R14w笔记本跌落仿真分析
一笔记本仿真模型的建立
1.1模型的建立
1.1.1 模型简化
对分析结果无关紧要的一些细节部分常常使模型相当复杂，在实体建模时往往可将这一步略去。
在某些情况下，由于一些很小的局部而破坏了整个结构的对称性.有时可略去这些局部(或将它们作对称处理)以保持对称结构，缩小分析的规模。必须权衡简化模型的利弊(损失精度以减小花费)审慎地略去不对称部分。
在这里还想进一步说明模型简化中一些方法和技巧。“子结构“是将一组有限元压缩成为一个用用一个矩阵表示的超单元.采用子结构的原因有：
1.减少计算时间.在非线性分析中，可用子结构计算结构的线性部分，以便那部分的单元短阵不必重复计算每一个平衡迭代；对于有重复部分的结构分忻,可以生成一个超单元来表示这部分图形、然后拷贝到不同的位置：
2.利用有限的计算机资料解决非常大型的问题。当一个分析相对于计算机波前空间或磁盘空间来说太大了、用子结构可使每一部分都满足计算机的要求：“子模型”是为了获得模型中某一区域的更精确的解而产生的一种有限元技术。当整个模型的网格划分相对于某一区域太组时，可不必重新对整个模型进行更纫的划分，只需对这一区域重新划分。这就大大节约了时间和费用。
“等效结构”的概念为：将原来的复杂结构用一简单结构模拟，新结构的材料和几何特性与原结构有所不同但刚度等效。其等效结构是指那些具有重复性的均匀结构，如蜂窝结构、晶体结构等。
1.1.2 单元类型选择
1.2单元类型的选择
Ansys 隐式单元
ANSYS的单元库提供了100 多种的单元类型,单元类型选择的工作就是将单元的选择范围缩小到少数几个单元上,通常采用以下方法。
一般来说，按“杆梁壳体”单元顺序，只要后一种单元的自由度完全包含前一种单元的自由度，则只要有公共节点即可，不需要约束方程，否则需要耦合自由度与约事方程。例如：（1）杆与梁、壳、体单元有公共节点即可，不需要约束方程。
（2）梁与壳有公共节点即可，也不需要约束写约束方程；壳梁自由度数目相同，自由度也相同，尽管壳的rotz是虚的自由度，也不妨碍二者之间的关系，这有点类同于梁与杆的关系。
（3）梁与体则要在相同位置建立不同的节点，然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。（4）壳与体则也要相同位置建立不同的节点，然后在节点处耦合自由度与施加约束方程。
上面所述的不同单元之间的接连方法主要是用耦合自由度和约束方程来实现的，有一定的局限性，只适用于小位移，下面介绍一种支持大位移算法的方法，MPC法。
MPC即Multipoint Constraint,多点约束方程，其原理与前面所说的方程的技术几乎一致，将不连续、自由度不协调的单元网格连接起来，不需要连接边界上的节点完全一一对应。
MPC能够连接的模型一般有以下几种。
solid模型-solid模型
shell模型-shell模型
solid模型-shell模型
solid模型-beam模型
shell模型-beam模型
在ANSYS中，实现上述MPC技术有三种途径。
（1）通过MPC184单元定义模型的刚性或者二力杆连接关系。定义MPC184单元模型与定义杆的操作完全一致，而MPC单元的作用可以是刚性杆（三个自由度的连接关系）或者刚性梁（六个自由度的连接关系）。
（2）利用约束方程菜单路径Main Menu>preprocessor>Coupling/Ceqn>shell/solid Interface创建壳与实体模型之间的装配关系。
（3）利用ANSYS接触向导功能定义模型之间的装配关系。选择菜单路径Main Menu>preprocessor>Modeling>Creat>Contact Pair，弹出一序列的接触向导对话框，按照提示进行操作，在创建接触对前，单击Optional setting按钮弹出Contact properties对话框，将Basic选项卡中的Contact algorithm即接触算法设置为MPC algorithm。或者，在定义完接触对后，再将接触算法修改为MPC algorithm，就相当于定义MPC多点约束关系进行多点约束算法。
单元类型的选择问题
初学ANSYS的人，通常会被ANSYS所提供的众多纷繁复杂的单元类型弄花了眼，如何选择正确的单元类型，也是新手学习时很头疼的问题。
单元类型的选择，跟要解决的问题本身密切相关。在选择单元类型前，首先要对问题本身有非常明确的认识，然后，对于每一种单元类型，每个节点有多少个自由度，它包含哪些特性，能够在哪些条件下使用，在ANSYS的帮助文档中都有非常详细的描述，要结合自己的问题，对照帮助文档里面的单元描述来选择恰当的单元类型。
1.该选杆单元（Link）还是梁单元(Beam)？
这个比较容易理解。杆单元只能承受沿着杆件方向的拉力或者压力，杆单元不能承受弯矩，这是杆单元的基本特点。
梁单元则既可以承受拉，压，还可以承受弯矩。如果的结构中要承受弯矩，肯定不能选杆单元。
对于梁单元，常用的有beam3,beam4,beam188这三种，他们的区别在于：
1)beam3是2D的梁单元，只能解决2维的问题。
2)beam4是3D的梁单元，可以解决3维的空间梁问题。
3)beam188是3D梁单元，可以根据需要自定义梁的截面形状。
2.对于薄壁结构，是选实体单元还是壳单元？
对于薄壁结构，最好是选用shell单元，shell单元可以减少计算量，如果非要用实体单元，也是可以的，但是这样计算量就大大增加了。而且，如果选实体单元，薄壁结构承受弯矩的时候，如果在厚度方向的单元层数太少，有时候计算结果误差比较大，反而不如shell 单元计算准确。
实际工程中常用的shell单元有shell63,shell93。shell63是四节点的shell单元(可以退化为三角形)，shell93是带中间节点的四边形shell单元(可以退化为三角形),shell93单元由于带有中间节点，计算精度比shell63更高，但是由于节点数目比shell63多，计算量会增大。对于一般的问题，选用shell63就足够了。
除了shell63,shell93之外，还有很多其他的shell单元，譬如shell91,shell131，shell163等等，这些单元有的是用于多层铺层材料的，有的是用于结构显示动力学分析的，一般新手很少涉及到。通常情况下，shell63单元就够用了。
3.实体单元的选择。
实体单元类型也比较多，实体单元也是实际工程中使用最多的单元类型。
常用的实体单元类型有solid45, solid92,solid185,solid187这几种。
其中把solid45,solid185可以归为第一类，他们都是六面体单元，都可以退化为四面体和棱柱体，单元的主要功能基本相同,(SOLID185还可以用于不可压缩超弹性材料)。Solid92, solid187可以归为第二类，他们都是带中间节点的四面体单元，单元的主要功能基本相同。
实际选用单元类型的时候，到底是选择第一类还是选择第二类呢？也就是到底是选用六面体还是带中间节点的四面体呢？
如果所分析的结构比较简单，可以很方便的全部划分为六面体单元，或者绝大部分是六面体，只含有少量四面体和棱柱体，此时，应该选用第一类单元，也就是选用六面体单元；如果所分析的结构比较复杂，难以划分出六面体，应该选用第二类单元，也就是带中间节点的四面体单元。
新手最容易犯的一个错误就是选用了第一类单元类型(六面体单元)，但是，在划分网格的时候，由于结构比较复杂，六面体划分不出来，单元全部被划分成了四面体，也就是退化的六面体单元，这种情况，计算出来的结果的精度是非常糟糕的，有时候即使把单元划分的很细，计算精度也很差，这种情况是绝对要避免的。
六面体单元和带中间节点的四面体单元的计算精度都是很高的，他们的区别在于：一个六面体单元只有8个节点，计算规模小，但是复杂的结构很难划分出好的六面体单元，带中间节点的四面体单元恰好相反，不管结构多么复杂，总能轻易地划分出四面体，但是，由于每个单元有10个节点，总节点数比较多，计算量会增大很多。
前面把常用的实体单元类型归为2类了，对于同一类型中的单元，应该选哪一种呢？通常情况下，同一个类型中，各种不同的单元，计算精度几乎没有什么明显的差别。选取的基本原则是优先选用编号高的单元。比如第一类中，应该优先选用solid185。第二类里面应该优先选用solid187。ANSYS的单元类型是在不断发展和改进的，同样功能的单元，编号大的往往意味着在某些方面有优化或者增强。
对于实体单元，总结起来就一句话：复杂的结构用带中间节点的四面体，优选solid187，简单的结构用六面体单元，优选solid185。
显式动力单元
ANSYS/LS-DYNA 给出7 种单元类型:
LINK160: 显式pin-jointed 桁架单元(similar to LINK8)
BEAM161:显式梁单元(similar to BEAM4)
SHELL163:显式薄壳单元(similar to SHELL181)
SOLID164:显式块单元(similar to SOLID45)
COMBI165:显式弹簧与阻尼单元(similar to COMBIN14)
MASS166:显式结构质量(similar to MASS21)
LINK167:显式缆单元(similar to LINK10)
所有显式动力单元为三维的
显式单元族在以下方面与ANSYS 隐式单元明显不同: （参见KEYWORD手册）
每种单元可用于多种材料模型. 在ANSYS隐式分析中,不同的单元类型仅仅适用于特定的材料类型，如超弹材料(HYPER56, 58, and 74) 和粘塑性材料(VISCO106 and 108).
每种单元类型有几种不同算法. 如果ANSYS 隐式单元有多种算法，则具有多个单元名称(如SHELL43 和63). 在ANSYS/LS-DYNA中，每中单元类型可以具有多种算法，如SHELL163 有11种.
所有显式动力单元具有一次线性位移函数. 目前尚没有具有二次位移函数的高阶单元.
每种显式动力单元缺省为单点积分.
不具备带额外形函数和中间节点的单元以及P单元.
1.3材料模型的选择
ANSYS/LS-DYNA包括40多种材料模型，它们可以表示广泛的材料特性，可用材料如下所示。本章后面将详细叙述材料模型和使用步骤。对于每种材料模型的详细信息，请参看Appendix B,Material Model Examples或《LS/DYNA Theoretical Manual》的第十六章（括号内将列出与每种模型相对应的LS-DYNA材料号）。
线弹性模型
?各向同性（#1）
?正交各向异性（#2）
?各向异性（#2）
?弹性流体（#1）
非线弹性模型
?Blatz-ko Rubber(#7)
?Mooney-Rivlin Rubber(#27)
?粘弹性（#6）
非线性无弹性模型
?双线性各向同性（#3）
?与温度有关的双线性各向同性（#4）
?横向各向异性弹塑性（#37）
?横向各向异性FLD（#39）
?随动双线性（#3）
?随动塑性（#3）
?3参数Barlat（#36）
?Barlat各向异性塑性（#33）
?与应变率相关的幂函数塑性（#64）
?应变率相关塑性（#19）
?复合材料破坏（#22）
?混凝土破坏（#72）
?分段线性塑性（#24）
?幂函数塑性（#18）
压力相关塑性模型
?弹-塑性流体动力学（#10）
?地质帽盖材料模型(#25)
泡沫模型
?闭合多孔泡沫(#53)
?粘性泡沫(#62)
?低密度泡沫(#57)
?可压缩泡沫(#63)
?Honeycomb(#26)
需要状态方程的模型
?Bamman塑性（#51）?Johnson-Cook塑性（#15）
?空材料（#9）
?Zerilli-Armstrong(#65)
?Steinberg(#11)
离散单元模型
?线弹性弹簧
?普通非线性弹簧
?非线性弹性弹簧
?弹塑性弹簧
?非弹性拉伸或仅压缩弹簧
?麦克斯韦粘性弹簧
?线粘性阻尼器
?非线粘性阻尼器
?索（缆）（#71）
刚性体模型
?刚体（#20）
1.4网格的划分
划分网格是建立有限元模型的一个重要环节，它要求考虑的问题较多，需要的工作量较大，所划分的网格形式对计算精度和计算规模将产生直接影响。为建立正确、合理的有限元模型，这里介绍划分网格时应考虑的一些基本原则。
1 网格数量
网格数量的多少将影响计算结果的精度和计算规模的大小。一般来讲，网格数量增加，计算精度会有所提高，但同时计算规模也会增加，所以在确定网格数量时应权衡两个因素综合考虑。
在决定网格数量时应考虑分析数据的类型。在静力分析时，如果仅仅是计算结构的变形，网格数量可以少一些。如果需要计算应力，则在精度要求相同的情况下应取相对较多的网格。同样在响应计算中，计算应力响应所取的网格数应比计算位移响应多。在计算结构固有动力特性时，若仅仅是计算少数低阶模态，可以选择较少的网格，如果计算的模态阶次较高，则应选择较多的网格。在热分析中，结构内部的温度梯度不大，不需要大量的内部单元，时可划分较少的网格。
2. 网格疏密
网格疏密是指在结构不同部位采用大小不同的网格，这是为了适应计算数据的分布特点。在计算数据变化梯度较大的部位(如应力集中处)，为了较好地反映数据变化规律，需要采用比较密集的网格。而在计算数据变化梯度较小的部位，为减小模型规模，则应划分相对稀疏的网格。这样，整个结构便表现出疏密不同的网格划分形式。
划分疏密不同的网格主要用于应力分析(包括静应力和动应力)，而计算固有特性时则趋于采用较均匀的网格形式。这是因为固有频率和振型主要取决于结构质量分布和刚度分布，不存在类似应力集中的现象，采用均匀网格可使结构刚度矩阵和质量矩阵的元素不致相差太大，可减小数值计算误差。同样，在结构温度场计算中也趋于采用均匀网格。
3. 单元阶次
许多单元都具有线性、二次和三次等形式，其中二次和三次形式的单元称为高阶单元。选用高阶单元可提高计算精度，因为高阶单元的曲线或曲面边界能够更好地逼近结构的曲线和曲面边界，且高次插值函数可更高精度地逼近复杂场函数，所以当结构形状不规则、应力分布或变形很复杂时可以选用高阶单元。但高阶单元的节点数较多，在网格数量相同的情况下由高阶单元组成的模型规模要大得多，因此在使用时应权衡考虑计算精度和时间。
4 网格质量
网格质量是指网格几何形状的合理性。质量好坏将影响计算精度。质量太差的网格甚至会中止计算。直观上看，网格各边或各个内角相差不大、网格面不过分扭曲、边节点位于边界等分点附近的网格质量较好。网格质量可用细长比、锥度比、内角、翘曲量、拉伸值、边节点位置偏差等指标度量。
划分网格时一般要求网格质量能达到某些指标要求。在重点研究的结构关键部位，应保证划分高质量网格，即使是个别质量很差的网格也会引起很大的局部误差。而在结构次要部位，网格质量可适当降低。当模型中存在质量很差的网格(称为畸形网格)时，计算过程将无法进行。
5 网格分界面和分界点
结构中的一些特殊界面和特殊点应分为网格边界或节点以便定义材料特性、物理特性、载荷和位移约束条件。即应使网格形式满足边界条件特点，而不应让边界条件来适应网格。常见的特殊界面和特殊点有材料分界面、几何尺寸突变面、分布载荷分界线(点)、集中载荷作用点和位移约束作用点等。
6 位移协调性
位移协调是指单元上的力和力矩能够通过节点传递相邻单元。为保证位移协调，一个单元的节点必须同时也是相邻单元的节点，而不应是内点或边界点。相邻单元的共有节点具有相同的自由度性质。否则，单元之间须用多点约束等式或约束单元进行约束处理。
7 网格布局
当结构形状对称时，其网格也应划分对称网格，以使模型表现出相应的对称特性(如集中质矩阵对称)。不对称布局会引起一定误差。
8 节点和单元编号
节点和单元的编号影响结构总刚矩阵的带宽和波前数，因而影响计算时间和存储容量的大小，
因此合理的编号有利于提高计算速度。但对复杂模型和自动分网而言，人为确定合理的编号很困难，目前许多有限元分析软件自带有优化器，网格划分后可进行带宽和波前优化，从而减轻人的劳动强度。
1.5约束和载荷
1. 施加显式分析的载荷
一般的加载步骤如下：
（1）将模型中受载的部分定义为组元或PART（用于刚体的加载）；
（2）定义包含时间和对应荷载数值的数组参数并赋值；
（3）通过上述数组定义荷载时间历程曲线；
（4）选择施加荷载的坐标系统（默认为在总体直角坐标系）；
（5）将荷载施加到结构模型特定受载的部分上。
在ANSYS/LS-DYNA 中，定义或分析显式分析载荷的GUI 操作菜单路径为：
Main Menu>Preprocessor>LS-DYNA Options>Loading Options>Specify Loads
Main Menu>Solution>Loading Options>Specify Loads
通过上述菜单调出加载对话框，在其中依次输入相应的参数，同样可以完成载荷的施加过程。注意：在ANSYS/LS-DYNA 中，上述方式定义的载荷是在一个载荷步施加的，即直接施加随着时间变化的各种动力作用到结构的受载部分。不要与ANSYS隐式结构分析中多个载荷步加载的概念相混淆。施加了显式分析载荷之后，可以通过操作显示或隐藏载荷标志，其GUI 菜单操作路径为：Main Menu>Preprocessor>LS-DYNA Options>Loading
Options>Show Forces
2. 施加初始条件
在瞬态动力问题中，经常需要定义结构系统的初始状态，如初始速度等。在ANSYS/LS-DYNA 程序中，菜单路径为：
Main Menu>Preprocessor>LS-DYNA Options>Initial Velocity>On
Nodes/PARTs
Main Menu>Solution>Initial Velocity>On Nodes/PARTs
3. 施加边界条件
在ANSYS/LS-DYNA 中，可以定义如下一些类型的边界条件：
★固定边界条件
其菜单操作路径为：
Main Menu>Preprocessor>LS-DYNA Options>Constraints>Apply>On Nodes
Main Menu>Solution>Constraints>Apply>On Nodes
在图形窗口中单击需要约束的节点，然后，在弹出的如图3 所示的对话框中进行施加零约束的操作。
★滑移或循环对称边界
当模拟滑移或循环对称的几何对象时，只需建立很小的一个对称部分，这时就需要定义滑移对称边界。在ANSYS／LS-DYNA 中，通过EDBOUND 命令来施加这种边界，可以用节点组元确定边界或方向矢量来定义法向或方向（滑移对称）或转轴（循环对称）。
EDBOUND 命令的一般格式为：
EDBOUND，Option，Lab，Cname，XC，YC，ZC，Cname2，COPT
Option 可以为ADD（定义）、DELE（删除）、LIST（列表显示）等选项。
Lab 域可以为SLIDE（滑移对称）或CYCL（循环对称）两个选项。
Cname 为要定义此边界条件的节点组元名称。
XC，YC，ZC 为一组点的坐标，从原点指向该点的向量，用来定义滑移对称面的法向或循环对称边界的转轴方向。
Cname2 为要定义循环对称边界（CYCL）的第二个节点组元，仅在CYCL 选项时才使用。COPT 为滑移对称边界条件的参数，0 表示节点在法向平面内运动，1 表示节点仅在向量方向移动。本参数仅在SLIDE 选项时才使用。
★无反射边界条件
模拟地球动力学系统时，经常要用一个有限域来表示地下空间或大块岩体。对这类问题，为避免边界处波的反射对求解域的影响，可以对有限域表面施加元反射边界条件来模拟无限大空间。无反射边界条件通过边界表面节点组元施加，可选择膨胀和剪切波被吸收等选项，其命令格式如下：
EDNB，Option，Cname，AD，AS
Option 可以为ADD（定义）、DELE（删除）、LIST（列表显示）等选项。
Cname 域表示要定义无反射边界的节点组元。
AD 为膨胀波的吸收选项，1 表示在边界被吸收。
AS 为剪切波的吸收选项，1 表示在边界被吸收。
注意：在ANSYS／LS-DYNA 程序中，无反射边界只能施加到实体单元SOLID164和SOLID168 的表面。
4. 施加约束条件
在ANSYS/LS-DYNA 中，程序可以定义如下一些约束条件：
★EDCNSTR 命令定义的特殊约束
在ANSYS/LS-DYNA 中，可以通过EDCNSTR 命令模拟各种特殊的约束，如向刚体附加节点、节点刚性体、薄壳边界到实体以及铆接等。EDCNSTR 命令的一般格式为：
EDCNSTR，Option，Ctype，Comp1，Comp2，VAl1
Option 域可为ADD（定义）、DELE（删除）、LIST（列表）等选项。
Ctype 域为约束类型选项：
ENS——向已有刚体（通过EDMP 定义的）上附加节点；
NRB——节点刚性体（模拟节点处的刚性连接）；
STS——薄壳边界到实体；
RIVET——无质量铆接。
Comp1 域为一个已有的刚体部件号。
Comp2 域为要与Comp1 刚体部件连接的节点组元名称。
VAL1 域为由EDLCS 预先定义的坐标系。
NRB 选项定义的刚性体是定义于节点组元之上，实际定义的是不同可变形（柔性）组元之
间的一种刚性连接（理解为节点刚性体），因此这种节点刚性体并不是一般意义的刚体，它并不像一般刚体那样有部件号，而是只与节点组元有关。
STS 选项定义薄壳单元区域与结构的实体部分之间的固连，可以将一个单独的壳节点与最多9 个实体节点相连接。
RIVET 选项定义两个节点之间的无质量刚性约束，两节点间的距离将在分析过程中保持不变。EDCNSTR 命令的GUI 路径为：
Main Menu>Preprocessor>LS-DYNA Options>Constraints>Apply>Additional
NodalMain Menu>Solution>Constraints>Apply>Additional Nodal
★点焊接约束
结构系统部件之间的焊接是一种很普遍的连接方式。在ANSYS/LS-DYNA中通过EDWELD 命令来模拟部件之间的焊接约束，可以为没有质量的焊点，也可以为一般的焊接。
EDWELD 命令的一般格式为：
EDWELD，Option，NWELD，N1，N2，SN，SS，EXPN，EXPS，EPSF，
TFAIL，NSW，CID
Option 域为ADD（定义）、DELE（删除）、LIST（列表）等操作类型选项。
NWELD 域为焊接点或一般焊接的参考号。
N1 和N2 可以为元质量焊点连接的两个节点参考号，对于一般的焊接，N1为要定义焊接的节点组元，N2 可不填。
SN 为点焊的法向破坏应力。
SS 为点焊的切向破坏应力。
EXPN 和EXPS 为点焊的失效准则中法向力和切向力的指数。
于是，点焊的失效准则可以表述为：
(| / |) + (| / |)EXPS ≥1
S
EXPN
N f SN f SN
以下的各参数仅对于一般焊接有效：
EPSF 域为一般焊接发生延性破坏时有效塑性应变（仅对一般焊接适用）。
TFAIL 域为一般焊接约束的失效时间，默认设置为１.０E20。
NSW 域为一般焊接约束所包含的焊点数目。
CID 域为输出数据使用的坐标系（必须是通过EDLCS 命令预先定义的坐标
系）。
EDCNSTR 命令的GUI 路径为：
Main Menu>Preprocessor>LS-DYNA Options>Spotweld>Massless Spotwld
Main Menu>Preprocessor>LS-DYNA Options>Spotweld>Genrlizd Spotwld
★平动自由度之间的耦合与约束方程
在ANSYS/LS-DYNA 中，可以通过CP 系列命令在结构的不同自由度之间定义、修改、删除、列表显示耦合关系，也可通过CE 系列命令在结构的不同自由度之
间定义、修改、删除、列出约束方程。但是必须注意的是，以上自由度之间的耦合或约束方程的定义仅适用于节点的平动（线位移）自由度（即UX，UY，UZ），不允许在旋转的自由度之间使用，否则将会导致非物理响应。CP 和CE 命令的一般格式请参考关于ANSYS 结构分析或一般操作过程方面的书籍或使用手册，这里不展开叙述。
1.6接触搜索算法及接触模型
接触－碰撞问题属于最困难的非线性问题之一，因为在接触－碰撞问题中的响应是不平滑的。当发生碰撞时，垂直于接触界面的速度是瞬时不连续的。对于Coulcomb摩擦模型，当出现粘性滑移行为时，沿界面的切向速度也是不连续的。接触－碰撞问题的这些特点给离散方程的时间积分带来明显的困难。因此，方法和算法的适当选择对于数值分析的成功是至关重要的。
虽然通用商业程序LS-DYNA提供了大量的接触类型，可以对绝大多数接触界面进行合理的模拟，但用户在具体的工程问题中，面临接触类型的选择及棘手的接触参数控制等问题。
基于以上，本文对LS-DYNA中的接触-碰撞算法作了简要的阐述，对接触类型作了详尽的总结归纳，并对接触界面的模拟提出了一些建议。
2 基本概念
基本概念：“slave”、“master”、“segment”。
在绝大多数的接触类型中，检查slave nodes是否与master segment产生相互作用(穿透或滑动，在Tied Contacts 中slave限定在主面上滑动)。因此从节点的连接方式（或从面的网格单元形式）一般并不太重要。
非对称接触算法中主、从定义的一般原则：粗网格表面定义为主面，细网格表面为从面；主、从面相关材料刚度相差悬殊，材料刚度大的一面为主面。平直或凹面为主面，凸面为从面。有一点值得注意的是，如有刚体包含在接触界面中，刚体的网格也必须适当，不可过粗。
3 接触算法
在LS-DYNA中有三种不同的算法处理碰撞、滑动接触界面，即：
动态约束法（kinematic constraint method）；
罚函数法（penalty method）；
分布参数法（distributed paramete method）；
3.1 Kinematic Constraint Method
采用碰撞和释放条件的节点约束法由Hughes 等于1976年提出，同年被Hallquit 首先应用在 DYNA2D中，后来扩展应用到 DYNA3D中。
其基本原理是：在每一时间步Δt修正构形之前，搜索所有未与主面(master surface)接触的从节点(slave node)，看是否在此Δt内穿透了主面。如是，则缩小Δt，使那些穿透主面的从节点都不贯穿主面，而使其正好到达主面。在计算下一Δt之前，对所有已经与主面接触的从节点都施加约束条件，以保持从节点与主面接触而不贯穿。此外还应检查那些和主面接触的从节点所属单元是否受到拉应力作用。如受到拉应力，则施加释放条件，使从节点脱离主面。这种算法存在的主要问题是：如果主面网格划分比从面细，某些主节点（master node）可以豪无约束地穿过从面(slave surface)（这是由于约束只施加于从节点上），形成所谓的“纽结”(Kink)现象。当接触界面上的压力很大时，无论单元采用单点还是多点积分，这种现象都很容易发生。当然，好的网格划分可能会减弱这种现象。但是对于很多问题，初始构形上好的网格划分在迭代多次后可能会变得很糟糕，如爆炸气体在结构中的膨胀。
由于节点约束算法较为复杂，目前在LS-DYNA程序中仅用于固连与固连一断开类型的接触界面（统称固连界面），主要用来将结构网格的不协调两部分联结起来。
3.2 Distributed Parameter Method
分配参数法也是发展较早的一种接触界面算法，Wilkins在1964年将该算法成功地应用到HEMP程序中，Burton等在1982年将其应用于TENSOR分析程序中。与节点约束法相比，这种算法具有较好的网格稳定性，因此被DYNA采用。目前，在LS-DYNA程序中用来处理接
触一滑动界面的问题。
该方法的基本原理是：将每一个正在接触的从单元(slave element)的一半质量分配到被接触的主面面积上，同时根据每个正在接触的从单元的内应力确定作用在接受质量分配的主面面积上的分布压力。在完成质量和压力的分配后，修正主面的加速度。然后对从节点的加速度和速度施加约束，以保证从节点在主面上滑动，不允许从节点穿透主表面，从而避免了反弹现象。
这种算法主要用来处理接触界面具有相对滑移而不可分开的问题。因此，在结构计算中，该算法并没有太多的用处。它最典型的应用是处理爆炸等问题，炸药爆炸产生的气体与被接触的结构之间只有相对滑动而没有分离。
3.3 Penalty Method
该算法于1981年有Huag等人，1982年8月开始用于 DYNA2D中[2]。现在，罚函数法已发展为一种非常用的接触界面算法，在数值计算中被广泛应用。
罚函数法的基本原理是：在每一个时间步首先检查各从节点是否穿透主面，如没有穿透不作任何处理。如果穿透，则在该从节点与被穿透主面间引入一个较大的界面接触力，其大小与穿透深度、主面的刚度成正比。这在物理上相当于在两者之间放置一法向弹簧，以限制从节点对主面的穿透。接触力称为罚函数值。“对称罚函数法”则是同时对每个主节点也作类似上述处理。
对称罚函数法由于具有对称性、动量守恒准确，不需要碰撞和释放条件，因此很少引起Hourglass效应，噪声小。
对称罚函数法在每一个时间步对从节点和主节点循环处理一遍，算法相同。下面以从节点ns为例详细描述该算法的基本步骤：
1 搜索所有从动点，确定从动点是否穿透主面。
2 如否，不作处理，搜索结束；如是，则在从节点与主面上的接触点间附加
一法向接触力 Fn。
3 处理摩擦力。
4 将接触力 Fn和摩擦力投影到总体坐标，组集到总体载荷向量中。
4 接触类型
在具体介绍各种类型的接触前，先阐述几个基本的概念。
在壳单元中，自动接触通过法向投影中面的1/2“Contact Thickness”来确定接触面。这就是“shell thickness offsets”。接触厚度可以在接触的定义中明确指定。如果接触厚度没有指定，则等于壳的厚度（在单面接触中，为壳厚度或单元边长的最小值）。相同的，在梁的接触中，接触面从梁的基线偏置梁截面等效半径距离。因此，在有限元几何建模时，为考虑壳厚、梁截面尺寸必须在壳、梁的part间有适当的间隙，否则会有初始穿透现象发生（即发生不真实的接触现象）。虽然LS-DYNA可以通过移动穿透的从节点到主面上来消除初始穿透，但是并不是所有的初始穿透都能检查出。
DYNA中大多数的接触有一个“极限穿透深度”，如侵彻超过这个深度则从节点被释放，接触力置为0。这主要用在自动接触中，防止过大接触力的产生而引起数值不稳定性。然而在有些情况下，因为这个阈值过早达到而使接触失效（常发生在非常薄的壳单元中）。此时应采取的措施是放大接触厚度因子或设置接触厚度为大于壳厚度的一个值，或者改变接触刚度的计算方法（如改为Soft=1）。
LS-DYNA中的接触允许从节点与主段间压缩载荷的传递。如接触摩擦激活，也允许切向载荷的传递。Coulomb摩擦列式用来处理从静到动摩擦的转换，这种转换要求一个衰减系数、静摩擦系数大于动摩擦系数。
关于接触搜索方法，这里仅给出几个简单的要点，详细描述见Theoretical Manual of LS-DYNA。
DYNA中有两种搜索方法：Incremental Search Technique与Bucket Sort。
Incremental Search Algorithms
搜索方向仅在主段正方向从节点的穿透
搜索步骤对每一个从节点的：找出最接近的主节点；搜索相邻的主段；穿透检查；施加作用力。
主面要求主面连续
特点简单、速度快
Global Bucket Sort
搜索方向主面正、负方向检查穿透
搜索步骤搜索接近的主段（不止一个）；局部利用Incremental Search确定最接近的主段；穿透检查；施加作用力。
主面要求主面可以不连续
特点非常有效，但耗时大所有的非自动
LS-DYNA中的接触类型大体上可以分为五大类：
One-Way Contact （单向接触）
Two-Way Contact（双向接触）
Single Contact（单面接触）
Entity
Tied Contac（固－连接触）
在以上接触类型中，前四种接触类型的接触算法均采用罚函数法。固－连接触有的采用的罚函数法，有的采用动约束法，少部分采用分布参数法。
4.1 One-Way Treatment of Contact
One-Way、Two-Way是对接触搜索来讲的。One-way仅检查从节点是否穿透主面，而不检查主节点。在Two-Way Contact中从节点与主节点是对称的，从节点与主节点都被检查是否穿透相应的主面或从面。
LS-DYNA中的_Node_To_Surface接触类型都属于单向接触，另外还有特别注明为单向接触的_Surface_To_Surface接触类型：
*Contact_Nodes_To_surface
*Contact_Automatic_Nodes_To_Surface
*Contact_Froming_Nodes_To_Surface（自动接触类型、主要用于金属拉压成形）
*Contact_Constraint_Nodes_To_Surface（现已很少用）
*Contact_Eroding_Nodes_To_Surface
*Contact_One_Way_Surface_To_Surface
Contact_One_Way_Automatic_Surface_To_Surface
由于在单向接触中，仅有从节点被检查是否穿透主面，而不考虑主节点，因此在使用时必须注意，应保证在接触过程中主节点不会穿过从面。同样的原因，单向接触要比双向接触运行速度快得多，因此仍被广泛应用。在以下情况中使用单向接触是合适的：
主面是刚体
相对细的网格（从）与相对平滑、粗的网格（主）接触
beam_to_surface、 Shell edge_to_surface接触。beam node、Shell edge node作从点。
在接触分析中，由于问题的复杂性，判断接触发生的方向有时是很困难的，因此分析中应尽量使用自动接触（不需要人工干预接触方向）。但当面的方向在整个分析过程中都能确定的情况下，下面的非自动接触类型是非常有效的：
*Contact_Nodes_To_Surface(5)
*Contact_Constraint_Nodes_To_Surface(18)
*Contact_Eroding_Nodes_To_Surface(16)
4.2 Two-Way Treatment of Contact
主、从面的定义与算法处理上是完全对称的。因此主面、从面可以随意定义。计算资源大约是单向的2倍。LS-DYNA中绝大多数_Surface_To_Surface接触都是双向接触类型。
双向接触除对主节点的搜索外，其它方面同单向接触是完全一样的。与前述接触类型5、18、16相对应的双向接触为：
*Contact_Surface_To_Surface(3)
*Contact_Constraint_Surfaces_To_Surface(17)
*Contact_Eroding_Surface_To_Surface(14)
在Crash Analysis中，*Contact_Automatic_Surface_To_Surface(a3)推荐使用。在金属的拉压成形分析中推荐使用*Contact_Froming_Nodes_To_Surface。
4.3 Single Surface
单面接触是LS-Dyna中应用最为广泛的接触类型，尤其在Crashworthiness应用中。在这中类型中，从面一般定义为Part或PartSet ID。各Part间及自身Part间的接触都考虑。如果建模精确，该接触是可信、精确的。在单面接触中，壳厚偏置总是考虑的，因此建模时不能有初始穿透存在。
单面接触有：
*Contact_Single_Surface(4，不推荐使用)
*Contact_Automatic_Single _Surface(推荐)
*Contact_Automatic_General
*Contact_General_Interior
*Contact_Airbag_Single_Surface
对于Crash Analysis，推荐使用*Contact_Automatic_Single _Surface(13)。这个接触类型其性能随DYNA版本的提高不断改善。
4.4 Tied Contact(Translational DOF only, No Failure, No Offset)
固－连接触用来将从节点约束、限定在主面上。这种接触类型一般是非对称的，因此定义主、从是要符合§2中描述的一般规则。在这种类型的接触中，主、从接触面最好不要以Parts ID 形式输入，应采用node/segment的形式。
固－连接触类型丰富，采用的接触算法也不一致，下面分别介绍。
Translational DOF only, No Failure, No Offset
这种接触仅约束从节点的平动自由度，且不考虑接触的失效，不允许从节点的偏置。如果从节点与对应的主段间有微小的距离存在，则采用正交投影的方法将从节点移动到主面上。因此，初始几何构形可能有微小的改变。
这种类型接触采用动态约束算法，因此不能将刚体约束到可变形体或刚体。
如下两个命令是常用的固连接触。这两种接触在数值处理上是完全一样的，所不同的仅是输入数据格式。
*Contact_Tied_Nodes_To_Surface(6)
*Contact_Tied_Surface_To_Surface(2)
Translational DOF only, No Failure, With Offset
这种接触采用罚函数算法，允许从节点与主面间偏移（主、从面间存在微小的距离）存在，可以用于刚体相应的约束。
与上述接触类型2、6对应的为
*Contact_Tied_Surface_To_Surface_OFFSET(O2)
由于从节点的偏置，可能会引起附加的动量矩。但在这种类型的接触中，不考虑偏置引起的动量矩。因此，主、从面必须相当的接近。
Translational DOF & Rotational DOF, With Failure, No Offset
采用动态约束算法。
Translational DOF & Rotational DOF, With Failure, With Offset
罚函数法。
Translational DOF Only, With Failure, With Offset
动态约束算法。
5 接触刚度的计算
在基于罚函数算法的接触类型中，目前LS-DYNA有两种计算主、从面间接触刚度的方法。5.1 Penalty-base Approach(SOFT=0)
该算法是LS-DYNA计算接触刚度的缺省方法。它利用接触段的尺寸与其材料特性来确定接触刚度。当两个接触面的材料刚度参数相差不大时，该方法是很有效的。但当两个接触面的材料刚度相差很大时，由于接触刚度采用主、从面中较小的刚度，而使接触失效。
对于Crash分析，除非先验证明没有问题，否则一般不使用SOFT=0。
5.2 Soft Constraint-based Approach(SOFT=1&2)
计算接触刚度时，综合考虑了发生接触的节点之质量与整体时间步长，以保证接触的稳定性。这样的处理，对于材料性质相差悬殊的接触问题是非常合适的。
Soft=1与Soft=0算法除刚度计算外，其它考虑是完全一致的。当Soft=1时，采用下式计算接触刚度k（单向接触）：
k = max(SLSFAC*SFS*k0, SOFSCL*k1)
其中：k0～根据材料弹性模量与单元尺寸确定的接触刚度；
k1～根据节点之质量与整体时间步长来确定接触刚度。
对于Two-Way型接触，用SFM代替上式中的SFS。
5.3 Segment-based Contact VS. Standard Contact
与Soft=0、1（以下简称“标准算法”）不同，Soft=2是一种基于段（Segment based）的接触算法。在标准算法中，检查从点穿透主段与否而施加罚力与从点及相应的主点；而在段接触算法中，直接检查段是否发生相互穿透而施加罚力与相应段的节点。
6 接触控制参数
LS-DYNA提供了多个与接触相关的控制参数。根据不同接触问题的具体特点，设置不同的控制参数，对提高“接触模型”的精确性是非常必要的。
LS-DYNA中的接触控制参数可以在*Control_Contact、*Contact或*Part_Contact中设置，而有些参数也可以同时在多个命令中设定。如一个参数在多个命令中设置，则这样的设置有一定的优先次序。*Control_Contact对整个模型中的接触提供一种“全局性”的“缺省”参数设置；*Contact对每个具体的接触提供“局部”的参数设置，优先权较高；*Part_Contact则为某个具体的Part涉及的接触提供最高级别的参数控制。
6.1 Thickness offset: Automatic, SLTHK(Card 1,*Control_Contact, Option Card A)
LS-DYNA中非自动接触类型：
*CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE
*CONTACT_NODES_TO_SURFACE
*CONTACT_ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACE
利用参数SHLTHK确定是否考虑“厚度偏置”，该参数可以在*CONTROL_CONTACT中全局定义，
也可以在Optional Card B中局部定义。如果SHLTHK=0，不考虑厚度偏置，采用incremental search方法来确定从节点最接近的主段；如SHLTHK=1，考虑变形体的厚度偏置，但不考虑刚体厚度偏置；如SHLTHK=2，变形体、刚体的厚度偏置都考虑。如SHLTHK为1或2，程序采用global bucket search来确定接触对。接触建立以后，采用incremental searching 来跟踪从节点在主面上的位置。采用global bucket searching 的优点是主、从面可以不连续（这对incremental search是不可能的）。
在非自动接触类型中，接触段的法向方向（符合右手法则，指向接触面）是非常重要的，必须保证所有接触段的法向一致指向接触面，这就是所谓的“oriented contact”。一个简单的方向自动定位方法是激活*CONTROL_CONTACT中的参数ORIEN（必须在两个中面间有一定的距离）。
自动接触和单面接触总是考虑“壳厚偏置”。在这些类型的接触中，采用整体块搜索和局部增量搜索方法确定接触对。
在Crash Analysis中，一般建议使用自动类型的接触，因为自动接触对于接触面的连续性、方向等基本没有限制，具有教强的适应能力。
6.2 Contact Sliding Friction: FS&FD(Card 2)
LS-DYNA中的摩擦采用Coulcomb摩擦列式与等效弹塑性弹簧模型。摩擦通过设置*Contact 或*Part_Contact中非零的静（FS）、动（FD）系数来激活。
如静、动摩擦系数不同，则FD应小于FS，同时必须指定非零的衰减系数DC。对于伴有数值噪声的问题（如Crash Analysis），FS、FD通常设为相同的值，以避免额外噪声产生。为限制过大、不真实的摩擦力产生，通常设置不同类型的问题对摩擦系数的敏感性是不同的，有时可能存在很大的差异。在具体问题分析是，可以通过极限分析（设置FS和FD的上、下限）的方法确定摩擦的敏感性。
6.3 Penalty Scale Factors: SFS&SFM(Card 3)
罚因子（SFS、SFM）用来增大或减小接触刚度。在Soft=0、2时，真正的主、从罚因子是SFS、SFM分别与SLSFAC（*Control_Contact中定义）的乘积。
对于材料刚度相当、网格尺寸相差不大的两面间的接触问题，SFS、SFM、SLSFAC的缺省设置是可行的。但相接触的两个面的材料、网格相差很远时，对于Soft=0的接触算法可能存在问题，此时一个简单的办法就是设置Soft=1，而不必考虑（或试算）罚因子的选择。6.4 Contact Thickness: SST&MST（Card 3）
SST、MST可以直接指定期望的“接触厚度”。如SST=MST=0（缺省值），则接触厚度等于*Section_Shell中定义的单元厚度。
有时通过设置非零的SST、MST值来消除“初始穿透”（尽量避免这样做）。 SST和MST一般不应小于0.6～0.7。
Contact Thickness Scaling（SFST&SFMT ）同SST、MST作用相同。
6.5 Viscous Damping: VDC(Card 2)
粘性接触阻尼用来降低（高速）碰撞过程中接触力的高频振荡。对于存在软材料（如泡沫材料）的接触问题，VDC设为40~60（临界阻尼的40~60%），通常能提高模型的稳定性。对于金属间的碰撞接触问题，VDC一般可设为20。
6.6 Bucket-Sort Frequency: BSORT(Optional Card A, *Contact)&NSBCS(Card 2， *Control_Contact) Bucket Sort是一种非常有效的接触搜索算法。如果考虑“厚度偏置”，则在所有的接触类型（自动、非自动接触）中，对于任一从节点均使用Bucket Sort方法搜索可能与之接触的主段。由于接触搜索是“接触模拟”中非常耗时的一个步骤，因此应尽量减少搜索的次数。BSORT用来指定两次搜索间的迭代时间步数，Bucket Sort的间隔一般为10～100（与具体的接触类型有关）。
对于不连续面间的接触、高速碰撞等问题，应增加搜索的次数，即减小BSORT（或BSBCS），但一般不应小于10。在这些问题中，如搜索间隔过大，一些从点就会在接触处理中被漏掉。但对于相对平滑的面间接触问题，可以适当增加BSORT或NSBCS。
6.7 Maximum Penetration： PENMAX (Optional card B, *Control Contact)& XPENE (Card 2, *Cont rol_Contact)
为避免由于从节点穿透深度过大（罚力与穿透深度成正比）而引起的数值不稳定，当从节点穿透到一定的深度（Maximum Penetration），该节点从接触中自动释放（但依然参与其他的计算）。在对壳元的穿透中，为防止当从节点穿透壳的中面而引起的接触力方向的突然翻转，“壳厚偏置”的考虑也是非常必要的。
在非自动接触中，如SHLTHK＝0，则缺省的最大穿透深度为1.0e20，也就是说不考虑从节点的释放。如SHLTHK=1 or 2，则参数XPENE确定节点释放准则：Max Distance（Solids）＝XPENE （default=4.0）*（thickness of the solid element），SHLTHK=1
Max Distance（Solids）＝0.05*（thickness of the solid element），SHLTHK=2
Max Distance（Shells）＝XPENE（default=4.0）*（thickness of the shell element），SHLTHK=1 Max Distance（Shells）＝0.05*（minimum diagonal length），SHLTHK=2
在自动接触、单面接触中（Automatic_General除外），最大穿透深度由PENMAX（缺省值为0.4）确定：
Max Distance=PENMAX*(thickness of the solid)
Max Distance=PENMAX*(slave thickness+master thickness)
对于Automatic_General接触，PENMAX的缺省值为200（几乎不考虑节点的释放）。
对于控制最大穿透深度的参数一般不要改动（使用缺省设置）。如果节点穿透过大而需要释放，可以采用增大接触刚度、改变罚函数算法（SOFT），或增加接触厚度等方法来实现。
7 接触输出
在LS-DYNA中，最常用的接触输出文件是RCFORC，它包含主、从面每一个节点接触力（Global Cartesian Coordinate System）的ASCII文件。为输出RCFORC必须在k文件中包含*Database_FCFORC，同时必须激活接触控制中的参数SPR、MPR（Card 1）。注意：对于单面接触，RCFORC无效。此时要输出接触节点力，必须通过*Contact_Force_Transducer_Penalty 定义力传感器（force transducers）。力传感器仅用来输出接触力，对数值分析结果毫无影响。接触面的能量通过*Database_Sleout输出到ASCII文件SLEOUT中。该文件对于分析每个接触定义的可靠性是很有帮助的。
在某些情况下，有时需要接触界面的可视化（如应力云图等），这时必须通过以下控制输出二进制的接触界面文件：
1) *Database_Binary_Intfor；
2) 设置接触面的输出标志SPR、MPR；
3) 在执行计算任务时，包含选项“s=filename”。
二求解控制
2.1 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。
在一个动态分析中，任何时候增加非物理的质量来增大时间步将会影响计算结果（因为F=ma）。有时候这种影响不明显，在这种情况下增加非物理的质量是无可非议的。比如额外
的质量只增加到不是关键区域的很少的小单元上或者准静态的分析（速度很小，动能相对峰值内能非常小）。总的来说，是由分析者来判断质量缩放的影响。可能有必要做另一个减小或消除了质量缩放的分析来估计质量增加对结果的灵敏度。
可以通过人工有选择的增加一个部件的材料密度来实现质量缩放。这种手动质量缩放的方法是独立于通过设置*Control_timestep卡DT2MS项来实现的自动质量缩放。
当DT2MS设置为一个负值时，质量只是增加到时间步小于TSSFAC*|DT2MS|的单元上。通过增加这些单元的质量，它们的时间达到TSSFAC*|DT2MS|。有无数种TSSFAC和DT2MS 的组合可以得到同样的乘积，因而有相同的时间步，但是对于每一种组合增加的质量将是不一样的。一般的趋势是TSSFAC越小，增加的质量越多。作为回报，当TSSFAC减小时计算稳定性增加（就像在没有做质量缩放的求解中一样）。如果TSSFAC缺省的值0.9会导致稳定性问题，可以试试0.8或者0.7。如果减小TSSFAC，可以相应增加|DT2MS|，这样还是可以保证时间步乘积不变。
为了确定什么时候和位置质量自动增加了，可以输出GLSTAT和MATSUM文件。这些文件允许绘出完整的模型或者单独部件所增加的质量对时间的曲线。为了得到由壳单元组成的部件增加的质量云图，将*database_extent_binary卡的STSSZ项设置为3。这样可以用ls-prepost绘出每个单元的质量增加量的云图，具体方法是通过选择Fcomp>Misc>time step size。
在*control_timestep中设置DT2MS正值和负值的不同之处如下：
负值：初始时间步将不会小于TSSFAC*-DT2MS。质量只是增加到时间步小于TSSFAC*|DT2MS|的单元上。当质量缩放可接受时，推荐用这种方法。用这种方法时质量增量是有限的。过多的增加质量会导致计算任务终止。
正值：初始时间将不会小于DT2MS。单元质量会增加或者减小以保证每一个单元的时间步都一样。这种方法尽管不会因为过多增加质量而导致计算终止，但更难以作出合理的解释。
*control_timestep卡中的参数MS1ST控制是否只是在初始化时增加一次质量（MS1ST=1）还是任何需要维持由DT2MS所指定的时间步时都增加质量（MS1ST=0)。
可以通过在*control_termination卡片中设置参数ENDMAS来控制当质量增加到初始质量一定比率时终止计算（只对自动质量缩放有效）
2.2 沙漏控制
有限元方法一般以节点的位移作为基本变量，单元内各点的位移以及应变均采用形函数对各节点的位移进行插值计算而得，应力根据本构方程由应变计算得到，然后就可以计算单元的内能了。如果采用单点积分（积分点在等参元中心），在某些情况下节点位移不为零（即单元有形变），但插值计算得到的应变却为零（譬如一个正方形单元变形为一个等腰梯形，节点位移相等但符号相反，各形函数相同，所以插值结果为0），这样内能计算出来为零（单元没变形！）。这种情况下，一对单元叠在一起有点像沙漏，所以这种模式称之为沙漏模式或沙漏。
现在有很多控制沙漏的专门程序，如控制基于单元边界的相对转动。但这些方法不能保持完备性。:
这里讲一下物理的稳定性，在假设应变方法的基础上，建立沙漏稳定性的过程。在这些过程中，稳定性参数基于材料的性能。这类稳定性也称为物理沙漏控制。对于不可压缩材料，即使当稳定性参数是一阶的时候，这些稳定性方法也将没有自锁。在建立物理沙漏控制中，必须做出两个假设：1.在单元内旋转是常数。2.在单元内材料响应是均匀的。
沙漏(hourglass)模式是一种非物理的零能变形模式，产生零应变和应力。沙漏模式仅发生在减缩积分(单积分点)体、壳和厚壳单元上。LS-DYNA里面有多种算法用于抑制沙漏模式。缺省的算法(type 1)通常不是最有效的算法，但却是最经济的。
一种完全消除沙漏的方法是转换到全积分或者选择减缩积分(S/R)方程的单元。但这种方法是一种下策。例如，第一，类型2体单元比缺省的单点积分体单元计算开消大; 其二，在大变形应用时更不稳定(更容易出现负体积);其三，类型2体单元当单元形状比较差时在一些应用中会趋向于剪切锁死(shear-lock)，因而表现得过于刚硬。
三角形壳和四面体单元没有沙漏模式，但缺点是在许多应用中被认为过于刚硬。
减小沙漏的一个好的方法是细化网格，但这当然并不总是现实的。
加载方式会影响沙漏程度。施加压力载荷优于在单点上加载，因为后者更容易激起沙漏模式。为了评估沙漏能，在*control_energy卡片中设置HGEN＝2，而且用*database_glstat和*database_matsum卡分别输出系统和每一个部件的沙漏能。这一点是要确认非物理的沙漏能相对于每一个part的峰值内能要小(经验上来说<10%)。对于壳单元，可以绘制出沙漏能密度云图，但事先在*database_extent_binary卡中设置SHGE=2。然后在LS-Prepost中选择Fcomp>Misc>hourglass energy。
对于流体部件，缺省的沙漏系数通常是不合适的(太高)。因此对于流体，沙漏系数通常要缩小一到两个数量级。对流体用基于粘性的沙漏控制。缺省的沙漏方程(type 1)对流体通常是可以的。
对于结构部件一般来说基于刚性的沙漏控制(type 4,5)比粘性沙漏控制更有效。通常，当使用刚性沙漏控制时，习惯于减小沙漏系数到0.03~0.05的范围，这样最小化非物理的硬化响应同时又有效抑制沙漏模式。对于高速冲击，即使对于固体结构部件，推荐采用基于粘性的沙漏控制(type 1,2,3)。
粘性沙漏控制仅仅是抑制沙漏模式的进一步发展，刚性沙漏控制将使单元朝未变形的方向变形。
类型8沙漏控制仅用于单元类型16的壳。这种沙漏类型激活了16号壳的翘曲刚度，因此单元的翘曲不会使解退化。如果使用沙漏控制8，16号壳单元可以用于解被称为扭曲梁(Twisted Beam)问题。
对于单元类型1的体和减缩积分2D体(shell types 13 & 15)类型6沙漏控制调用了一种假设应变协同转动方程。使用沙漏控制类型6和系数1.0，一个弹性部件在厚度方向仅仅需要划分一层类型1的体单元就可以获得正确的弯曲刚度。在隐式计算里面，对于类型1的体单元应该总是使用类型6的沙漏控制(实际上，在V970里面这是自动设置的)。
(More on type 6 HG control from Lee Bindeman)
类型6的沙漏控制与类型4,5不在于它用了一个假设应变场和材料属性来估算出假设应力场。这个应力在单元封闭域内进行积分得到沙漏力，因此单元表现的像一个有同样假设应变场的全积分单元。这种假设应变场设计成用来阻止纯弯曲中不真实的剪切变形和近似不可压材料中的体积锁死。
类型4和5的沙漏控制基于单元体积，波速和密度像在LS-DYNA理论手册中方程3.21那样来计算沙漏刚度。
沙漏类型6主要的改进是应力场在单元域内积分。这使得当使用大的长细比或者歪斜形状的体单元时沙漏控制非常鲁棒。类型4和5的沙漏控制对大长细比和歪斜形状单元反应变不好，它趋向于对某些沙漏模式反应的过于刚硬而对其它模式反应得过弱。
沙漏控制类型6另一个理论上的优点是对在厚度方向只有一个单元的梁可以在弹性弯曲问题中得到准确的解。要做到这一点，设置沙漏刚度参数为1.0。同样，对弹性材料方形截面
杆的扭曲问题，当沙漏系数设为1.0时可以用很少的单元来解。然而，对于非线性材料，用粗糙的网格得到好的结果是不可能的，因为应力场不是像沙漏类型6假设的那样线性变化的。在梁厚度方向上如果没有更多积分点的话，没有办法捕获应力场的非线性状态。
对于选择沙漏控制，下面几个问题要考虑。对于单元有大的长细比或者明显歪斜(不管是初始还是变形过程中)，推荐采用类型6的沙漏控制。类型6的沙漏控制通常对软的材料更好，像泡沫或蜂窝材料在计算中会有非常明显的变形。
在材料不是特别软或者单元有合理的形状且网格不是太粗糙时，类型4,5和6沙漏控制似乎都能得到同样的结果。这种情况推荐用类型4的沙漏控制，因为它比其它的更快
总能量=内能+动能+滑移界面能
能量之间是可以相互转化的，但是对于动力学问题，总能量一般是不太变的。也就是能量守恒原理。沙漏模式也就零能模式，他在理论上是一种存在的一种变形模式，但是在实际模型中是不可能存上的。零能模式就是指有变形，但是不消耗能量。显然是一种伪变形模式，若不加以控制，计算模型会变得不稳定，并且计算出来的结果也是没有多大意义的。要加抵制这种变形模式就得相应的消耗一定的能量，也就是沙漏能，如果这个比值太多，就说明模型和实际的变形有很大的差别，当然是不正确的。这也是缩减积分所付出的代价。用全积分单元可以解决这个问题，但是效率不高，有可能导致体积锁死，过刚的一些问题。
沙漏要控制的，沙漏能一般不大于总能量的10%。如果大于这个值，说明你的计算结果不可靠。
用全积分单元可以很大程度上减少沙漏。全积分在计算动力问题的时候还是有很多的缺点的，所以一般是选用单点积分的方式，因为此而引起的沙漏问题，dyna提供了多种算法可以减少到内能的5％以下，
控制沙漏：首先：您的模型如果是很多PART组成的装配体，那么您需要找出沙漏能最大的PART！
然后：才能进行一些适当的控制！第一：还得从载荷谈起，避免集中载荷；
第二：从网格谈起，尽量做到网格协调；第三：从沙漏控制谈起，采用不同的控制方法；第四：从单元算法谈起，不行就将一个PART化分为多个PART，除了单元算法不同以外，其他相同，采用全积分！
有限元方法一般以节点的位移作为基本变量，单元内各点的位移以及应变均采用形函数对各节点的位移进行插值计算而得，应力根据本构方程由应变计算得到，然后就可以计算单元的内能了。如果采用单点积分（积分点在等参元中心），在某些情况下节点位移不为零（即单元有形变），但插值计算得到的应变却为零（譬如一个正方形单元变形为一个等腰梯形，节点位移相等但符号相反，各形函数相同，所以插值结果为0），这样内能计算出来为零（单元没变形！）。显然，麻烦来了。所以必须避免这种情况的出现。判别出现0能模式的方法最简单的是察看单元变形情况，如果单元变成交替出现的梯形形状（两的在一起有点像沙漏，windows里面那个动画光标），就得小心了。另外就是察看hourglass energy，最好不要超过总能量的5%.
对PART进行沙漏控制，使用use *hourglass card 和*PART card。感觉与*CONTROL_HOURGLASS card的功能相同，前者控制具体part，后者控制整个模型
书上说，通过使用好的模型方式可以减少沙漏的产生，如网格的细化、避免施加单点载荷、在易产生沙漏模式的部件中分散一些全积分的“种子”单元，从而减少沙漏。我的理解是在那些地方放一些全积分的单元。其他的都用单点积分单元。我的理解是增加积分点
关于沙漏问题，建议看看abaqus的帮助文档，感觉讲的非常好，由浅入深，把深奥的东西讲的很容易理解。
沙漏的产生是一种数值问题，单元自身存在的一种数值问题，举个例子，对于单积分点线性单元，单元受力变形没有产生应变能--也叫0能量模式，在这种情况下，单元没有刚度，所
以不能抵抗变形，不合理，所以必须避免这种情况的出现，需要加以控制，既然没有刚度，就要施加虚拟的刚度以限制沙漏模式的扩展---人为加的沙漏刚度就是这么来的
ANSYS 基本分析过程指南目录 第 1 章开始使用 ANSYS 1.1 完成典型的 ANSYS 分析 1.2 建立模型 第2章加载 2.1 载荷概述 2.2 什么是载荷 2.3 载荷步、子步和平衡迭代 2.4 跟踪中时间的作用 2.5 阶跃载荷与坡道载荷 2.6 如何加载 2.7 如何指定载荷步选项 2.8 创建多载荷步文件 2.9 定义接头固定处预拉伸 第 3 章求解 3.1 什么是求解 3.2 选择求解器 3.3 使用波前求解器 3.4 使用稀疏阵直接解法求解器 3.5 使用雅可比共轭梯度法求解器（JCG） 3.6 使用不完全乔列斯基共轭梯度法求解器（ICCG）3.7 使用预条件共轭梯度法求解器（PCG） 3.8 使用代数多栅求解器（AMG） 3.9 使用分布式求解器(DDS) 3.10 自动迭代（快速）求解器选项 3.11 在某些类型结构分析使用特殊求解控制 3.12 使用 PGR 文件存储后处理数据 3.13 获得解答 3.14 求解多载荷步 3.15 中断正在运行的作业 3.16 重新启动一个分析 3.17 实施部分求解步 3.18 估计运行时间和文件大小 1 1 1 23 23 23 24 25 26 27 68 77 78 85 84 84 85 86 86 86 86 87 88 88 89 92 96 97 100 100 111 113
3.19 奇异解 第 4 章后处理概述 4.1 什么是后处理 4.2 结果文件 4.3 后处理可用的数据类型 第5章 5.1 概述 5.2 将数据结果读入数据库 5.3 在 POST1 中观察结果 5.4 在 POST1 中使用 PGR 文件 5.5 POST1 的其他后处理内容 第 6 章时间历程后处理器（POST26） 6.1 时间历程变量观察器 6.2 进入时间历程处理器 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7定义变量 处理变量并进行计算 数据的输入 数据的输出 变量的评价 通用后处理器(POST1) 114 116 116 117 117 118 118 118 127 152 160 174 174 176 177 179 181 183 184 187 190 190 190 194 195 6.8 POST26 后处理器的其它功能 第 7 章选择和组件 7.1 什么是选择 7.2 选择实体 7.3 为有意义的后处理选择 7.4 将几何项目组集成部件与组件 第 8 章图形使用入门 8.1 概述 8.2 交互式图形与“外部”图形 8.3 标识图形设备名(UNIX 系统) 8.4 指定图形显示设备的类型(WINDOWS 系统)198 198 198 198 201
(1) 如果你模拟结构体中裂缝扩展过程的模拟，在Ansys中可以用全解耦损伤分析方法来近似模拟裂缝扩展，我曾用Ansys软件中提供的可以定义10,000个材料参数和单元ekill/alive 功能完成了层状路面体中表面裂缝和反射裂缝在变温作用下的扩展过程的模拟。我模拟的过程相对来说比较简单，模拟过程中我们首先要知道裂缝的可能扩展方向，这样在裂缝可能扩展的带内进行网格加密处理，加密到什么程度依据计算的问题来确定。 (2) 如果采用断裂力学理论计算含裂缝结构体的应力强度因子，建模时只需在裂尖通过命令kscon生成奇异单元即可。Ansys模块中存在的断裂力学模块可以计算I、II、III型应力强度因子(线弹性断裂力学)和J积分(弹塑性断裂力学)，在Ansys中verification里面有一个计算I型应力强度因子的例子vm143，参见该例子就可以了。 (3) 如果通过断裂力学模拟裂缝的扩展过程，需要采用动态网格划分，这方面我没有做，通过Ansys的宏命令流应该可以实现。技术参考可参阅文献：杨庆生、杨卫.断裂过程的有限元模拟.计算力学学报，1997,14(4). (4) 我现在做动荷载作用下路面结构体中应力强度因子的分布规律，我是通过位移插值得到不同时间点处的应力强度因子。如果想这样做，可参阅理论参考中关于应力强度因子计算说明。 1. 讨论两种Ansys求极限荷载的方法 （1）力加载 可以通过对应的方法（比如说特征值屈曲）估计结构的极限荷载的大致范围，然后给结构施加一个稍大的荷载，打开自动荷载步二分法进行非线性静力分析，最后计算会因不收敛终止，则倒数第二个子步对应的就是结构的极限荷载；另外，也可以选择弧长法，采用足够的子步（弧长法可以一直分析到极限承载力之后的过程）同样可以从绘制的荷载位移曲线或计算结果中找出结构的极限荷载。 （2）位移加载 给结构施加一个比较大的位移，打开自动荷载步二分法进行非线性分析，保证足够的子步数，这样也可以分析到极限荷载以后，通过绘制荷载位移曲线或查看相应结果文件也可知道结构的极限荷载。 希望众高手讨论一下 （1）弧长法求极限荷载的收敛性问题，如何画到荷载位移曲线的下降段？ （2）位移法求极限荷载的具体步骤？ 2. 需要注意的问题 1. 由于SOLID 65单元本身是基于弥散裂缝模型和最大拉应力开裂判据，因此在很多情况下会因为应力集中而使混凝土提前破坏，从而和试验结果不相吻合，因此，在实际应用过程中应该对单元分划进行有效控制，根据作者经验，当最小单元尺寸大于5cm 时，就可以有效避免应力集中带来的问题； 2. 支座是另一个需要注意的问题。在有限元分析中，很多时候约束是直接加在混凝土节点上，这样很可能在支座位置产生很大的应力集中，从而使支座附近的混凝土突然破坏，造成求解失败。因此，在实际应用过程中，应该适当加大支座附近单元的尺寸或者在支座上加一些弹性垫块，避免支座的应力集中；
-1.基本的使用流程（圆筒铣削受力变形为例）： a.preferences中选取structrual和下面第一个默认。 b.preprocessor中的Element Type中add/edit/delete中添加一种solid保证添加完是实体solid 而不能是plane. c.preprocessor中的material props中选取material models，弹出对话框，其余的默认，需要修改的是structual中的elastic中的isotropic，弹出对话框，EX为杨式模量，铝的为73.119e6，下面的是泊松比，铝为0.33. d.进行建模，或者导入。建模为preprocessor中的moldeling中的create中的volumes中的hollow cylinder.输入内径与外径以及高度即可。 e.然后需要划分网格。为preprocessor中的meching中的中的meshtool，弹出对话框，选取smart size，然后点击mesh。选取圆柱体即可。有警告没有事。 f.然后对底面施加约束。为solution中的define loads中的apply中的structural中的displasement中的on areas。弹出对话框，选取即可。 g.施加力。为solution中的define loads中的apply中的structural中的force/moment为on nodes （nodes为有限元划网格后的节点）。然后选取节点后确定方向和大小即可。 h.进行处理。为solve中的current LS。确定即可。 i.进行后处理。为general postproc中的plot results中Nodal solu，然后弹出对话框。选取strees 中的von mises stress.另外下面为deformed shape with undeformed model 余下的默认。 j.图形便将显示出结果。 -2.如果想改变显示的背景，便于打印。去掉大部分黑色。PLOTCTRLS/style/colors/window colors； 或者在plotctrls/style/colors/reverse video就可以了。 1.ANSYS' automatic solution control activates the sparse direct solver (EQSLV,SPARSE) for most cases. Other options include the PCG and ICCG solvers. For applications using solid elements (for example, SOLID92 or SOLID45), the PCG solver may be faster, especially for 3-D modeling. 2.VM218 3.VM137,采用2D单元进行薄膜在压力下的变形。VM138为弯曲变形 4.VM39 5.SECTYPE,SECID,TYPE(shell)将截面定义为壳形。而后用SECDATA定义截面的参数。随后用SECNUM指定随之建立单元的截面编号。 6.DSYM，对于NODE对称约束。如果对于2D，DSYM，SYMM，X指节点在X方向的移动以及绕Z的转动均限制。 7.NSEL，S，LOC，X，0指在X=0坐标的节点。S指新选择的。以N开头的一般为对节点的操作。 8.SF定义表面节点上的载荷。SF，ALL，PRES，.1指在所有的节点上均加载0.1大小的压强。 9.SET 3指数据读取第三次Load Step的数据，对分析的数据进行处理。 10.Shell MID指读取壳单元中间的数据。一般为上表面和下表面的平均值。 11.ESEL,S,ELEM,,1,1指选择单元中的子集，s为新建选择，ELEM是指单元编号。中间空缺，接着是编号最小值和编号最大值。最后是中间增量值。 12.ETABLE，CENT，S，X指将x分量的应力存入名字为CENT的表格。 13.*STATUS, PARM指列出所有变量值。 14.网格太密结果不正确！！！
一学习ANSYS需要认识到的几点 相对于其他应用型软件而言，ANSYS作为大型权威性的有限元分析软件，对提高解决问题的能力是一个全面的锻炼过程，是一门相当难学的软件，因而，要学好ANSYS，对学习者就提出了很高的要求，一方面，需要学习者有比较扎实的力学理论基础，对ANSYS分析结果能有个比较准确的预测和判断，可以说，理论水平的高低在很大程度上决定了ANSYS使用水平；另一方面，需要学习者不断摸索出软件的使用经验不断总结以提高解决问题的效率。在学习ANSYS的方法上，为了让初学者有一个比较好的把握，特提出以下五点建议：（1）将ANSYS的学习紧密与工程力学专业结合起来 毫无疑问，刚开始接触ANSYS时，如果对有限元，单元，节点，形函数等《有限元单元法及程序设计》中的基本概念没有清楚的了解话，那么学ANSYS很长一段时间都会感觉还没入门，只是在僵硬的模仿，即使已经了解了，在学ANSYS之前，也非常有必要先反复看几遍书，加深对有限元单元法及其基本概念的理解。 作为工程力学专业的学生，虽然力学理论知识学了很多，但对许多基本概念的理解许多人基本上是只停留于一个符号的认识上，理论认识不够，更没有太多的感性认识，比如一开始学ANSYS时可能很多人都不知道钢材应输入一个多大的弹性模量是合适的。而在进行有限元数值计算时，需要对相关参数的数值有很清楚的了解，比如材料常数，直接关系到结果的正确性，一定要准确。实际上在学ANSYS时，以前学的很多基本概念和力学理论知识都忘得差不多了，因而遇到有一
定理论难度的问题可能很难下手，特别是对结果的分析，需要用到《材料力学》，《弹性力学》和《塑性力学》里面的知识进行理论上的判断，所以在这种情况下，复习一下《材料力学》，《弹性力学》和《塑性力学》是非常有必要的，加深对基本概念的理解，实际上，适当的复习并不要花很多时间，效果却很明显，不仅能勾起遥远的回忆，加深理解，又能使遇到的问题得到顺利的解决。 在涉及到复杂的非线性问题时（比如接触问题），一方面，不同的问题对应着不同的数值计算方法，求解器的选择直接关系到程序的计算代价和问题是否能顺利解决；另一方面，需要对非线性的求解过程有比较清楚的了解，知道程序的求解是如何实现的。只有这样，才能在程序的求解过程中，对计算的情况做出正确的判断。因此，要能对具体的问题选择什么计算方法做出正确判断以及对计算过程进行适当控制，对《计算方法》里面的知识必须要相当熟悉，将其理解运用到ANSYS的计算过程中来，彼此相互加强理解。要知道ANSYS是基于有限元单元法与现代数值计算方法的发展而逐步发展起来的。因此，在解决非线性问题时，千万别忘了复习一下《计算方法》。此外，对《计算固体力学》也要有所了解（一门非常难学的课），ANSYS对非线性问题处理的理论基础就是基于《计算固体力学》里面所讲到的复杂理论。 作为学工程力学的学生，提高建模能力是非常急需加强的一个方面。在做偏向于理论的分析时，可能对建模能力要求不是很高，但对于实际的工程问题，有限元模型的建立可以说是一个最重要的问题，而后
1. 讨论两种Ansys求极限荷载的方法 （1）力加载 可以通过对应的方法（比如说特征值屈曲）估计结构的极限荷载的大致范围，然后给结构施加一个稍大的荷载，打开自动荷载步二分法进行非线性静力分析，最后计算会因不收敛终止，则倒数第二个子步对应的就是结构的极限荷载；另外，也可以选择弧长法，采用足够的子步（弧长法可以一直分析到极限承载力之后的过程）同样可以从绘制的荷载位移曲线或计算结果中找出结构的极限荷载。 （2）位移加载 给结构施加一个比较大的位移，打开自动荷载步二分法进行非线性分析，保证足够的子步数，这样也可以分析到极限荷载以后，通过绘制荷载位移曲线或查看相应结果文件也可知道结构的极限荷载。 希望众高手讨论一下 （1）弧长法求极限荷载的收敛性问题，如何画到荷载位移曲线的下降段？ （2）位移法求极限荷载的具体步骤？ 2. 需要注意的问题 1. 由于SOLID 65单元本身是基于弥散裂缝模型和最大拉应力开裂判据，因此在很多情况下会因为应力集中而使混凝土提前破坏，从而和试验结果不相吻合，因此，在实际应用过程中应该对单元分划进行有效控制，根据作者经验，当最小单元尺寸大于5cm 时，就可以有效避免应力集中带来的问题； 2. 支座是另一个需要注意的问题。在有限元分析中，很多时候约束是直接加在混凝土节点上，这样很可能在支座位置产生很大的应力集中，从而使支座附近的混凝土突然破坏，造成求解失败。因此，在实际应用过程中，应该适当加大支座附近单元的尺寸或者在支座上加一些弹性垫块，避免支座的应力集中； 3. 六面体的SOLID 65 单元一般比四面体的单元计算要稳定且收敛性好，因此，只要条件允许，应该尽量使用六面体单元； 4. 正确选择收敛标准，一般位移控制加载最好用位移的无穷范数控制收敛，而用力控制加载时可以用残余力的二范数控制收敛。在裂缝刚刚出现和接近破坏的阶段，可以适当放松收敛标准，保证计算的连续性； 3. 关于下降段的问题 1）在实际混凝土中都有下降段，但是在计算的时候要特别小心下降段的问题。 2）下降段很容易导致计算不收敛，有时为了计算的收敛要避免设置下降段，采用rush模型。 3）利用最大压应变准则来判断混凝土是否破坏。 4. Solid65单元中的破坏准则 1）采用Willam&Warnke五参数破坏准则 2）需要参数： 单轴抗拉强度，单轴，双轴抗压强度，围压压力，在围压作用下双轴，单轴抗压强度 5. 近来我对混凝土单元进行了一点思考，有一些想法，贴在下面，共同探讨： 1）分析混凝土结构，选择合理的材料特性是建立模型的关键，所以有必要弄清混凝土的材料特性。混凝土是脆性材料,并具有不同的拉伸和压缩特性。典型混凝土的抗拉强度只有抗压强度的8％-15%。 在ANSYS中，对于混凝土单元，材料特性ANSYS要求输入以下数据（为了清楚起见，我将几个系数均译为了中文）：弹性模量、泊松比、张开与闭合滑移面的剪切强度缩减系数、抗拉与抗压强度、极限双轴抗压强度、周围静水应力状态、静水应力状态下单轴与双轴压缩的
ANSYS简介 开放、灵活的仿真软件，为产品设计的每一阶段提供解决方案 通用仿真电磁分析流体力学行业化分析模型建造设计分析多目标优化客户化 结构分析解决方案 结构非线性强大分析模块 Mechanical 显式瞬态动力分析工具 LS-DYNA 新一代动力学分析系统 AI NASTRAN 电磁场分析解决方案 流体动力学分析 行业化分析工具 设计人员快捷分析工具 仿真模型建造系统 多目标快速优化工具 CAE客户化及协同分析环境开发平台
ANSYS Structure ANSYS Structure 是ANSYS产品家族中的结构分析模块，她秉承了ANSYS家族产品的整体优势，更专注于结构分析技术的深入开发。除了提供常规结构分析功能外，强劲稳健的非线性、独具特色的梁单元、高效可靠的并行求解、充满现代气息的前后处理是她的四大特色。 ANSYS Structure产品功能 非线性分析 ·几何非线性 ·材料非线性 ·接触非线性 ·单元非线性 动力学分析 ·模态分析 - 自然模态 - 预应力模态 - 阻尼复模态 - 循环模态 ·瞬态分析 - 非线性全瞬态 - 线性模态叠加法 ·响应谱分析 - 单点谱 - 模态 - 谐相应 - 单点谱 - 多点谱 ·谐响应分析 ·随机振动
叠层复合材料 ·非线性叠层壳单元 ·高阶叠层实体单元 ·特征 - 初应力 - 层间剪应力 - 温度相关的材料属性 - 应力梯度跟踪 - 中面偏置 ·图形化 - 图形化定义材料截面 - 3D方式察看板壳结果 - 逐层查看纤维排布 - 逐层查看分析结果 ·Tsai-Wu失效准则 求解器 ·迭代求解器 - 预条件共轭梯度(PCG) - 雅可比共轭梯度(JCG) - 非完全共轭梯度(ICCG)自然模态·直接求解器 - 稀疏矩阵 - 波前求解器 ·特征值 - 分块Lanczos法 - 子空间法 - 凝聚法 - QR阻尼法(阻尼特征值) 并行求解器
《大型结构分析软件的应用及开发》 学习报告 学院：建筑工程学院 专业班级：工程力学141 姓名：付贤凯 指导老师：姚激 学号：201411012111
1．模型介绍 如下图所示的一桁架结构，受一集中力大小为800N的作用，杆件的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3。杆件的截面为正方形达长为1m，横截面面积为1m2。现求它的变形图与轴力图。 图1 桁架模型与受力简图（单位：mm） 2．建模与划分网格 利用大型有限元软件ANSYS，采用Link，2Dspar 1的单元进行模拟，通过网格的划分得到如图2所示的有限元模型。 图2 有限元模型
结合有限元模型中的约束条件为左侧在X与Y方向铰支固定，荷载条件为最右侧处施加向下的集中力P=800N。施加约束与荷载后的几何模型如图4所示。 图3 施加荷载与约束的几何模型 3．位移与轴力图 因在Y方向受力，所以主要做Y方向的位移图，又因为杆件在轴线方向有变形，故在X 方向仍有一定的位移。则图5为变形前后的板件形状。图6为模型沿Y方向的位移图，图7为模型沿X方向的位移图，图8为模型的总位移图。 图4 桁架变形前后形状图
图5 Y方向位移图 图6 X方向位移图
图7总位移图 分析所有的位移图可以看出从以看出左端变形最小，为零，右端变形最大。从总位移图可以看出最大的位移在左下点处，大小为0.164×10?5m。从X方向位移图可以看出，左下点处在X方向位移最大为0.36×10?6。从Y方向位移图可以看出最大位移在左下点处为0.164×10?5。都符合实际情况，图9为模型的轴力图。 图8 轴力图
有限元与CAE分析报告 专业： 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 2016年 1 月 2 日
简支梁的静力分析 一、问题提出 长3m的工字型梁两端铰接中间1.5m位置处受到6KN的载荷作用，材料弹性模量E=200e9，泊松比0.28，密度7850kg/㎡ 二、建立模型 1.定义单元类型 依次单击Main Menu→Preprocessor→Elementtype→Add/Edit/Delete，出现对话框如图，单击“Add”，出现一个“Library of Element Type”对话框，在“Library of Element Type”左面的列表栏中选择“Structural Beam”，在右面的列表栏中选择3 node 189,单击“OK”。
2设置材料属性 依次单击Main Menu→Preprocessor→MaterialProps>Material Modes，出现“Define Material ModelBehavior”对话框，在“Material Model Available”下面的对话框中，双击打开“Structural→Linear→Elastic→Isotropic”,出现对话框，输入弹性模量EX=2E+011,PRXY=0.28，单击“OK”。 依次单击Main Menu→Preprocessor→MaterialProps>Material Modes，出现“Define Material ModelBehavior”对话框，在“Material Model Available”下面的对话框中，双击打开“Structural→Density”弹出对话框，输入DENS为7850 3.创建几何模型 1)设定梁的截面尺寸
!!!!!~~~~~!!!!!~~~~~!!!!!~~~~~!!!!!~~~~~!!!!!~~~~~!!!!! !!!!!~~~~~~~~~ansys数据处理的相关命令流~~~~~~~~~~~!!!!! !(1)数据输入的相关命令 !利用*TREAD命令读取数据文件并填充TABLE表格 *TREAD, Par, Fname, Ext, --, NSKIP !以下利用*TREAD命令读取1维数据表格 !tdata.txt文本文件含有如下内容 STRAIN STRESS 00 0.0025 0.0046 0.0067 *DIM,Ttxy,table,4,1,,TIME,ACEL *TREAD,Ttxy,tdata,txt,,1 !以下利用*TREAD命令读取2维数据表格 !要特别注意2维数据的行数 !tdata.txt文本文件含有如下内容 TIME X Y Z 0000 0.020.10.20.3 0.040.20.40.6 0.060.30.60.9 !希望输入地震波激励，X、Y、Z三个方向 *DIM,Ttxy,table,3,3,,TIME,ACEL *TREAD,Ttxy,tdata,txt,,1 !以下利用*TREAD命令读取3维数据表格 !tdata.txt文本文件含有如下内容 TEMP X Y Z 0000 0.020.10.20.3 0.040.20.40.6 0.060.30.60.9 5000 0.030.20.30.4 0.050.40.60.8 0.070.60.90.9 !希望读取不同温度下，不同时刻的泊松比 *DIM,Ttxy,table,3,3,2,TIME,NUXP,TEMP *TREAD,Ttxy,tdata,txt,,1 !利用*SREAD命令读取字符文件 *SREAD, StrArray, Fname, Ext, --, nChar, nSkip, nRead 页: 1
学习ansys的一些心得 学习ansys的一些心得（送给初学者和没有盟币的兄弟） 1 做了布尔运算后要重画图形（删除实体）时：需拾取Utility Menu>Plot>Replot 2 标点的输入是在英文状态下，―,‖。 3 线段中点的建立：Modling>Creat>Keypoints>Fill between kps 4 还不会环形阵列。 5 所谓杆系结构指的是长度远远大于其他方向尺寸（10：1）的构件组成的结构，如连续梁，桁架，钢架等。 6 静力学分析的结果包括结构的位移，应变，应力和反作用力等，一般是使用POST1处理（普通后处理器）和查看这些结果。 7 干系结构的静力学分析—平面桁架的建模，用NODE（节点），ELEMENT(元素)创建。复杂体积的建模一般用KPS(关键点)，LINE（Straight line—直线），再生成面，再生成体。 8 如果输入的数据单位是国际单位制单位，则输出的数据单位也是国际制单位。 9 创建正六边形：Creat>Areas>Polygon>Hexagon.指定中心和半径。 10 由面沿线挤出体：Modling>Operate>Extrude>Areas>Along Lines. 11 Ansys中没有Undo命令.需及时保存数据库文件. Def Shape Only:只显示变形图.Def + Undeformed:显示未变形的图.Def + Udef egde:显示未变形的图形的边界. 13 用等高线显示：Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu.
14 模态分析用于分析结构的振动特性，即确定结构的固有频率和振型，它也是谐响应分析，瞬态动力学分析以及谱分析等其他动力学分析的基础。 15 Ansys的模态分析是线型分析。任何非线型分析，例如，塑性，接触单元等，即使被定义了也将被忽略。 16 平面桁架：Beam(2D elastic 3) 厚壁圆筒：Solid(8 node 13)>Options(K3—Plane strain) 17 一般材料的弹性模量（EX）：2e11.泊松比(PRXY)：0.3.密度：7800 18 做完静力学分析后，再做模态分析时，要再次求解，同时预应力效果也应该打开（PSTRES,on）.可以在命令行中输入：pstres,on 也可以用菜单路径：Solution>Analysis Type>Analysis Options. 19 弹簧阻尼器单元：Combination-Spring damper 14. 20 接触问题属于状态非线性问题，是一种高度非线性行为，需要较多的计算资源。接触问题有两个基本类型：刚体-柔体的接触，柔体-柔体的接触（许多金属成型的接触问题）。在刚体-柔体的接触问题中，有的接触面与它接触的变形体相比，有较大的刚度而被当做刚体。而柔体-柔体的接触，是一种更普遍的类型，此时两个接触体具有近似的刚度，都为变形体。 21 1 点-点接触：过盈装配问题是用点点接触单元模拟面面接触的典型例子。 2 点-面接触：不必预先知道准确的接触位置，接触面之间也不需要保持一致的网格，并且允许有较大的变形和相对滑动。典型实例：模拟插头插入插座里。 3 面-面接触：刚性面作为目标面，柔性面作为接触面。 22 打开自动时间步长：Solution>Load Step Opts>Time Frequenc>Time And Substps.
ANSYS使用心得体会 本次结构力学课程设计是学习使用ANSYS软件对框架结构内力进行计算，在未学习该软件前，对于此类问题，通常会采用力矩分配法来进行计算，计算过程繁复，计算量大。导致过程缓慢。 通过对ANSYS软件的学习和了解，知道了它的一些明显的优点。 相对于其他应用型软件而言，ANSYS作为大型权威性的有限元分析软件，对提高解决问题的能力是一个全面的锻炼过程，是一门相当难学的软件，因而，要学好ANSYS，对我们提出了很高的要求，一方面，需要我们有比较扎实的力学理论基础，对ANSYS分析结果能有个比较准确的预测和判断，可以说，理论水平的高低在很大程度上决定了ANSYS使用水平；另一方面，需要我们不断摸索出软件的使用经验不断总结以提高解决问题的效率。 刚开始接触ANSYS时，没有限元，单元，节点，形函数等的基本概念没有清楚的了解话，会感觉还没入门，只是在僵硬的模仿，即使已经了解了，必要先反复看几遍书，加深对有限元单元法及其基本概念的理解。 ANSYS在对结构力学的静力学分析非常方便，用来求解外载荷引起的位移、应力和力。静力分析很适合求解惯性和对结构的影响并不显著的问题。ANSYS 程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，如塑性、膨胀、大变形、大应变及接触分析。 但是学习的过程是充满烦恼和惊喜的，因为总是会碰到许多的新问题，需要较好的耐心去解决这些问题，这是在学习过程中遇到的最大的难题。然而，在解决问题之后，就会有恍然大悟的喜悦，可以说是痛苦和快乐并存的。所以对于初学者，缺乏经验是非常难的。必须保持良好的心态，对于不断出现的ERROR提示要坚定自己的信心，坚信自己可以解决这些问题。所有困难都会迎刃而解。 本次的学习让我认识到了提高建模能力是非常急需加强的一个方面。在做偏向于理论的分析时，可能对建模能力要求不是很高，但对于实际的工程问题，有限元模型的建立可以说是一个最重要的问题，而后面的工作变得相对简单。建模能力的提高，需要掌握好的建模思想和技巧。 ANSYS软件是一款在建模等方面非常实用的软件，本次的学习我其实并没有完全熟练地掌握它的应用，以后还要加强对它的学习，相信在以后的学习和工作中会带来巨大的便利。
第二章 ANSYS 入门21 21 图2-3 带孔平板模型 1．问题描述 难度级别：普通级别。 所需时间：一个小时或者更多（视ANSYS操作熟练程度而定）。 实例类型：ANSYS结构分析。 分析类型：线性静力分析。 单元类型：PLANE82 ANSYS功能示例：实体建模包括基本的建模操作，布尔运算和网格细化；施加均布载荷；显示变形后形状和应力等值线图、单元信息列表；基本的结果验证技巧。 ANSYS帮助文件：在ANSYS Structural Analysis Guide了解Structural Static Analysis分析知识，在ANSYS Elements Reference部分了解Plane82单元的详细资料。 2．建立有限元模型 1．建立工作目录并添加标题 以Interactive方式进入ANSYS，选择工作文件名为Plane、标题为plane。 2．创建实体模型 （1）创建矩形 通过定义原点、板宽和板高定义矩形，其操作如下： GUI：PreProcessor > Modeling > Create > Areas > Rectangle > By 2 Corners 弹出Rectangle by 2 corners对话框（如图2-4所示），如图2-4所示填写。WP X和WP Y 表示左下角点坐标。 命令：BLC4,0,0,200,100
第二章 有限元分析基础 22 图2-4 生成矩形 （2）生成圆面 首先在矩形面上生成圆，然后挖去生成圆孔。生成圆面得操作如下： GUI：PreProcessor > Modeling > Create > Areas > Circle > Solid Circle 弹出Solid Circular Area对话框（如图2-5所示），依图2-5输入 圆面几何参数。 图2-5 生成圆 命令：CYL4,100,50,20 下面通过布尔“减”操作生成圆孔，其操作如下： GUI：Processor > Modeling > Operate > Booleans > Subtract > Areas 先选择矩形面为Base Area，单击OK按钮，然后选择圆，单击OK按钮。布尔操作完毕 之后，实体模型如图2-6所示。
ANSYS分析实例详解 姓名：XXX 学号：XXX 专业：XXX 内容：空调支架的有限元分析 本次作业为对一空调支架的有限元分析，其主要内容包括空调支架的建模、有限元分析、强度校核以及结构优化等。下图为空调支架一侧的实物图片： 1、空调支架的特点分析 由于空调支架为一个完全对称结构，空调的重量均匀分部在两侧对称支架上，因此只要对空调支架的一侧进行分析即可达到对整体空调支架的分析，同时也达到了简化空调支架分析的目的。本次作业可以分三部分来完成：一，空调支架一侧的建模；二，利用商业化有限元分析软件对建好的空调支架模型进行有限元分析；三，根据空调支架模型有限元分析的结果对支架进行强度校核以及结构优化。 2、空调支架的建模 空调支架的具体尺寸图如下图所示：
考虑到空调支架模型结构简单，故在此没有利用三维软件建模而是直接在有限元分析软件中进行建模，本次作业采用的有限元分析软件为美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件ANSYS10.0。建立模型包括设定分析作业名和标题，定义单元类型、定义材料属性、建立三维模型、划分有限元网格。 2.1设定分析作业名和标题 打开ANSYS软件进入ANSYS操作界面，首先从主菜单中选择【Preferences】命令，勾选Structural。然后从实用菜单中选择【Change Jobname】命令，将文件名修改为Ktiao2，从实用菜单中选择【Change Title】命令，将标题修改为Ktiao2。如下图所示： 2.2定义单元类型 在进行有限元分析时，首先应根据分析问题的几何结构、分析类型和所分析的问题精度要求等，选定适合具体分析的单元类型。本文中选用8节点六面体单元Solid185。如下图所示：
目录 第1 章开始使用ANSYS 1 1.1 完成典型的ANSYS 分析 1 1.2 建立模型 1 第2 章加载23 2.1 载荷概述23 2.2 什么是载荷23 2.3 载荷步、子步和平衡迭代24 2.4 跟踪中时间的作用25 2.5 阶跃载荷与坡道载荷26 2.6 如何加载27 2.7 如何指定载荷步选项68 2.8 创建多载荷步文件77 2.9 定义接头固定处预拉伸78 第3 章求解85 3.1 什么是求解84 3.2 选择求解器84 3.3 使用波前求解器85 3.4 使用稀疏阵直接解法求解器86 3.5 使用雅可比共轭梯度法求解器（JCG）86 3.6 使用不完全乔列斯基共轭梯度法求解器（ICCG）86 3.7 使用预条件共轭梯度法求解器（PCG）86 3.8 使用代数多栅求解器（AMG）87 3.9 使用分布式求解器(DDS)88 3.10 自动迭代（快速）求解器选项88 3.11 在某些类型结构分析使用特殊求解控制89 3.12 使用PGR 文件存储后处理数据92 3.13 获得解答96 3.14 求解多载荷步97 3.15 中断正在运行的作业100 3.16 重新启动一个分析100 3.17 实施部分求解步111 3.18 估计运行时间和文件大小113
3.19 奇异解114 第4 章后处理概述116 4.1 什么是后处理116 4.2 结果文件117 4.3 后处理可用的数据类型117 第5 章通用后处理器(POST1) 118 5.1 概述118 5.2 将数据结果读入数据库118 5.3 在POST1 中观察结果127 5.4 在POST1 中使用PGR 文件152 5.5 POST1 的其他后处理内容160 第6 章时间历程后处理器（POST26）174 6.1 时间历程变量观察器174 6.2 进入时间历程处理器176 6.3 定义变量177 6.4 处理变量并进行计算179 6.5 数据的输入181 6.6 数据的输出183 6.7 变量的评价184 6.8 POST26 后处理器的其它功能187 第7 章选择和组件190 7.1 什么是选择190 7.2 选择实体190 7.3 为有意义的后处理选择194 7.4 将几何项目组集成部件与组件195 第8 章图形使用入门198 8.1 概述198 8.2 交互式图形与“外部”图形198 8.3 标识图形设备名(UNIX 系统)198 8.4 指定图形显示设备的类型(WINDOWS 系统)201
1做了布尔运算后要重画图形（删除实体）时：需拾取Utility Menu>Plot>Replot 2标点的输入是在英文状态下，“,”。 3线段中点的建立：Modling>Creat>Keypoints>Fill between kps 4还不会环形阵列。 5所谓杆系结构指的是长度远远大于其他方向尺寸（10：1）的构件组成的结构，如连续梁，桁架，钢架等。 6静力学分析的结果包括结构的位移，应变，应力和反作用力等，一般是使用POST1处理（普通后处理器）和查看这些结果。 7干系结构的静力学分析—平面桁架的建模，用NODE（节点），ELEMENT(元素)创建。复杂体积的建模一般用KPS(关键点)，LINE（Straight line—直线），再生成面，再生成体。8如果输入的数据单位是国际单位制单位，则输出的数据单位也是国际制单位。 9创建正六边形：Creat>Areas>Polygon>Hexagon.指定中心和半径。 10由面沿线挤出体：Modling>Operate>Extrude>Areas>Along Lines. 11Ansys中没有Undo命令.需及时保存数据库文件. 12Def Shape Only:只显示变形图.Def + Undeformed:显示未变形的图.Def + Udef egde:显示未变形的图形的边界. 13用等高线显示：Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu. 14模态分析用于分析结构的振动特性，即确定结构的固有频率和振型，它也是谐响应分析，瞬态动力学分析以及谱分析等其他动力学分析的基础。 15Ansys的模态分析是线型分析。任何非线型分析，例如，塑性，接触单元等，即使被定义了也将被忽略。 16平面桁架：Beam(2D elastic 3) 厚壁圆筒：Solid(8 node 13)>Options(K3—Plane strain) 17一般材料的弹性模量（EX）：2e11.泊松比(PRXY)：0.3.密度：7800 18做完静力学分析后，再做模态分析时，要再次求解，同时预应力效果也应该打开（PSTRES,on）.可以在命令行中输入：pstres,on 也可以用菜单路径：Solution>Analysis Type>Analysis Options. 19弹簧阻尼器单元：Combination-Spring damper 14. 20接触问题属于状态非线性问题，是一种高度非线性行为，需要较多的计算资源。接触问题有两个基本类型：刚体-柔体的接触，柔体-柔体的接触（许多金属成型的接触问题）。 在刚体-柔体的接触问题中，有的接触面与它接触的变形体相比，有较大的刚度而被当做刚体。而柔体-柔体的接触，是一种更普遍的类型，此时两个接触体具有近似的刚度，都为变形体。 21Ansys的接触方式： 1 点-点接触：过盈装配问题是用点点接触单元模拟面面接触的典型例子。 2 点-面接触：不必预先知道准确的接触位置，接触面之间也不需要保持一致的网格， 并且允许有较大的变形和相对滑动。典型实例：模拟插头插入插座里。 3 面-面接触：刚性面作为目标面，柔性面作为接触面。 22 打开自动时间步长：Solution>Load Step Opts>Time Frequenc>Time And Substps. 23 屈曲分析是一种用于确定结构开始变得不稳定时的临界载荷和屈曲模态形状分析的技术。 24 打开预应力效果：Solution> Analysis Type>Analysis Options.在弹出的对话框中的sstif pstres下拉列表框中选择Prestress ON.单击OK. 25 交叠面：Modling>Opreat>Boolearns>Overlap>Areas.
学习ANSYS经验总结 一学习ANSYS需要认识到的几点 相对于其他应用型软件而言，ANSYS作为大型权威性的有限元分析软件，对提高解决问题的能力是一个全面的锻炼过程，是一门相当难学的软件，因而，要学好ANSYS，对学习者就提出了很高的要求，一方面，需要学习者有比较扎实的力学理论基础，对ANSYS分析结果能有个比较准确的预测和判断，可以说，理论水平的高低在很大程度上决定了ANSYS使用水平；另一方面，需要学习者不断摸索出软件的使用经验不断总结以提高解决问题的效率。在学习ANSYS的方法上，为了让初学者有一个比较好的把握，特提出以下五点建议： （1）将ANSYS的学习紧密与工程力学专业结合起来 毫无疑问，刚开始接触ANSYS时，如果对有限元，单元，节点，形函数等《有限元单元法及程序设计》中的基本概念没有清楚的了解话，那么学ANSYS 很长一段时间都会感觉还没入门，只是在僵硬的模仿，即使已经了解了，在学ANSYS之前，也非常有必要先反复看几遍书，加深对有限元单元法及其基本概念的理解。 作为工程力学专业的学生，虽然力学理论知识学了很多，但对许多基本概念的理解许多人基本上是只停留于一个符号的认识上，理论认识不够，更没有太多的感性认识，比如一开始学ANSYS时可能很多人都不知道钢材应输入一个多大的弹性模量是合适的。而在进行有限元数值计算时，需要对相关参数的数值有很清楚的了解，比如材料常数，直接关系到结果的正确性，一定要准确。实际上在学ANSYS时，以前学的很多基本概念和力学理论知识都忘得差不多了，因而遇到有一定理论难度的问题可能很难下手，特别是对结果的分析，需要用到《材料力学》，《弹性力学》和《塑性力学》里面的知识进行理论上的判断，所以在这种情况下，复习一下《材料力学》，《弹性力学》和《塑性力学》是非常有必要的，加深对基本概念的理解，实际上，适当的复习并不要花很多时间，效果却很明显，不仅能勾起遥远的回忆，加深理解，又能使遇到的问题得到顺利的解决。 在涉及到复杂的非线性问题时（比如接触问题），一方面，不同的问题对应着不同的数值计算方法，求解器的选择直接关系到程序的计算代价和问题是否能顺利解决；另一方面，需要对非线性的求解过程有比较清楚的了解，知道程序的求解是如何实现的。只有这样，才能在程序的求解过程中，对计算的情况做出正确的判断。因此，要能对具体的问题选择什么计算方法做出正确判断以及对计算过程进行适当控制，对《计算方法》里面的知识必须要相当熟悉，将其理解运用到ANSYS的计算过程中来，彼此相互加强理解。要知道ANSYS是基于有限元单元法与现代数值计算方法的发展而逐步发展起来的。因此，在解决非线性问题时，千万别忘了复习一下《计算方法》。此外，对《计算固体力学》也要有所了解（一门非常难学的课），ANSYS对非线性问题处理的理论基础就是基于《计算固体力学》里面所讲到的复杂理论。 作为学工程力学的学生，提高建模能力是非常急需加强的一个方面。在做偏向于理论的分析时，可能对建模能力要求不是很高，但对于实际的工程问题，有限元模型的建立可以说是一个最重要的问题，而后面的工作变得相对简单。建模能力的提高，需要掌握好的建模思想和技巧，但这只能治标不能治本，最重要的
ANSYS学习心得 1. 讨论两种Ansys求极限荷载的方法 （1）力加载 可以通过对应的方法（比如说特征值屈曲）估计结构的极限荷载的大致范围，然后给结构施加一个稍大的荷载，打开自动荷载步二分法进行非线性静力分析，最后计算会因不收敛终止，则倒数第二个子步对应的就是结构的极限荷载；另外，也可以选择弧长法，采用足够的子步（弧长法可以一直分析到极限承载力之后的过程）同样可以从绘制的荷载位移曲线或计算结果中找出结构的极限荷载。 （2）位移加载 给结构施加一个比较大的位移，打开自动荷载步二分法进行非线性分析，保证足够的子步数，这样也可以分析到极限荷载以后，通过绘制荷载位移曲线或查看相应结果文件也可知道结构的极限荷载。 希望众高手讨论一下 （1）弧长法求极限荷载的收敛性问题，如何画到荷载位移曲线的下降段？ （2）位移法求极限荷载的具体步骤？ 2. 需要注意的问题 1. 由于SOLID 65单元本身是基于弥散裂缝模型和最大拉应力开裂判据，因此在很多情况下会因为应力集中而使混凝土提前破坏，从而和试验结果不相吻合，因此，在实际应用过程中应该对单元分划进行有效控制，根据作者经验，当最小单元尺寸大于5cm 时，就可以有效避免应力集中带来的问题； 2. 支座是另一个需要注意的问题。在有限元分析中，很多时候约束是直接加在混凝土节点上，这样很可能在支座位置产生很大的应力集中，从而使支座附近的混凝土突然破坏，造成求解失败。因此，在实际应用过程中，应该适当加大支座附近单元的尺寸或者在支座上加一些弹性垫块，避免支座的应力集中； 3. 六面体的SOLID 65 单元一般比四面体的单元计算要稳定且收敛性好，因此，只要条件允许，应该尽量使用六面体单元； 4. 正确选择收敛标准，一般位移控制加载最好用位移的无穷范数控制收敛，而用力控制加载时可以用残余力的二范数控制收敛。在裂缝刚刚出现和接近破坏的阶段，可以适当放松收敛标准，保证计算的连续性； 3. 关于下降段的问题 1）在实际混凝土中都有下降段，但是在计算的时候要特别小心下降段的问题。 2）下降段很容易导致计算不收敛，有时为了计算的收敛要避免设置下降段，采用rush模型。 3）利用最大压应变准则来判断混凝土是否破坏。 4. Solid65单元中的破坏准则 1）采用Willam&Warnke五参数破坏准则 2）需要参数： 单轴抗拉强度，单轴，双轴抗压强度，围压压力，在围压作用下双轴，单轴抗压强度 5. 近来我对混凝土单元进行了一点思考，有一些想法，贴在下面，共同探讨： 1）分析混凝土结构，选择合理的材料特性是建立模型的关键，所以有必要弄清混凝土的材料特性。混凝土是脆性材料,并具有不同的拉伸和压缩特性。典型混凝土的抗拉强度只有抗压强度的8％-15%。 在ANSYS中，对于混凝土单元，材料特性ANSYS要求输入以下数据（为了清楚起见，我