ls-dyna中如何定义弹性体绕质心的转动实例

关于在ls－dyna中如何定义弹性体绕质心的转动实例


在我们学习ls－dyna的过程中，可能会遇到很多情况下不适宜把物体设置为刚体，而设置为弹塑性体是比较符合实际情况的，而在ls－dyna中关于转动的设置对于刚性体来说是比较容易的，而对于弹性体来说就不是很容易了。
在这里，我通过一个实例来说明一下我的一些体会。

假如一个空心圆柱实体，它只有绕轴心线转动的自由度，而别的方向的自由度要固定：如在轴向不能移动，则可以通过设置边在轴向固定就是了；同时要使圆柱体在径向也没有移动，就是圆柱体除了绕轴线转动外，不能再有其他方向的运动，这是我们就不是很好定义了。因为在ls－dyna中只有笛卡儿坐标系，其他的形式都是靠它的旋转来得到 ，没有向ansys中一样的圆柱坐标可以来控制径向的约束。在这种情况下，我参考了一些资料，就认为可以把变形体与刚体结合起来应用，既是刚体与变形体通过公共节点结合起来，然后设置刚体的自由度来约束变形体的运动。如我举例中的空心圆柱体，我们就可以在圆柱体的圆面加一个圆盘刚体，让它与圆柱体同心，这样我们就是把刚体的自由度定义为只有绕轴线的转动，而没有别的自由度了。这样既是受到力，变形体也不会在径向移动了。要是你感觉这样对变形体的变形不均匀，则可是在两边分别一个刚体盘，保持对称性就更理想了。但是不容置疑的刚体与变形体连接的地方肯定有变形及相互作用，可能还很大，要是这样对分析有影响，确实不好办，不知道大家还有没有更好的办法来做这个。
请一起相互讨论，共同进步吧

下面是实例（关于轧辊变形体与一个同心刚体联合起来控制轧辊的运动约束的，使轧辊只能绕轴线旋转），在ansys中的命令流，大家可以参考下,希望对部分学习者有用。


!设置标题
/TITLE，PROFILE BAR ROLLING ANSYS
!进入前处理器
/PREP7
!定义单元类型
ET,1,SOLID164
!定义轧件材料模型
MP,DENS,1,785000
MP,EX,1,117e9
MP,NUXY,1,0.362
TB,BISO,1,,,,
TBDAT,1,134e6
TBDAT,2,13.4e6
!定义工作辊辊身材料模型
MP,DENS,2,785000
MP,EX,2,210e9
MP,NUXY,2,0.3
!定义支撑辊辊身材料模型
*CSET,1,2, 2,3,
MPCOPY, ,2,3
TBCOPY,ALL,2,3
!定义工作辊辊径材料模型
EDMP,RIGI,4,7,4
MP,DENS,4,785000
MP,EX,4,210e9
MP,NUXY,4,0.3
!定义支撑辊辊径材料模型
*CSET,1,2, 4,5,
MPCOPY, ,4,5
TBCOPY,ALL,4,5
!建立轧件材料模型
BLOCK,-0.10,-0.60,,0.019,,0.6,
!创建关键点
K, ,,0.39376,-0.001,
K
, ,,0.39376,0.79,
K, ,,0.77376,0.79,
K, ,,0.77376,-0.001,
K, ,,1.53376,-0.001,
K, ,,1.53376,0.79,
K, ,,2.29376,0.79,
K, ,,2.29376,-0

.001,
K, ,,0.39376,0.89,
K, ,,0.62376,0.89,
K, ,,0.62376,0.79,
K, ,,1.53376,0.89,
K, ,,1.99376,0.89,
K, ,,1.99376,0.79,
!创建面
A,16,15,14,13
A,22,21,20,14
A,12,11,10,9
A,19,18,17,10
!面旋转生成体
VROTAT,7,8 , , , , ,13,20 ,360, ,
VROTAT,9,10 , , , , ,9,17 ,360, ,
!选择体（工作辊）
VSEL,S, , ,10,17
!在选择的体下体编辑
ALLSEL,BELOW,VOLU
!对体进行GLUE
VGLUE,10,11,12,13,14,15,16,17
!对面进行ADD
AADD,55,74
AADD,63,76
AADD,70,78
AADD,47,71
!对线进行ADD
LCOMB,70,98 ,0
LCOMB,80,99 ,0
LCOMB,90,100 ,0
LCOMB,28,97 ,0
!选择所有
ALLSEL,ALL
!选择体(支撑辊)
VSEL,S, , ,2,9,
!在选择的体下体编辑
ALLSEL,BELOW,VOLU
!对体进行GLUE
VGLUE,2,3,4,5,6,7,8,9
!对面进行ADD
AADD,25,66
AADD,33,74
AADD,40,78
AADD,17,52
!对线进行ADD
LCOMB,36,102 ,0
LCOMB,46,103 ,0
LCOMB,56,104 ,0
LCOMB,20,101 ,0
!选择所有
ALLSEL,ALL
!给体定义单元属性（轧件）
CM,_Y,VOLU
VSEL, , , , 1
CM,_Y1,VOLU
CMSEL,S,_Y
CMSEL,S,_Y1
VATT, 1, , 1, 0
CMSEL,S,_Y
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
!给体定义单元属性（工作辊辊身）
FLST,5,4,6,ORDE,2
FITEM,5,18
FITEM,5,-21
CM,_Y,VOLU
VSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,VOLU
CMSEL,S,_Y
CMSEL,S,_Y1
VATT, 2, , 1, 0
CMSEL,S,_Y
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
!给体定义单元属性（支撑辊辊身）
FLST,5,4,6,ORDE,4
FITEM,5,10
FITEM,5,12
FITEM,5,14
FITEM,5,16
CM,_Y,VOLU
VSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,VOLU
CMSEL,S,_Y
CMSEL,S,_Y1
VATT, 3, , 1, 0
CMSEL,S,_Y
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
!给体定义单元属性（工作辊辊径）
FLST,5,4,6,ORDE,4
FITEM,5,11
FITEM,5,13
FITEM,5,15
FITEM,5,17
CM,_Y,VOLU
VSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,VOLU
CMSEL,S,_Y
CMSEL,S,_Y1
VATT, 4, , 1, 0
CMSEL,S,_Y
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
!给体定义单元属性（支撑辊辊径）
FLST,5,4,6,ORDE,4
FITEM,5,3
FITEM,5,5
FITEM,5,7
FITEM,5,9
CM,_Y,VOLU
VSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,VOLU
CMSEL,S,_Y
CMSEL,S,_Y1
VATT, 5, , 1, 0
CMSEL,S,_Y
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
!定义单元尺寸
LESIZE,9, , ,20, , , , ,1
LESIZE,10, , ,20, , , , ,1
LESIZE,11, , ,20, , , , ,1
LESIZE,12, , ,20, , , , ,1
LESIZE,13, , ,20, , , , ,1
LESIZE,15, , ,20, , , , ,1
LESIZE,21, , ,20, , , , ,1
LESIZE,23, , ,20, , , , ,1
LESIZE,29, , ,20, , , , ,1
LESIZE,39, , ,20, , , , ,1
LESIZE,49, , ,20, , , , ,1
LESIZE,63, , ,20, , , , ,1
LESIZE,73, , ,20, , , , ,1
LESIZE,83, , ,20, , , , ,1
LESIZE,17, , ,1, , , , ,1
LESIZE,19, , ,1, , , , ,1
LESIZE,25, , ,1, , , , ,1
LESIZE,27, , ,1, , , , ,1
LESIZE,34, , ,1, , , , ,1
LESIZE,44, , ,1, , , , ,1
LESIZE,54, , ,1, , , , ,1
LESI
ZE,68, , ,1, , , , ,1
LESIZE,78, , ,1, , , , ,1
LESIZE,88, , ,1, , , , ,1
LESIZE,2,0.01, , , , , , ,1
LESIZE,1, , ,4, , , , ,1
!用MESH

划分轧件
VMESH,1
!定义单元尺寸
LESIZE,24, , ,10, , , , ,1
LESIZE,65, , ,10, , , , ,1
LESIZE,75, , ,10, , , , ,1
LESIZE,85, , ,10, , , , ,1
LESIZE,66,0.019, , , , , , ,1
LESIZE,76,0.019, , , , , , ,1
LESIZE,86,0.019, , , , , , ,1
LESIZE,93,0.019, , , , , , ,1
!用VSWEEP划分工作辊辊身
VSWEEP,18
VSWEEP,19
VSWEEP,20
VSWEEP,21
!选择智能控制
SMRT,6
!用VSWEEP划分工作辊辊径
VSWEEP,11
VSWEEP,13
VSWEEP,15
VSWEEP,17
!关闭智能控制
SMRT,OFF
!定义单元尺寸
LESIZE,32,0.019*1.9, , , , , , ,1
LESIZE,42,0.019*1.9, , , , , , ,1
LESIZE,52,0.019*1.9, , , , , , ,1
LESIZE,59,0.019*1.9, , , , , , ,1
LESIZE,16, , ,15, , , , ,1
LESIZE,31, , ,15, , , , ,1
LESIZE,41, , ,15, , , , ,1
LESIZE,51, , ,15, , , , ,1
!用VSWEEP划分支撑辊辊身
VSWEEP,10
VSWEEP,12
VSWEEP,14
VSWEEP,16
!选择智能控制
SMRT,6
!用SWEEP划分支撑辊辊径
VSWEEP,3
VSWEEP,5
VSWEEP,7
VSWEEP,9
!生成PART
EDPART,CREATE
!定义接触
EDCGEN,ASTS, 1, 2,0.35,0.25,0,0,0, , , , ,0,10000000,0,0
EDCGEN,ASTS, 2, 4,0.35,0.25,0,0,0, , , , ,0,10000000,0,0
!选择体（轧件）
VSEL,S, , , 1
!选择体中的节点
NSLV,S,1
!创建Component
CM,SHEET,NODE
!选择Y＝0的节点
NSEL,R,LOC,Y,0
!定义约束
D,ALL, ,0, , , ,UY, , , , ,
!选择全部
ALLSEL,ALL
!选择Z＝0的节点
NSEL,R,LOC,Z,0
!定义约束
D,ALL,UZ ,0
!选择全部
ALLSEL,ALL
!选择Z＝-0.001的节点
NSEL,R,LOC,Z,-0.001
!定义约束
D,ALL, UZ,0
!选择全部
ALLSEL,ALL
!定义初速度
EDVE,VELO,SHEET,1.5,0,0,0,0,0, , , , , ,
!定义时间变量
*DIM,TIME,ARRAY,2,1,1, , ,
!定义速度变量
*DIM,VELOCITY,ARRAY,2,1,1, , ,
!赋值时间变量
*SET,TIME(2,1,1) , 10
!赋值速度变量
*SET,VELOCITY(1,1,1) , 4.2105263157895
!赋值速度变量
*SET,VELOCITY(2,1,1) , 4.2105263157895
!施加荷载
EDLOAD,ADD,RBOZ,0, 3,TIME,VELOCITY, 0, , , , ,
!进入SOLUTION
FINISH
/SOL
!定义输出内存
EDSTART,0,85000000,7,
!定义能量模式
EDENERGY,1,1,1,1
!定义结束时间
TIME,0.4,
!定义输出格式
EDOPT,ADD,blank,BOTH
!定义.RST文件输出步数
EDRST,20,
!定义.HST文件输出步数
EDHTIME,100,
!输出ASCII文件
EDOUT,RCFORC
!保存
SAVE
!求解
SOLVE
!设置显示比例
/DSCALE,1,1.0
!进入POST1
FINISH
/POST1
!设置观察步
数
SET,LAST
!显示应变分布情况
PLNSOL, EPTO,EQV, 0,1.0
!显示动画过程
PLNS,S,EQV
ANDATA,0.5, ,0,0,0,1,0,1
!退出ANSYS
/REPLOT
FINISH
/EXIT,NOSAV