第9章 LS-DYNA前处理 9.2 实例：定义LS-DYNA的模型、载荷数据、控制卡片及输出
本实例包含以下内容。
? 在HyperMesh中查看LS-DYNA关键字，与LS-DYNA求解文件中格式相同。 ? 理解part、material和section的创建和组织。 ? 创建sets。 ? 创建速度。
? 理解LS-DYNA数据对象与HyperMesh中单元和加载方式的关系。 ? 创建单点约束。
? 使用segment编号创建接触。 ? 定义输出与仿真时间。
? 输出LS-DYNA格式的求解文件。
下列tools/utilities是HyperMesh设定LS-DYNA模型的基础。 ? LS-DYNA FE input translator。 ? FE output template。 ? Ls-DYNA Utility Menu。 ? User Profile。
本实例包含如下3个部分。
? 实例1：定义头部和A柱的模型数据。
? 实例2：为头部和A柱碰撞分析定义边界条件和载荷。 ? 实例3：为头部和A柱碰撞分析定义碰撞时间和输出。 1．定义模型数据
（1）*PART，*ELEMENT，*MAT，和*SECTION 之间的关系
*PART可以引用属性（*SECTION）和材料（*MAT）等。使用了相同属性的一组单元一般放置到一个组件中。
表9-2列出了*ELEMENT，*PART，*SECTION和 *MAT在HyperMesh中的组织关系。
表9-2 *ELEMENT，*PART，*SECTION和 *MAT的引用关系
*ELEMENT EID PID *PART PID SID MID *SECTION SID *MAT MID 单元存放于组件集合(Component)中 组件(Component)的卡片 属性的卡片，通过在组件的卡片中指定属性(*SECTION)给*PART 材料集合的卡片，通过指定材料集合(*MAT)给组件来定义*PART的材料 可以使用Collectors来创建和编辑组件，属性和材料集合。 （2）在HyperMesh中查看LS-DYNA关键字
HyperMesh卡片编辑器可以查看LS-DYNA关键字的数据行。在HyperMesh中显示的关
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HyperMesh & HyperView 应用技巧与高级实例 键字和数据与在LS-DYNA求解文件中的显示一致。另外，对于一些关键字卡片，读者可以定义和编辑它们的参数和数据。
Card Editor面板可以查看卡片，它位于Tool菜单，即工具栏中的Card Editor（）按钮或者右键单击Model Browser和Solver Browser弹出来的菜单中。
（3）创建*MAT
在HyperMesh中，*MAT是带有卡片的材料收集器。可以通过将材料收集器指定到组件（component）收集器来关联*PART，也可以从Model Browser、Solver Browser或者Material下拉菜单来创建材料收集器。
（4）更新组件的材料
可以通过Component Collectors面板的update子面板来更新组件的材料。 （5）Material Table Utility
此工具位于LS-DYNA Utility下的DYNA Tools页面，具有如下功能。 ? 查看模型中已有的材料和属性。
? 创建、编辑、合并、检查重复的材料。 （6）创建*SECTION
在HyperMesh中，*SECTION是带卡片的属性收集器。可以从Property Collectors面板的create子面板创建。
实例1：定义头部和A柱碰撞分析模型数据
本实例的目的是进一步熟悉在HyperMesh中定义LS-DYNA中的 materials、sections和 parts，包括为头部和A柱碰撞分析定义模型数据。头部和A柱模型如图9-1所示。
图9-1 头部和A柱模型
此实例包括如下步骤。
? 定义头部和A柱的材料为*MAT_ELASTIC。
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第9章 LS-DYNA前处理 ? 定义A柱属性为*SECTION_SHELL。 ? 定义头部属性为*SECTION_SOLID。 ? 定义头部和A柱为*PART。
STEP
01 加载LS-DYNA模板。
（1）从菜单栏选择Preferences > User Profiles。 （2）选择LS-DYNA模板并单击OK按钮。
STEP
02 打开HyperMesh文件。
（1）从工具栏单击Open Model按钮，浏览并选择文件head_start.hm。 （2）单击Open按钮。 模型被加载至图形区域。
STEP
03 为A柱和头部定义材料*MAT_ELASTIC。
（1）右键单击Model Browser选择Create > Material，弹出Create material对话框。 （2）在Name栏输入elastic。
（3）在Card image栏选择MATL1。
（4）选中Card edit material upon creation来激活选项。 （5）单击Create按钮创建材料并编辑其卡片。 （6）单击[Rho]区域，输入密度值1.2E-6。 （7）单击杨氏模量[E]，输入210。 （8）单击泊松比[Nu]，输入0.26。 （9）单击return按钮关闭面板。
STEP
04 定义A柱属性(*SECTION_SHELL)，厚度为3.5mm。
（1）右键单击Model Browser，选择Create > Property。弹出Create property对话框。 （2）在 Name栏输入section3.5。 （3）在 Type栏选择SURFACE。 （4）在 Card image栏选择SectShll。
（5）选中Card edit property upon creation激活选项。 （6）单击Create按钮生成属性并编辑卡片。 （7）单击T1，输入3.5。
（8）单击return按钮离开此面板。
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HyperMesh & HyperView 应用技巧与高级实例 STEP
05
定义头部*SECTION_SOLID。
（1）右键单击Model Browser 选择Create > Property。 （2）在Name栏输入solid。 （3）在Type栏选择VOLUME。 （4）在Card image栏选择SectSld。
（5）选中Card edit property upon creation来激活选项。 （6）单击Create按钮生成属性。
STEP
06 将A柱定义为*PART。
MAT_ELASTIC在材料收集器中的名称为elastic，*SECTION_SHELL在属性收集器中的名称为section3.5。
（1）在Model Browser中右键单击pillar组件，选择Edit。 （2）在Card image栏选择Part。 （3）单击Material按钮。
（4）选中Assign material选项来激活。 （5）在 Name栏选择elastic。 （6）单击Property按钮。
（7）选中Assign property激活选项。 （8）在Name栏选择section3.5。 （9）单击Update按钮。
STEP
07 定义头部为*PART。
*MAT_ELASTIC 的材料收集器名称为elastic，*SECTION_SOLID 的属性收集器名称为solid。
（1）在Model Browser中右键单击head组件，选择Edit。 （2）在Card image栏选择Part。 （3）单击Material按钮。
（4）选中Assign material来激活选项。 （5）在Name栏选择elastic。 （6）单击Property按钮。
（7）选中Assign property选项来激活。 （8）在Name栏选择solid。
（9）单击Update按钮来更新组件。 至此完成实例1的操作保存文件。
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第9章 LS-DYNA前处理 2．定义边界条件和载荷
（1）*INITIAL_VELOCITY_(Option)
表9-3列出了定义DYNA初始速度的关键字。
表9-3 定义初始速度的关键字
DYNA 关键字 *INITIAL_VELOCITY 应 用 范 围 节点集， *SET_NODE_LIST 在HyperMesh中创建 用于节点集，载荷收集器卡片名称为InitialVel comps集，载荷收集器卡片名称为*INITIAL_VELOCITY_GENERATION *PART 或*PART 集*SET_PART_LIST InitialVel 从 Velocity 面板创建， 在载荷收集器中*INITIAL_VELOCITY_NODE 单个节点 无卡片 （2）*SET
除了*SET_SEGMENT，选择Tools>Create>Sets命令，可以从Entity Sets面板创建所有其他*SET类型。用Entity Sets面板中的review可以查看set的内容，如何从Contactsurfs面板创建*SET_SEGMENT不在此赘述。
（3）HyperMesh Entity对象和类型
HyperMesh的单元和载荷的选择可以通过配置（Configuration）和类型（Type）来确定。配置（Configuration）是HyperMesh的关键特征，类型（Type）用来定义载荷输出模板。一个配置（Configuration）可以支持多种类型（Type）。在生成单元和载荷之前，从Elem Types面板选择需要的类型（type）。
Load Types子面板只使用在可以将载荷直接创建在节点或单元上的情况下。其他情况下，载荷定义为一个有卡片的载荷收集器。比如*INITIAL_VELOCITY_NODE （直接应用在节点上）可以由Velocities面板创建，而*INITIAL_VELOCITY（作用在节点集上）是通过创建一个InitialVel卡片的载荷收集器来定义的。
从Elem Types和Load Types 面板能看到一系列单元和载荷类型，如图9-2和图9-3所示。
图9-2 单元类型面板
图9-3 载荷类型面板
一些单元的配置是rigid和quad4。当加载了DYNA.key模板后，rigid配置的具体单元类型的名称是RgdBody、ConNode和GenWeld（关键字为*CONSTRAINED_NODAL_RIGID_
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