LS-DYNA常见问题及解决策略 (2012年11月7日)
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。
LS_Dyna的问题总结
一、影响穿透的一些因素解释I.接触厚度接触厚度定义的是一个参数——当接触体/面相互穿透的距离大于接触厚度时，程序将不计算这个接触，即认为没有接触了。
什么是接触厚度与距离？在自动接触中，接触厚度是一个默认值，大概是面厚度的几倍，在普通接触中，接触厚度无穷大。
II.壳厚度和接触厚度1. 壳厚度：影响刚度和单元质量；2. 接触厚度：①决定解除中的厚度偏移量；②并不影响刚度或壳体质量；③默认接触厚度等于壳厚度；④可以在*CONTACT 或*PART_CONTACAT 中直接缩放接触厚度；⑤在穿透节点被释放之前影响最大允许穿透深度。
III.运动速度对穿透的影响如果物体相对运动速度过大，在一个时间步长中所走过的距离会远超过一个单元的尺寸，若缩小时间步长，即缩小在一个时间步长内所走过的距离和单元尺寸的差异，基础检查可以正常进行，若初速度过高，会搜索不到接触，计算会出现问题。
IV.非对称接触算法中，主从面的定义原则①粗网格表面定义为主面，细网格表面为从面；②主从面相关材料刚度相差悬殊，材料刚度大的一面为主面；③平直或者凹面为主面，凸面为从面。
V.接触刚度的影响穿透可以认为是一种虚拟穿透，如果设定的穿透刚度（fkn）值，就可以减小这种穿透，但却不可避免。
如果fkn 值过大，会使到那元刚度病态，而不能求解。
二、穿透的可能解决方案I.接触方面：1. 修改接触类型，尝试自动接触类型：①STS（面面接触），当一个体的表面穿透另外一个体的表面是创建②SS（单面接触），当一个体的表面自身接触或者接触另一个体的表面时创建2. 接触定义存在问题：①增加接触刚度因子②改变接触面的主从设置，将刚体设置为主面，同时使用单向接触③修改关键字CONTROL_CONTACT中RWPNAL=23. 接触穿透距离超过了接触厚度，从而不再计算接触；4. 如果两个接触体的材料属性和网格差别较大，可以修改SOFT值为1 或者2.5. 接触群组设置不直接用PART，将可能接触的地方设置为segment；6. 修改摩擦系数：Fs和Fd通常设置为相同的值，避免额外的噪声产生。
LS-DYNA常见问题及解决策略 (2012年11月7日)
LS‐DYNA求解器
支持单机和并行计算 支持Windows、Unix、Linux等系统 有32位、64位版本 有单精度、双精度版本
LS‐DYNA求解器
2011/11/9
13
2011/11/9
14
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
2011/11/9
汽车工业：碰撞分析、气囊设计 、约束系统匹配、部件加工 航空航天：鸟撞、飞机结构冲击动力分析、 碰撞，坠毁、冲 击爆炸及动态载荷、火箭级间分离模拟分析、宇宙垃圾碰撞、 特种复合材料设计 制造业：冲压、锻造、铸造、切割 建筑业：地震安全、混凝土结构、爆破拆除、公路桥梁设计 国防工业：内弹道和终点弹道、装甲和反装甲系统、穿甲弹 与破甲弹设计、战斗部结构设计、空气，水与土壤中爆炸 电子领域：跌落分析、包装设计、热分析、电子封装 生物医学
9
体育器材 2011/11/9
10
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 LS‐DYNA基本分析流程
几何模型修正 几何模型读取
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
前处理软件
FEMB LS‐PREPOST HYPERMESH ANSYS PATRAN FEMAP
沙漏的产生
有限元计算的数值积分采用高斯积分方法
2011/11/9
23
2011/11/9
24
4
2011/11/9
湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室
Hourglass
湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室
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。
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-常见问题汇总2[1].0
![LS-dyna-常见问题汇总2[1].0](https://img.taocdn.com/s3/m/f6d44596dd88d0d233d46a44.png)
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常见问题集锦
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。
2LS-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DOFS OLUTIN –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
实用标准文案
精彩文档 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
时间长，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
(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。
LS-dyna 常见问题
/viewthread.php?tid=68546LS-DYNA在1976年由美国劳伦斯·利沃莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）J.O.Hallquist博士主持开发，时间积分采用中心差分格式，当时主要用于求解三维非弹性结构在高速碰撞、爆炸冲击下的大变形动力响应，是北约组织武器结构设计的分析工具。
LS-DYNA的源程序曾在北约的局域网PubicDomain公开发行，因此在广泛传播到世界各地的研究机构和大学。
从理论和算法而言，LS-DYNA是目前所有的显式求解程序的鼻祖和理论基础。
1988年，J.O.Hallquist创建利沃莫尔软件技术公司（Livermore Software Technology Corporation），LS-DYNA开始商业化进程，总体来看，到目前为止在单元技术、材料模式、接触算法以及多场耦合方面获得非常大的进步。
以下为LS-DYNA初学者常见的问题: 一、LS-DYNA与市面上其它的前处理软件兼容性如何？解答：由于LS-DYNA是全球使用率最高的结构分析软件，因此其它的前处理软件与LS-DYNA 是完全兼容的。
在此要强调的是：LS-DYNA的官方前处理程序为FEMB，因为FEMB是专门为LS-DYNA量身订作的前处理程序，有许多设定条件及架构逻辑是其它前处理软件所难望其项背的，为了避免在学习LS-DYNA的过程及操作上产生困扰，强烈建议使用者采用原厂出品的FEMB来做为LS-DYNA的前处理工具，使用者必定更能体会LS-DYNA 直觉式的设定与强大的分析能力。
.二、LS-DYNA似乎很重视「Contact Algorithm」，这是为什么？解答：是的，LS-DYNA很早以前就已经发展「接触算法」，这是因为基础力学所分析的对像均只考虑「力的受体」，故输入条件皆为外力量值。
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。
lsdyna常见问题汇总
LYDYNA能量平衡GLSTAT(参见*database_glstat)文件中报告的总能量是下面几种能量的和：内能internal energy动能kinetic energy接触(滑移)能contact(sliding) energy沙漏能houglass energy系统阻尼能system damping energy刚性墙能量rigidwall energyGLSTAT 中报告的弹簧阻尼能”Spring and damper energy”是离散单元(discrete elements)、安全带单元(seatbelt elements)内能及和铰链刚度相关的内能(*constrained_joint_stiffness…)之和。
而内能”InternalEnergy”包含弹簧阻尼能”Spring and damper energy”和所有其它单元的内能。
因此弹簧阻尼能”Spring anddamper energy”是内能”Internal energy”的子集。
由SMP 5434a 版输出到glstat 文件中的铰链内能”joint internal energy”跟*constrained_joing_stiffness 不相关。
它似乎与*constrained_joint_revolute(_spherical,etc)的罚值刚度相关连。
这是SMP 5434a 之前版本都存在的缺失的能量项，对MPP 5434a 也一样。
这种现象在用拉格朗日乘子(Lagrange Multiplier)方程时不会出现。
与*constrained_joint_stiffness 相关的能量出现在jntforc 文件中，也包含在glstat 文件中的弹簧和阻尼能和内能中。
回想弹簧阻尼能”spring and damper energy”，不管是从铰链刚度还是从离散单元而来，总是包含在内能里面。
在MATSUM 文件中能量值是按一个part 一个part 的输出的(参见*database_matsum)。
lsdyna常见问题汇总
LYDYNA能量平衡GLSTAT(参见*database_glstat)文件中报告的总能量是下面几种能量的和：内能internal energy动能kinetic energy接触(滑移)能contact(sliding) energy沙漏能houglass energy系统阻尼能system damping energy刚性墙能量rigidwall energyGLSTAT 中报告的弹簧阻尼能”Spring and damper energy”是离散单元(discrete elements)、安全带单元(seatbelt elements)内能及和铰链刚度相关的内能(*constrained_joint_stiffness…)之和。
而内能”InternalEnergy”包含弹簧阻尼能”Spring and damper energy”和所有其它单元的内能。
因此弹簧阻尼能”Spring anddamper energy”是内能”Internal energy”的子集。
由SMP 5434a 版输出到glstat 文件中的铰链内能”joint internal energy”跟*constrained_joing_stiffness 不相关。
它似乎与*constrained_joint_revolute(_spherical,etc)的罚值刚度相关连。
这是SMP 5434a 之前版本都存在的缺失的能量项，对MPP 5434a 也一样。
这种现象在用拉格朗日乘子(Lagrange Multiplier)方程时不会出现。
与*constrained_joint_stiffness 相关的能量出现在jntforc 文件中，也包含在glstat 文件中的弹簧和阻尼能和内能中。
回想弹簧阻尼能”spring and damper energy”，不管是从铰链刚度还是从离散单元而来，总是包含在内能里面。
在MATSUM 文件中能量值是按一个part 一个part 的输出的(参见*database_matsum)。
LS-DYNA常见问题集锦
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_SOLI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；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DOFSOLUTIN -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疑难解答
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求解问题及解决方案
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，如密度、零厚度
（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间解不稳定
程序一开始就崩溃
（1）单位不一致
（2）边界条件、载荷曲线定义错误
（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
（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
LS-DYNA常见问题集锦
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。
lsdyna常见问题汇总
lsdyna常见问题汇总LYDYNA能量平衡GLSTAT(参见*database_glstat)⽂件中报告的总能量是下⾯⼏种能量的和：内能internal energy动能kinetic energy接触(滑移)能contact(sliding) energy沙漏能houglass energy系统阻尼能system damping energy刚性墙能量rigidwall energyGLSTAT 中报告的弹簧阻尼能”Spring and damper energy”是离散单元(discrete elements)、安全带单元(seatbelt elements)内能及和铰链刚度相关的内能(*constrained_joint_stiffness…)之和。
⽽内能”Internal Energy”包含弹簧阻尼能”Spring and damper energy”和所有其它单元的内能。
因此弹簧阻尼能”Spring and damper energy”是内能”Internal energy”的⼦集。
由SMP 5434a 版输出到glstat ⽂件中的铰链内能”joint internal energy”跟*constrained_joing_stiffness 不相关。
它似乎与*constrained_joint_revolute(_spherical,etc)的罚值刚度相关连。
这是SMP 5434a 之前版本都存在的缺失的能量项，对MPP 5434a 也⼀样。
这种现象在⽤拉格朗⽇乘⼦(Lagrange Multiplier)⽅程时不会出现。
与*constrained_joint_stiffness 相关的能量出现在jntforc ⽂件中，也包含在glstat ⽂件中的弹簧和阻尼能和内能中。
回想弹簧阻尼能”spring and damper energy”，不管是从铰链刚度还是从离散单元⽽来，总是包含在内能⾥⾯。
LS-DYNA常见问题汇总10DOC
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。
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单元原始状态
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单元受剪后应该的状态
单元受弯后应该的状态
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Hourglass
湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室
Hourglass
沙漏的控制
缩减积分引起沙漏的零能模式 缩减积分计算效率高、速度快 需要对沙漏进行控制，人为地给单元加上一定 的刚度 沙漏只影响实体和四边形单元 而四面体单元、三角形壳单元、梁单元没有沙 漏模式 但四面体单元、三角形壳单元缺点是在许多应 用中被认为过于刚硬
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LS‐DYNA基础 LS‐DYNA有限元分析的优点
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LS‐DYNA基础 LS‐DYNA应用领域
利用数学近似的方法对真实物 理系统（几何和载荷工况）进 行模拟，用较简单的问题代替 复杂问题后再求解 由于大多数实际问题难以得到 准确解，而有限元不仅计算精 度高，而且能适应各种复杂形 状，因而成为行之有效的工程 分析手段 能直观地显示结构的应学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室
沙漏控制方法
网格细化、网格均匀（建模过程控制） 避免单点集中加载（加载控制，压力载荷） 使用全积分单元（根本解决、耗时、刚硬） LS‐DYNA软件控制
Hourglass LS‐DYNA沙漏控制策略
通过增加正交的稳定矩阵控制沙漏 刚性沙漏控制：增加单元抵抗沙漏模式的刚度， 单元变硬 粘性沙漏控制：在沙漏方向上的速度施加阻尼， 抑制作用 *CONTROL‐HOURGLASS：整体，低优先级 *HOURGLASS：Part，高优先级
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Hourglass LS‐DYNA沙漏控制方法
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Hourglass LS‐DYNA沙漏控制方法‐IHQ
IHQ：沙漏控制模式 QH：沙漏控制系数
IHQ=1，2，3：粘性控制模式，用于高速 IHQ=4，5，6：刚性控制模式，用于低速 IHQ=8：仅用于16号壳单元
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输入文件的第一个关键词都是*KEYWORD
*KEYWORD
输入文件的最后一个关键词都是*END
*END
该分析项目的标题
*TITLE Numisheet 96: S-rail Stamping
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单位制
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Hourglass
单位制辨别
K文件中注明单位制 如何根据关键字辨别单位
根据模型尺寸确定长度单位 根据密度确定质量单位 根据弹性模量确定时间的单位 也可根据加速度确定时间的单位
LS‐DYNA基础
单元库 （140多种）
体单元 薄/厚壳单元 梁单元 焊接单元 离散单元 束和索单元 安全带单元 节点质量单元 SPH单元
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接触方式 （50多种）
柔体对柔体接触 柔体对刚体接触 刚体对刚体接触 边‐边接触 侵蚀接触 充气模型 约束面 刚墙面 拉延筋
前处理
单元尺寸的定义和模型网格划分 定义单元属性、材料参数
计算求解 后处理
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施加载荷和边界条件 结果的后处理 修改设计
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LS‐DYNA基础
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LS‐DYNA基础
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LS‐DYNA基础
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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
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材料库
金属 塑料 玻璃 泡沫 编制品 橡胶（人造橡胶） 蜂窝材料 复合材料 混凝土和土壤 炸药 推进剂 粘性流体 用户自定义材料
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LS‐DYNA基础
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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
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汽车工业：碰撞分析、气囊设计 、约束系统匹配、部件加工 航空航天：鸟撞、飞机结构冲击动力分析、 碰撞，坠毁、冲 击爆炸及动态载荷、火箭级间分离模拟分析、宇宙垃圾碰撞、 特种复合材料设计 制造业：冲压、锻造、铸造、切割 建筑业：地震安全、混凝土结构、爆破拆除、公路桥梁设计 国防工业：内弹道和终点弹道、装甲和反装甲系统、穿甲弹 与破甲弹设计、战斗部结构设计、空气，水与土壤中爆炸 电子领域：跌落分析、包装设计、热分析、电子封装 生物医学
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体育器材 2011/11/9
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LS‐DYNA基础 LS‐DYNA基本分析流程
几何模型修正 几何模型读取
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LS‐DYNA基础
前处理软件
FEMB LS‐PREPOST HYPERMESH ANSYS PATRAN FEMAP
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沙漏的控制
当显式动态分析使用缩减积分单元时，应判断 沙漏是否会显著的影响结果。 沙漏能量不能超过内能的5‐10％。 沙漏能量和内能的对比可在ASCⅡ文件GLSTAT 和MATSDM *database_glstat输出系统沙漏能 *database_matsum输出各部件沙漏能 需要提前在*control_energy卡片中设置HGEN ＝2
沙漏的产生
有限元计算的数值积分采用高斯积分方法
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Hourglass
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Hourglass
沙漏的产生
有限元计算的数值积分采用高斯积分方法
例如一阶四边形缩减积分单元，有四个节点，但只有一个积分点“*”， 位于单元中心位置。 如果单元受剪或者受弯，必然会发生变形。
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基础
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单位制
关键字组织结构
常用单位系统
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单位制 单位制引起的问题
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单位制
单位制统一
a=m/s2
1 加速度单位 = 1 长度单位/1 时间单位的平方
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Hourglass
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Hourglass
沙漏的控制
沙漏的控制
壳单元可以绘制沙漏云图 *database_extent_binary卡中设置SHGE=2 LS‐Prepost中选择Fcomp>Misc>hourglass energy
LS‐DYNA求解器
支持单机和并行计算 支持Windows、Unix、Linux等系统 有32位、64位版本 有单精度、双精度版本
LS‐DYNA求解器
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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
SHGE Output shell hourglass energy density: EQ.1: off (default), no hourglass energy written, EQ.2: on.