LS_DYAN分析中负体积产生的原因

LS_DYAN分析中负体积产生的原因 附体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，10:39:20 接着便产生负体积。 负体积产生和时间步设置、网格质量、、载荷条件 接触等都可能有关系，可能的原因和解决的大概有几种: 材料参数设置有问题。选择合适的材料模型，并注意单位的协调。 1) 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。 2) 时间步长设置不合理。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。减少时间步长因子(比如从0.9减小到0.6或更小)，可以防止 负体积的产生，这通常是一个有效的方法。 3) 太高的局部接触力。不要将力施在单一节点上，最好分散到几个节点上以压 力的方式等效施加。 4) 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，因为一个负雅可比行列式可以再一个积分点发生，所 以全积分单元比单点积分发生负的雅可比行列式更快。建议使用默认的单元 方程式(单点积分)加上 5) 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。 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，例如承受压力的单元在受压方向比其他方向尺寸长。 负体积的出现是一个很头痛的问题，有时候很难快速地找到其发生的原因，所以遇到这种情况时，一定要耐心的排除。