1、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 mas
2、s 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、 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
3、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
4、面能。详细介绍请参见附录三。我们通常通过 sliding interface energy / knight energy 来考察计算结果的准确性。四、模型碰撞变形模式的检查：从碰撞动画来诊断计算结果是否准确。1、检查各部件的碰撞变形是否合理；2、检查整个模型，是否有漏缺的重要零件（对计算结果影响不容忽略的零件） ；3、检查各部件之间的相对运动是否正确（主要是检查铰链、弹簧等联接定义是否正确） ；4、检查各部件之间是否有出现明显穿透、干涉。五、数值输出的检查：主要检查 B 柱加速度曲线及各主要截面力曲线等输出数据的可靠性，这些数值应避免出现严重的振荡。LS-DYNA 汽车碰撞计算过程中经常遇到
5、的问题及解决方法：症状一：出现了很大的，并且为负值的 sliding interface energy原因分析： 通常是由于模型中存在的初始穿透，而 Dyna 计算的初始化中无法消除掉这些初 始穿透。诊断手段： 删除掉模型中所有的接触定义，运行 2 cycle，再查看 sleout 文件查看穿透情况。产看 d3hsp 文件 中关于初始穿透的警告信息。解决对策： 如果是两层板的穿透，Dyna 的初始穿透纠正功能可以解决部分问题。如果是多层板的穿透，其将无能为力。此时需要手动的消除模型的初始穿透。症状二：模型的初始动能明显不合理诊断手段：1. 检查 d3hsp 中模型的总质量2. 检查模型的三个方
6、向的速度3. 检查 d3hsp 中各个部件的质量4. 刚体的质量会合并到 master 部件中5. *PART_INERTIA 中定义的速度优先级高于 *INITIAL_VELOCITY6. 检查 matsum 中各个部件的能量（动能、沙漏能）7. 确认定义为*PART_INERTIA 的部件都定义了初速度8. 确认定义为*PART_INERTIA 的部件没有作为合并刚体中的 slave（可作为master）9. 部件出现很高的速度，通常是由于接触中的初始穿透引起。症状三：计算异常终止原因： 计算终止通常只有以下 4 个原因1. 输入文件关键字定义错误。LS-DYNA 对输入文件的格式要求十分
7、严格，除默认值外，空白行是不被允许的。注释行必须以符号“$”开始。2. 单元负体积。3. 节点速度无限大。4. 网格畸变严重，计算不收敛。5. 硬盘空间不足。诊断手段：除最后一个原因外，其他的错误原因都可以在 message 文件中找到解释。症状四：体单元出现负体积现象描述： LS-dyna 计算时报错： Error： Negative volume 原因： 常出现在泡沫、橡胶材料定义中。1. 加载在体单元上的载荷远大于单元的刚度2. 应力应变曲线定义出问题，当 dyna 外推该曲线是出现异常3. Foam 单元在回弹时出现负体积，在材料 mat_low_density 上增加一定的阻尼会有帮
8、助。4. 使用 Contact_Interior 定义在 FOAM 模型上。5. 在实体单元上附一层 Null 壳单元，而后使用 automatic single surface contact6. Foam 材料的应力-应变曲线需要是平滑的症状五：节点速度无限大现象描述： 在动画模型中表现为节点突然从表面呈爆炸状飞出。LS-dyna 计算时报错 Error：Node velocity out of range原因：1. 一般是由于材料参数的单位不一致引起的，在建立模型时应注意单位的统一；2. 在本该发生接触的地方没有定义接触或者接触定义错误。诊断手段 ：按照以下的步骤1. 显示碰撞动画的最后
9、一步；2. 取出带有发散点的部件3. 反转显示部件4. 检查该部件的部件号5. 在前处理中，检查该部件的网格，包括模型中的裂缝、单排单元等6. 检查对应部件的异常出现的过程，找到最初出现异常的位置7. 检查重合单元8. 检查部件的材料和属性9. 检查接触定义症状六：时间步长太小原因：1. 在试运行中关掉质量缩放，检查单元的时间步长信息2. 检查材料属性中是否使用了正确的单位制3. 检查 Foam 的应力-应变曲线4. 检查 Beam 单元的材料和属性5. 梁单元和阻尼单元，确定两端没有连接在零质量的节点上。6. 检查是否因为初始穿透调整，导致了单元尺寸变化7. 如果梁单元参与接触，则也应该 o
10、ffset症状七：模型变形模式不正常诊断手段：1. 查看整个模型的变形动画2. 常出现的问题有，如果是做前碰分析，也需要对后部结构的变形。因为后部的接触可能会出现问题3. 察看断面，确定接触计算没有异常4. 察看速度、塑性应变和应力的变化情况症状八：*CONSTRAINED_EXTRA_NODES 定义错误现象描述：原因： 一般是因为模型中定义 extra nodes 的刚体被删除或者是节点所依附的单元被删除。措施： 在 K 文件中找出所有以下类型的关键字（Part ID 或者 Node ID/Node set ID 为 0）并删除。Part ID Node ID OR Node set ID附录一附录二附录三
