现象，如果采用的是四面体单元，你可以用网格重划分的方法来解决。

如果你采用的是六面体单元，那目前就没有很有效的方法，可以试一下*ELEMENT_SOLID_EFG，那对机器的要求相对就会比较高了. Q1：材料负体积解决方法（全面、有效）材料负体积解决方法在仿真中，通常有材料的大变形问题,如泡沫材料，由于单元大扭曲而出现了单元负体积，这种情况一般出来在材料失效之前.在没有网格光滑和网格从划分的情况下，ls-dyna有一个内部的限制来调节lagrange单元的变形。

负体积一般都会导致计算中止，除非你设置时间步长控制中的erode=1和设置终止控制中的dtmin为一非零数，这种情况下,出现负体积的单元将被自动删除，计算也不会中止。

不过就算你如上设置了erode与dtmin，负体积有时候也会导致计算出错停止.一些常用的解决负体积的方法如下:在材料出现大应变的情况下增强材料的应力-应变曲线中材料应力.这种方法往往非常有效果。