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lsdyna的时间步和质量缩放及如何设置计算时间

2014-04-02 19:17阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/2201874050

Ls-dyna采用的显示中心差分法是有条件稳定的，只有当时间步小于临界时间步时稳定。临界时间步由lsdyna自动计算。它依赖于单元长度和材料特性，与单元尺寸大小、密度开根号成正比，与弹性模量开根号成反比。
lsdyna在计算时间步时检查所有单元，而整个有限元模型的计算时间步长为最小尺寸单元的时间步长，当模型的质量不好时尤其是有很多小单元存在，此时计算时间会成倍的增加，为减小计算量，需要人为地控制lsdyna时间步长，此时在不改变有限元模型的前提下，加大实际计算时间步，由时间步与单元尺寸、密度及弹性模量的关系可知，要改变时间步，必要改变这三个量，而有限元模型已经是不能变了，所有单元尺寸不变，而弹性模量也不能变，因为计算中需要使用真实的弹性模量，那么剩下来能变的只有密度了，这也是改变时间步称为质量缩放的原因。
lsdyna通过*CONTROL_TIMESTEP卡片中的DT2MS来人为的控制时间步长，通过输入期望的人工时间步长，程序自动增加对应单元的密度
*CONTROL_TIMESTEP
$ DTINIT TSSFAC ISDO TSLIMT DT2MS LCTM ERODE MS1ST
0.0 0.9 0 0.0 -1.2E-06
$ DT2MSF DT2MSLC IMSCL
0
在lsdyna中，有两种质量缩放方案，
（1）DT2MS为正时
通过调整单元密度，使得所有单元都具有相同的时间步长，只用于惯性效应不明显时。
（2）DT2MS为负时
质量缩放只用于小于指定时间步长的单元。如上例中，只调整时间不长小于1.2E-6单元的密度。
使用质量缩放可以显着地降低求解的时间，需要注意的是，某些单元密度的增加，比如导致有限元模型整体质量的增加，当需要考虑模型的惯性效应时，应该对增加质量的百分比进行控制（同时还要考虑接触的稳定性），即不可任意地设置实际计算时间步长，一般情况下，应该控制质量增加百分比在5%之内，在lsdyna运行窗口中有该参数的显示。
在补充一点TSSFAC和DT2MS，TSSFAC是时间步缩放因子，其数值一般是0.9到0.67之间，其作用是增强计算的稳定性，DT2MS是设置的人工时间步，dyna真正在计算时的时间步为TSSFAC*DT2MS,。同样的实际计算时间步，通过这两个参数，可以有多种组合，根据我个人的理解，比如减小DT2MS的绝对值，同时增大TSSFAC的数值，这样保证两数的乘积不变，就保证了实际计算时间步不变，保证了计算的稳定性，同时DT2MS绝对值变小了，需要进行质量缩放的单元也减少了，整个模型增加的质量也会变少，保证了计算结果的可靠性。
下面再讲讲计算时间，新手总是对如何设计计算时间很困惑，对计算时间和时间步长也总是搞不清楚，计算时间和实际计算耗时又是不同的概率，先讲计算时间，比如算碰撞，假设单位为秒，一车体模型以每秒30米的初速度撞向10外的墙，设置的计算时间怎么也得大于1/3吧，不然车还没撞到墙，计算已经结束了，这种情况下，可先设计算时间为0.5秒，结果出啦后感觉不够，在通过重启动的方法增加计算时间。
设置计算时间的卡片如下，
*CONTROL_TERMINATION
$ ENDTIM ENDCYC DTMIN ENDNEG ENDMAS
0.01099999 0 0.0
ENDTIM 即设置计算时间的卡片。
另计算实际耗时是另外一个概念，你设置了0.5秒的计算时间，实际dyna在计算时可能消耗数个小时，这就是实际计算耗时。
另外附一个人家以前做好的如何设置时间步的帖子http://forum.simwe.com/viewthread.php?tid=961262

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