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2015 第六期(雙月刊) 有限元資訊 主辦:美國 FEAINFORMATION.com 中文版網址: www.feainformation.com.cn LS-DYNA®新近推出的Structured ALE求解器 最佳擬合計算及其在金屬板料成形類比中的應用 LS-DYNA中的厚殼單元進展 第二屆中國LS-DYNA用戶大會優秀論文 Shell-16 T-Shell5 T-Shell7 Solid-2

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Page 1: FEA Information Engineering Chinese Journal (traditional ... · ls-dyna 用戶大會於2015 年11 月10-11 日在上海成功舉辦,本次大會是 由美國lstc 和中國大連富坤科技有限公司主辦。

有限元資訊參加者

2015第六期(雙月刊)

有限元資訊

主辦:美國 FEAINFORMATION.com

中文版網址: www.feainformation.com.cn

LS-DYNA®新近推出的Structured ALE求解器

最佳擬合計算及其在金屬板料成形類比中的應用

LS-DYNA中的厚殼單元進展

第二屆中國LS-DYNA用戶大會優秀論文

Shell-16 T-Shell5 T-Shell7 Solid-2

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有限元資訊參加者

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊) - 1 -

有限元資訊參加者

迪艾工程技術軟體(上海)有限公司(ETA)

奧雅納工程諮詢(上海)有限公司 (ARUP 中國)

上海恒士達科技有限公司 (HengStar)

大連富坤科技開發有限公司(Dalian Fukun)

勢流科技股份有限公司 ( Flotrend Corp.)

愛發股份有公司 (APIC)

FEA-INFORMATION 中文版《有限元資訊》的主要內容包括:LS-DYNA 最新發展動態,LS-DYNA 功能系

列化介紹,LS-DYNA 應用實例交流,中國及華人地區 FEA 活動及年會資訊,LS-DYNA 中國及華人地區銷售和

代理商介紹,LS-DYNA 培訓課程內容介紹及代理商培訓計畫等。期刊為雙月刊,每雙月份第四周發刊。

衷心期望本期刊能夠得到大家的關心和支援,並歡迎大家踴躍提供稿件和建議。

本期刊是電子版,免費發行。通過電子郵件訂閱。

本期刊中文版網址: www.feainformation.com.cn

使用者可以通過網站下載全部期刊

本期刊英文版網站: www.feainformation.com

www.feapublications.com

訂閱投稿郵箱 :[email protected]

訂閱請注明主題:FEA Chinese sign up

投稿請注明主題:FEA Chinese Article

主辦:美國 FEAINFORMATION.com

編輯:Marsha Victory, 趙豔華/Yanhua Zhao

特邀編輯:蘇敏/Grace Su

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目錄

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-2 -

*本刊所刊載資料,除特別注明出處外,其餘所有資料,本刊均保留所有權,任何機構或個人,未經本刊授權,不

得隨意轉載、引用。若有違反,本刊保留採取進一步措施的權利。如對本刊有任何問題,請與編輯 Yanhua Zhao

聯繫。 Email: [email protected]

目錄

有限元資訊參加者 1

2015第二屆中國LS-DYNA用戶大會成功舉辦 3

1. Structured ALE Solver 介紹3 運行與平行計算

2. 最佳擬合計算及其在金屬板料成形類比中的

應用

3. LS-DYNA中的厚殼單元進展

Hao Chen/陳皓

Xinhai Zhu/朱新海,,Yuzhong XIAO/

肖煜中Li Zhang/張力

Zhidong Han, Lee P. Bindeman

5

10

16

第二屆中國LS-DYNA用戶大會優秀論文

基於LS-DYNA的複合材料波紋板准靜態壓

潰模擬及材料模型參數研究

牟浩蕾,杜月娟,鄒田春,解江

22

LS-DYNA 中國代理商

1. 迪艾工程技術軟體(上海)有限公司簡介 (ETA)

2. 奧雅納工程諮詢(上海)有限公司 簡介(ARUP中國)

3. 上海恒士達科技有限公司簡介 (HengStar)

4. 大連富坤科技開發有限公司簡介 (Dalian Fukun)

LS-DYNA 臺灣代理商

29

30

30

31

31

32

代理商LS-DYNA 培訓及活動資訊

1. 迪艾工程技術軟體(上海)有限公司培訓 (ETA)

2. 奧雅納工程諮詢(上海)有限公司培訓(ARUP)

3. 上海恒士達科技有限公司培訓 (HengStar)

33

35

36

國內會議資訊快遞 蘇敏/Grace Su 38

LS-DYNA資訊資源網址 39

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第二屆中國 LS-DYNA用戶大會

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊) - 3 -

2015 第二屆中國 LS-DYNA 用戶大會成功舉辦

2015 第二屆中國 LS-DYNA 用戶大會於 2015 年 11 月 10-11 日在上海成功舉辦,本次大會是

由美國 LSTC 和中國大連富坤科技有限公司主辦。LS-DYNA 中國代理商迪艾工程技術軟體(上海)

有限公司 (ETA),奧雅納工程諮詢(上海)有限公司 (ARUP 中國),上海恒士達科技有限公司

(HengStar)和主辦方一起組織合辦這次大會。同時大會得到了美國 FEA Information.inc,美國

D3View USA, 日本 JSOL Corporation, Japan,上海海計資訊技術有限公司,易士軟體(上海)有限公

司的贊助和大力支持。本次大會收到 80 多篇論文和演講稿。共超過 280 人參會。在此代表主辦

方和合辦方對贊助商和所有參會人員表示衷心的感謝!

美國工程院院士、LSTC(LS-DYNA)創始人及總裁 Dr. John O.Hallquist 博士致開幕詞,對中

國 LS-DYNA 用戶的大力支持表示感謝,並介紹 LSTC 的主要軟體 LS-DYNA 及相關輔助軟體 LS-

PREPSOT,LS-OPT,有限元假人,壁障模型的開發宗旨,最新發展和遠景。大會邀請了上海交通

大學常務副校長林忠欽院士,清華大學周青教授,美國福特汽車公司汽車研究和創新中心高級

經理鄭博士,德國 DYNAmore 公司聯合創始人兼董事總經理 Mr. Franz, Uli 分別對 LS-DYNA 先進

成形與連接模擬分析關鍵技術,未來城市通勤環境下的汽車碰撞安全挑戰,CAE 先進的安全技

術和新的挑戰,

當前歐洲碰撞和安全分析主題做了詳細精彩的主題演講。大會共設 LS-DYNA®汽車碰撞技術

和應用,LS-DYNA®模擬技術和應用,LS-DYNA®板料成形,隱式計算應用,LS-DYNA®無網格方法,頻

域分析,優化設計,LS-DYNA®氣囊,ALE,SPH 和 Particle 方法 5 個技術和應用專題。來自 80 多個企

事業,研究機構和大專院校的廣大用戶嘉賓參加會議並分享了 LS-DYNA 在各自研究領域的成功

應用案例和經驗,得到了充分交流和討論。共 68 人次在技術和應用專題分會場演講。LSTC 派

出 20 位專家參加本次大會,Dr. John O. Hallquist,Dr. Isheng Yeh/葉益盛,Mr. Philip Ho/何衛新,

Dr. Jingxiao Xu/許敬曉,Dr. Xinhai Zhu/朱新海,Dr. Zhe Cui/崔喆,Dr. ChengTang Wu/吳政唐 7 位

專家在 11 日主會場全方位的介紹了 LS-DYNA 最新研究成果,應用領域和開發進展和趨勢。

LSTC 專家 18 人次在技術和

應用專題分會演講,展示

LS-DYNA 的開發和應用。

大會後 11 月 12-13 日

LSTC 技術專家開設了 ALE 方

法及其應用,汽車碰撞與安

全分析,LS-DYNA® 顆粒法

(DEM 和 SPH)及其工程應用,

LS-DYNA® 在板料成型模擬

中的應用 4 個 LS-DYNA 技術

培訓課程。共有 105 人參加

了技術培訓並得到了由 LSTC

發給的技術培訓證書。

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第二屆中國 LS-DYNA用戶大會

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊) - 4 -

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LS-DYNA 功能系列介紹

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-5 -

Structured ALE Solver 介紹(3) 運行與平行計算

陳皓,Livermore Software Technology Corporation

LS-DYNA 新近推出一個新的 ALE 求解器。新求解器專門針對 Structured 的 ALE 網格求解。

它支持 MPP, SMP 和 MPP HYRBID 平行計算;具有速度快,佔用記憶體少,和求解穩定的特點。

新的 S-ALE 求解器與舊有的 ALE 求解器採用相同的 Operator Splitting 思想,也就是說把一

個時間步長內的求解過程分做一個 Lagrange 時間步和一個 Advection 時間步。Advection 過程中

的 Flux 計算和介面重構演算法也是一樣的。

那麼既然如此,為什麼 LSTC 要投入人力物力來開發一個演算法基本一致的新求解器呢?

原因是多方面的。

首先,ALE 方法和求解器在各類工程問題中的使用有了很大的變化。早期的 ALE 應用集中

在單材料方面,常常用來模擬固體。那時的網格大部分需要遵循物質介面的幾何形狀,故而

Mesh Smoothing 也有著廣泛的使用。而到了今天,隨著技術的進步和工程問題自身的變化,

ALE 方法被集中使用在模擬多個流體在某個特定區域內的運動;以及更重要的,類比這些流體

與固體結構的相互作用。這些問題往往使用非常規則的長方體網格和六面體單元,除局部加密

外,單元的尺寸大多一樣。

針對這兩點不同,程式本身可以做很多優化。單材料/多材料方面,如果程式只針對一種

情況處理,那麼自然的,很多的判斷以及程式的分枝就不再需要了。程式變得非常簡潔,執行

的效率也大為提高。記憶體的使用也有所減少。網格方面,規則網格在 Bucket Sorting 和

Searching 演算法上,首先效率可以極大提高,記憶體可以極大減少;其次準確度可以大大提高。

例如在流固藕合時使用*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID 卡片時,我們可以注意到,缺省的

Bucket Sorting Frequency 是 50 步做一次。如果在這 50 步中,流體網格變動較快,則 Searching

很可能失敗,這會造成流固藕合失效。

其次,LS-DYNA 舊有的 ALE 求解器實現時的程式演算法現在看來,有一些比較嚴重的缺陷。

在初始程式設計過程中,對平行計算的友善性考慮不多。這樣一來,在舊有 ALE 求解器上 SMP

並行無法實現; MPP 雖被成功實現而且被用戶所廣泛接受, 但效率較低。

新的 S-ALE 求解器,在初始設計時,就專門特別考慮平行計算的需要。所有演算法和程式

實現都採用了對平行計算最優的選擇。程式的流程也被重新設計,以帶來效率的提高和記憶體

的減少。在 SMP 方面,不僅成功實現了 ALE 演算法的 SMP,而且取得了非常優秀的加速比; 最

值得一提的是,成功實現結果的一致性(Consistency)。在 MPP 方面,由於重新設計了 MPP

Communication 的 Pattern 和新演算法本身的效率提高,不僅與舊有的 ALE 求解器相比,運行

速度有極大的提高,自身的 Scalability 也非常優秀。例如在一個 5.5 百萬 ALE 單元的爆炸題目

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LS-DYNA 功能系列介紹

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-6 -

中,S-ALE 保持了 0.9 的線性 Scalability 直到 384 個 Core;與舊 ALE 求解器相比,執行時間減少

56%(48 core)到 68%(384 core)。

另外,S-ALE 在程式設計過程中力圖做到盡可能的簡潔。這樣,計算過程效率提高,記憶

體使用大幅減少;更重要的是:簡潔的程式內所含 BUG 的幾率大大降低。而且,DEBUG 過程

也變得更為容易,另外也效率更高。舉例來說,新 S-ALE 求解器核心部分的程式僅有不到 300

行,而這部分程式通常佔用整個求解過程的 30%時間。整個 S-ALE 求解器程式約為 2500 行左

右。對於用戶來說,他們將看到新 S-ALE 求解器會大為穩定。這也是我們最主要的目的之一:

更為愉悅的用戶體驗。

S-ALE 求解器的運行

使用者只要使用*ALE_STRUCTURED_MESH 卡片生成規則網格,LS-DYNA 就會自動調用新 S-

ALE 求解器。換言之,S-ALE 求解器使用與否取決於用戶是否使用*ALE_STRUCTURED_MESH 產

生 ALE 規則網格。請注意,即使 ALE 網格是規則的,只要這個規則網格不是由

*ALE_STRUCTURED_MESH 所產生的,程式也無法使用 S-ALE 求解器。

新求解器本身使用比較簡單,它只增加了兩個獨有的新關鍵字。它們是

*ALE_STRUCTURED_MESH 和*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS。除附於篇尾的少數例

外以外,其它關鍵字的使用基本沿用已有的 ALE 設置。

請特別注意,這種規則網格裡,單元間距不一定非要是均勻的,使用者可以根據需要,使

用*ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS 來定義網格間距。

* ALE_STRUCTURED_MESH_CONTROL_POINTS

CPID SFO OFFO

A1 O1

A2 O2

… …

*ALE_STRUCTURED_MESH 的格式如下:

* ALE_STRUCTURED_MESH

MSHID PID NBID EBID

CPIDX CPIDY CPIDZ NID0 LCSID

下面我們分別介紹 S-ALE 三個版本的運行方式。它們是 SMP,MPP 和 MPP HYBRID。

1. Symmetric Multi-Processing (SMP)

SMP 有著各種各樣的定義,但它的最基本特性就是:參與計算的多個 Core (Processor)

共用同一記憶體空間。也就是說,記憶體的位址對每個 Core 是一致的,記憶體的每一位置都

可以被每個 Core 看到並進行讀寫操作。它所運行的機器,對於我們這些非 IT 專業人士來說,

可以看作多核心(Core)的一台獨立機器(Standalone Machine)。這台機器上有一個或多個

CPU,這一個或多個 CPU 又各含一個或多個 Core。這些 CPU/Core 和記憶體都插在同一塊主機

板上。

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LS-DYNA 功能系列介紹

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-7 -

LS-DYNA 中 SMP 一般使用 OPENMP DIRECTIVES 來實現。OPENMP DIRECTIVES 是程式開發者

置於一段特定程式之前的命令。這個命令通知編譯器(Compiler)這段特定程式中資料之間沒

有 Data Dependency,可以被並存執行。這段特定程式一般要麼是一個或幾個 DO LOOP,要麼

是一個獨立的副程式(Procedure Parallel)。這樣,我們可以看到,提高加速比的關鍵在於將

盡可能多的 DO LOOP 或 Procedure SMP 化,而儘量減少 Serial Coding 的比率。

ALE 求解器本身非常耗時,這是因為額外的 Advection 時間步包含非常多的計算量。而這

些計算大多每次都牽涉到同時進行對兩個單元的操作。這樣一來每個單元的資料處理必需依靠

它所相鄰的六個單元;資料處理不能以單元為單位,象 Lagrange 單元處理(Element Processing)

那樣獨立進行。正是因為這些困難,儘管 Advection 過程耗時最多,舊的 ALE 求解器的

Advection 過程並沒有 SMP 化。

新的 S-ALE 求解器在實現過程中考慮到了 SMP 的需要,相應改變了 Advection 過程的計算

方法,成功實現了 Advection 過程的 SMP 化並取得了優秀的加速比。更重要的是,這一 SMP

化方法成功保證了結果的一致性。也就是說,不管使用多少個 CPU/Core,用戶得到的計算結

果總是一樣的,與 CPU/Core 的數量無關。

LS-DYNA 中 SMP 使用的命令列如下:lsdyna i=main.k ncpu=-4 jobid=smp4。其中,指明使用

4 個 CPU 並需要保證結果一致。這裡請注意 S-ALE 只支援結果一致選項,意即,NCPU=-N;而

不支援 NCPU=N 選項,使用 NCPU=N 在 S-ALE 求解器內不會帶來任何加速。

下麵我們給出一個例題的 SMP 加速比結果。這個例題模擬一個氣囊的充氣過程,採用

9261 個 S-ALE 單元和 294 個板單元。它的輸入檔可在

http://ftp.lstc.com/anonymous/outgoing/hao/sale/下找到。這裡的時間是程式在 S-ALE Advection

過程中所使用的 CPU Time。

NCPU -1 -2 -4 -8

一階演算法(Donor Cell)

Time (Seconds) 298 168 103 70

Speedup 1.77 2.87 4.25

二階演算法(Van Leer)

Time (Seconds) 531 292 179 111

Speedup 1.82 2.97 4.78

2. Massively Parallel Processing (MPP)

MPP 的思路與 SMP 截然不同。SMP 是試圖把盡可能大部分的程式並行化;這一並行化過

程中,不可避免的總有一部分程式無法並行,而必須循序執行;但往往是這些只能循序執行的

部分嚴重阻礙並行效率的提高(Amdahl’s Law)。MPP 的思路呢,則是將整個問題分解;將求

解區域劃為很多塊,分別放置於多個 CPU/CORE 上執行。這樣,程式本身做到了 100%的並行,

理論上並行效率可以達到最高理想值(SLOPE=1.0)。但是在實際運行時,我們可以觀察到

MPP 的並行效率離理想值很遠,這是為什麼呢?

這是因為 MPP 中的資料交換。MPP 分解到每個 CPU 上的子問題通常都不能作為獨立問題

求解。這些子問題之間是有著互相聯繫的;這些聯繫體現在演算法上,就需要在各個子問題所

在的 CPU 之間進行資料傳輸(Data Communication)。任意兩個 CPU 間資料傳輸的資料量的大

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LS-DYNA 功能系列介紹

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-8 -

小,由這兩個 CPU 所含子問題的共有區域所決定。例如,Lagrange 問題中一個固體 PART 被分

在兩個 CPU 上分別求解;那麼每個時間步長內,它們共有的節點量如速度,加速度和座標等就

需要在這兩個 CPU 間傳輸。

舊有的 ALE 和新的 S-ALE 求解器在所傳輸的資料以及資料傳輸的資料量上都是一模一樣的。

但 S-ALE 在實現時,對計算方法和步驟做了精心的設計,力圖將資料傳輸盡可能的集中,以減

少傳輸次數以及等待時間。這樣的結果,使得 S-ALE 的 MPP 運行效率大為提高;不僅如此,更

重要的是,S-ALE 在 Scalability 方面取得了極大的進步。初步的實驗證明,對於一個 5.5 Million

個單元的爆炸問題,S-ALE MPP 可以維持 SLOPE=0.9 的加速比到多達 384 個 CORE,如下圖所示:

另外對於較大的工程問題,通常我們必須使用很多數量的 ALE 單元。這樣,在 MPP 執行

起始階段分解問題時,CPU 0 對於記憶體的要求往往非常高。這也是 MPP 對記憶體要求最高的

時候,一旦問題被順利分解,記憶體要求會極大減少。這一要求很多時候阻礙了大的 ALE 工程

問題在 MPP 上的順利執行。新的 S-ALE 在這方面也作出了特殊的努力,取得了很好的結果。例

如,對上述爆炸問題,在 MPP 初始分解階段的記憶體需求由 1G 減少到 430M WORDS。

LS-DYNA 中 MPP 使用的命令列如下:mpirun –np 4 mppdyna i=main.k jobid=mpp4。其中,

指明使用 4 個 CPU。這裡請注意,由於問題被分解,Truncation Error 使得使用不同數量 CPU 的

MPP 計算結果無法保持一致。

3. MPP + SMP (MPP HYBRID)

MPP HYBRID 本身在實現上沒有什麼難度,也很少需要對程式做針對性的特殊處理。因為

它只是 MPP 和 SMP 的簡單疊加而已。它體現更多的是一種計算思想上的進步。我們知道,隨

著對同一工程問題的不斷細分,在每個 CPU 上的單元數越來越少,但需要進行資料交換的節點

卻越來越多。不可避免的,到一定數量的 CPU 個數後,進一步增加 CPU 個數所帶來 MPP 的加

速比會越來越低,甚至於執行時間反而會延長。

0

2

4

6

8

0 100 200 300 400

S-ALE

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LS-DYNA 功能系列介紹

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-9 -

那麼,在 MPP 達到飽和或接近飽和狀態時,引入 SMP 就變成了一個很自然而且又誘人的

想法了。因為此時增加 SMP Thread 的個數並不會增加 MPP 過程資料的交換。即使 SMP 的加速

效率通常不如 MPP,在 MPP 飽和情況下, SMP 的使用已變成了唯一的選擇了。

因為 S-ALE 既支援 MPP,又支援 SMP,這樣 S-ALE 不用任何特殊處理就可以使用 MPP

HYBRID 運行方式。而舊 ALE 求解器目前不支援 SMP,而只能使用 MPP 運行。下面是在 SMP 一

節中同一算例使用 MPP HYBRID 運行的加速比結果。

NCPU 24x-1 12x-2 8x-3 6x-4

一階演算法(Donor Cell)

Time (Seconds) 55 57 60 60

Speedup 9.72 9.32 8.80 8.80

二階演算法(Van Leer)

Time (Seconds) 90 94 99 98

Speedup 11.05 10.68 10.13 10.16

LS-DYNA 中 MPP HYBRID 使用的命令列如下:mpirun -np 4 mppdyna ncpu=-2 i=main.k

jobid=mpp4s2 。其中,指明使用 4 個 MPP 進程,每個 MPP 進程上運行 2 個 SMP Thread。這裡

請注意,由於問題被分解,Truncation Error 使得使用不同數量 CPU 的 MPP 計算結果無法保持

一致。但是只要 MPP 進程數目不變,SMP Thread 數目的改變不會改變結果。

運行 MPP HYBRID 時要加以特殊注意的是 CPU BINDINGS。舉例來說,如果我們有一個 48

個 Core 的 MPP 機器,它包含 4 個 BANK,每個 BANK 上有 12 個 Core。我們在運行時會希望每

個 MPP 進程上的幾個 SMP Thread 盡可能分配在同一 BANK 上的 Core 上。否則,運行效率會大

大降低。這一 BINDING 設定檔隨系統而異,作者本人也僅知皮毛,具體細節還請諮詢您的系統

管理員或其它 IT 專家。

作者簡介

*陳皓/Hao Chen 博士畢業于伊裡諾州西北大學,從 2003 年至今,在 LSTC 從事任意拉

格朗日歐拉方法(ALE)及流固耦合(FSI)的開發和工程問題應用。

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LS-DYNA 功能系列介紹

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-10 -

最佳擬合計算及其在金屬板料成形類比中的應用

朱新海,肖煜中,張力 LSTC

引論

在進行金屬板料成形回彈與補償的類比時,使用者需要使用實際成形零件的掃描結果,對

回彈預測結果進行評估。為此,LS-DYNA新加入了關鍵字*CONTROL_FORMING_BESTFIT 進

行最佳擬合計算。該關鍵字可以通過剛體移動的方式,快速地將掃描結果與預測結果調整至最

大程度的重合,即通過移動和旋轉,將回彈結果(來源)調整至掃描結果(目標),進而可以

評估回彈預測的準確程度。該關鍵字僅限於使用殼單元的類比。

主要特點與示例

一般情況下,零件掃描結果以 STL格式進行保存, LS-PrePost 支援 STL格式導入,

並可將其匯出為關鍵字格式的網格檔。此時,可以以指定檔案名的方式,將包含網格的關鍵字

檔,作為目標網格包含於 LS-DYNA 輸入檔(參示例 1)。同時,模擬預測得到的回彈網格

(僅限於由*NODE, *ELEMENT_SHELL, *CONSTRAIN_ADAPTIVITY 組成),也可以通過

使用 Error! Reference source not found.檔案名的方式,包含在 LS-DYNA 輸入檔裡。提交

LS-DYNA 輸入檔後,LS-DYNA 的最佳擬合計算功能,是使用最小二乘反覆運算演算法,尋找

最小化掃描結果網格與回彈預測網格之間距離的方式,並將回彈預測網格(來源)移動到與掃

描結果網格(目標)重合的位置。最佳擬合計算後,兩者在法向方向的距離將保存在以厚度變

數(Thickness)裡,並保存在檔 bestfit.out 中(實際上是一個 dynain檔)。

保存在厚度變數(Thickness)裡的掃描結果與預測結果之間的法向距離,可以為正或

者為負。在 LS-PrePost 中,此距離的雲圖可以通過使用 COMP→Thickness畫出。距離為

正時,表示來源網格比目標網格對應的座標值更大,在其“之上”。距離為負則表示來源網格座

標值較小,在目標網格“之下”。對於沒有網格對應的區域,此距離將會被設置為一個接近於零

的數值。最佳擬合功能的精度在 0.02mm之內。

掃描結果(STL 格式)的網格尺寸往往非常細小,可以通過掃描處理軟體對其進行加粗,

得到尺寸比較合理的網格,這樣可以減少計算所需的時間。無論何種情況,都應該選擇較粗的

網格作為目標網格,這樣計算速度較快。

LS-DYNA 完成最佳擬合計算後,得到的來源網格與目標網格,都可以導入至 LS-

PrePost,並通過 LS-PrePost 中的 SPLANE 功能,在不同截面上比較兩者之間的差異。

一般情況下,來源網格與目標網格之間的夾角最好在 30°以內(任意方向)。另外,最佳

擬合計算中涉及的旋轉操作越多,計算所需的 CPU 時間會越長。

如果來源網格與目標網格夾角超過 30°,可以使用變數 NSETS 和 NSETT來將源網格與

目標網格進行初步調整,然後再進行後續的最佳擬合計算。如示例 3 與圖 1 所示。

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LS-DYNA 功能系列介紹

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-11 -

為了提高計算速度,可以使用變數 NSKIP 來調整最佳擬合計算中的搜索間隔。目前可以

使用兩種方式:正的數值用於指定搜索過程中跳過的節點個數;負的數值用於指定跳過的距離。

一般 5mm距離就可以達到較好的擬合效果。下面是關於一個汽車覆蓋件的最佳擬合計算速度

以及回彈結果與掃描結果之間最大/最小距離的表格,可以考察變數 NSKIP 與 IFAST 的組

合效果。所有計算都是在單 CPU XEON E5520 的電腦上完成,其中掃描結果由 685132 個單

元組成,回彈預測結果由 135635 個單元組成。

NSKIP

IFAST=0 IFAST=1

CPU 時間 Max/Min (mm) CPU 時間 Max/Min (mm)

2 10 min 38

sec

1.28/-1.59 4 min 3 sec 1.22/-1.59

5 4 min 49 sec 1.21/-1.59 1 min 59

sec

1.25/-1.61

10 2 min 46 sec 1.27/-1.59 1 min 18

sec

1.44/-1.53

20 1 min 24 sec 1.27/-1.59 59 sec 1.42/-1.64

50 50 sec 1.22/-1.61 40 sec 1.43/-1.67

示例 1 – 網格檔中所有節點都參與計算的擬合輸入設置

下麵是一個完整的進行最佳擬合計算所需的 LS-DYNA 輸入檔:網格文件 spbk_NoSS.k

(其中零件 PID為 4)會被調整至目標網格 scan.k(其中零件 PID為 1)的位置。變數

NSKIP 設定為 2;IFAST 設定為 1 以使用速度優化功能。兩個零件都是剛體(rigid

bodies)。

*KEYWORD

*PARAMETER_EXPRESSION

I pidscan 1

I pidspbk 4

*CONTROL_FORMING_BESTFIT

$ IFIT NSKIP GAPONLY IFAST IFSET

1 2 0 1 0

scan.k

*INCLUDE

spbk_NoSS.k

*PART

scan data

$ PID SID MID

&pidscan 1 1

springback mesh

$ PID SID MID

&pidspbk 1 1

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-12 -

*MAT_RIGID

$ MID RO E PR

1 0.780E-02 1.648E+05 0.280E+00

$ CMO CON1 CON2

1.0 7.0 7.0

$LCO

$-------------------------------------------------------------------

*SECTION_SHELL

$ SECID ELFORM SHRF NIP

1 2 1

$ T1 T2 T3 T4

1.0 1.0 1.0 1.0

$-------------------------------------------------------------------

*END

示例 2 – 需要排除特定節點集的擬合輸入設置

在上一個示例基礎上,可以在檔 spbk_NoSS.k中加入節點集 128。此節點集可以用於表

示掃描結果中無關的幾何特徵,並通過設定(IFSET=-128)將其排除,不參與最佳擬合計算過

程。

*KEYWORD

*PARAMETER_EXPRESSION

I pidscan 1

I pidspbk 4

*CONTROL_FORMING_BESTFIT

$ IFIT NSKIP GAPONLY IFAST IFSET

1 2 0 1 -128

scan.k

*INCLUDE

spbk_NoSS.k

*PART

scan data

$ PID SID MID

&pidscan 1 1

springback mesh

$ PID SID MID

&pidspbk 1 1

*MAT_RIGID

$ MID RO E PR

1 0.780E-02 1.648E+05 0.280E+00

$ CMO CON1 CON2

1.0 7.0 7.0

$LCO

$------------------------------------------------------------------

*SECTION_SHELL

$ SECID ELFORM SHRF NIP

1 2 1

$ T1 T2 T3 T4

1.0 1.0 1.0 1.0

$-------------------------------------------------------------------

*END

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-13 -

示例 3 – 使用 NSETS 與 NSETT進行初步調整後的擬合輸入設置

下面的關鍵字檔(主要內容)是圖1示例中的LS-DYAN輸入檔。來源網格

(sourcemesh.k)將通過最佳擬合計算,調整至目標網格位置(targetmesh.k)。其中,來源

網格上的三個節點1001,1002和1003被定義在ID為1的節點集中;目標網格上的三個節點1,2和

3則被定義在對應的ID為2的節點集中。

如圖 1所示,節點 1001與節點 1 位元於帽型零件的的頂面位置。節點 1002 和節點 2

位於頂面空洞邊緣位置。節點 1003和節點 3 位元於零件圓角切線中部。通過將 NSKIP 設置

為-5,將每隔 5mm 距離進行一次搜索。在此示例中,由於源網格和目標網格是完全一樣的,

因此最終的法向距離(保存在變數“Thickness”中)基本上都接近於零。

*CONTROL_FORMING_BESTFIT

$---+----1----+----2----+----3----+----4----+----5----+----6----+---

-7----+----8

$# IFIT NSKIP GAPONLY IFAST IFSET NSETS

NSETT

1 -5 0 1 0 1

2

$# FILENAME

targetmesh.k

*INCLUDE

sourcemesh.k

*SET_NODE_LIST

1

1,2,3

*SET_NODE_LIST

2

1001,1002,1003

版本修訂資訊

從 LS-DYNA SMP 求解器雙精度版本 rev96427 開始加入此功能。

1) 版本 rev96696:加入變數 IFSET。

2) 版本 rev99369,:加入變數 NSETS,NSETT

小結

對於使用 LS-DYNA 進行金屬板料成形的用戶,最佳擬合計算功能的實現,使其可以方便

有效評估其模擬結果的精度,而無須下載其他專用軟體。經過大量測試,其計算過程迅速,而

結果也十分可靠。

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-14 -

圖 1 夾角方向超過 30°的兩個網格的擬合

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-15 -

作者簡介

*朱新海/Xinhai Zhu 博士,畢業于美國密西根理工大學 (Michigan Technological

University )。LS-DYNA的板料模擬方面的主要開發者。並從事應用及提供技術支援。

擁有十多年這方面的經驗。

*張力/Li Zhang 博士,畢業于美國密西根理工大學和奧克蘭大學(OAKLAND

UNIVERSITY)。曾在 CHRYSLER公司任職,並擔任板料成形模擬方面的經理。2006 年加

入 LSTC,一直從事板料成形方面的工作。擁有二十多年的經驗。

*肖煜中/YuzhongXIAO 博士,畢業于上海交通大學。主要從事 LS-DYNA的板料模擬方面

的應用及研究,並提供技術支援。

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-16 -

LS-DYNA 中的厚殼單元進展

Zhidong Han, Lee P. Bindeman

Livermore Software Technology Corp.

摘要 本文簡單地介紹了 LS-DYNA中的厚殼單元,包括不同厚殼單元的單元類型,基本變

形假設,及材料模型等相關內容。並結合實際工程問題,本文給出一些實際的建模方

法和實例,演示了厚殼單元的特點及計算效率和精度。

厚殼單元介紹 在傳統的有限元計算中,普通殼單元和實體單元在實際工程中得到了廣泛的應用。

在 LS-DYNA中,為配合顯式分析和隱式分析的不同特點,成功地開發了幾十種不同

的殼單元和實體單元。不同種類的單元有不同的側重點,在保證模擬精度的前提下,

極大地發揮電腦效能,提高計算效率。近些年平行電腦的計算性能得到了極大地提高,

單元的數目從百萬量級逐步增加到千萬量級以上,很多工程問題的計算精度在細化模

型的基礎得到了很大地提高。同時,模型中普通殼單元的厚度尺寸與面內尺寸之間的

差別越來越小,甚至反超,對普通殼單元的適用範圍提出了新的挑戰。因此,新的工

程需求也進一步促進了 LS-DYNA中的厚殼單元的開發,目前已經有了數種不同類型

的厚殼單元。

厚殼單元是介於普通殼和實體單元之間的一種單元,試圖繼承兩者的一些優點同時,

增加單元的適用性。如圖 1 所示,厚殼單元首先是個“殼單元”,有著明確的厚度方向,

很多物理量在厚度方向與其它兩個“面內”方向有不同處理,在面內形成“層”的概念。數

值積分方案也是和普通殼單元類似,有層內和厚度方向之分,積分點的數目和位置也

是分開設置的。在厚度方向上厚殼單元還允許按層設置完全不同的獨立材料模型,形

成複合層殼。從單元自由度上,厚殼單元是在殼單元的上下表面設置節點,每個節點

有三個獨立的位移自由度,相對於殼單元的中面五個自由度來說,增加了一個沿厚度

方向的變形自由度,實現厚度方向正應力。厚度方向正應力的出現是厚殼單元與普通

殼單元最大的區別,拋棄了普通殼單元的平面應力假設。另外,殼單元因轉角自由度

的匹配問題需要考慮單元連接處的協調性,以及與實體單元連接的連續性。而厚殼單

元是協調單元,在各種接頭的處理上非常方便,也更容易與實體單元連接。

圖一 殼單元,厚殼單元與實體單元的示例

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-17 -

從實體單元角度看,厚殼單元也常常被稱為“實體殼單元”,單元的形函數更是從實體單元退化而來,有很多類似的單元特性。厚殼單元有八個節點,前四個節點定義底面,後四個定義表面,但上下表面上的節點不能上下交換,與實體單元不一樣。因為厚殼單元可以沿厚度方向任意設置高斯積分點,當該單元做為一層單元來建模的時候,彎曲效應就可以很好地得到類比,增強了實體單元的抗彎性能,避免了在厚度方向必須劃分多層單元的缺點。有些厚殼單元還可以在厚度方向假設面外剪切應力為拋物線分佈,當其做為單層單元使用時,更加符合實際的應力分佈。

厚殼單元兼顧了普通殼單元和實體單元的特點,在 LS-DYNA的實現中,既可以採用殼單元的平面應力材料模型庫(外加面外正應力修正),又可以採用實體單元的三維材料模型庫。在選取積分方案的時候,把面內和厚度方向分開,厚度方向由用戶設置(類似于普通殼單元),而面內有單點積分或者 2x2四點積分兩種。對於單點積分,為避免單元奇異,在相應的零能模式上自動引入了沙漏控制模型;對於 2x2 四點積分,為了避免面內的剪切鎖死情形,不同的厚殼單元也引入了不同的處理模式,如縮減積分,假設應變場等。另外,厚殼單元因在厚度方向有獨立的自由度,因此最大穩定時間步長受到包括厚度方向邊長在內的最短邊控制,此為不利因素。從計算效率上看,一般來說,單點積分方案對顯式分析有優勢,2x2四點積分方案對隱式分析比較好。而新近開發的 5,6,7號單元都是對顯式分析做了一些特殊的簡化和優化處理,提高計算效率。表一中列出 LS-DYNA中的不同厚殼單元的一些特點。

表一 LS-DYNA中的厚殼單元

單元類型 1 號 2 號 3 號 5 號 6 號 7 號

面內積分 1 2x2 2x2 1 1 2x2

積分處理 沙漏處理 縮減積分 假設應變 沙漏處理 沙漏處理 假設應變

材料模型 平面應力 平面應力 三維模型 三維模型 平面應力 三維模型

時間步長 最短邊 最短邊 最短邊 最短邊 最短邊 最短邊

EOS - - 支持 支持 - 支持

厚度方向

不同材料 支持 支持 支持 支持 支持 支持

層合板剪應變

理論(LST) 支持 支持 支持 支持 支持 支持

二次剪切應變

分佈 - - - 支持 支持 支持

使用者材料模

型 支持 支持 支持 支持 支持 支持

厚殼單元的建模 厚殼單元的最簡單建模方式是利用現有的普通殼單元建模前處理軟體,建立相關的

殼單元,然後用 LS-Prepost內置的單元轉換功能,將殼單元轉換為厚殼單元。如圖二

所示一個殼單元模型,有四邊形單元和三角形單元。通過 LS-Prepost打開殼單元模型

後,選擇 Mesh => EleGen功能,直接根據殼單元厚度轉為相應的厚殼單元。四邊形殼

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-18 -

單元轉為常規的八節點六面體厚殼單元,而三角形單元則轉為三棱柱形狀的厚殼單元,

其相應的上下表面均為三角形。

圖二 LS-Prepost 將殼單元轉換為厚殼單元

厚殼單元也可以直接從實體單元轉過來。對於八節點的常規實體單元,需要注意的

就是上下表面的節點定義。這個節點調整工作可以通過 LS-Prepost來完成,選擇

EleTol => EleEdt,可以顯示厚殼單元的厚度方向,做相應的調整。在確認節點順序等

內容後,直接將單元關鍵字*ELEMENT_SOLID 換成 *ELEMENT_TSHELL 即可。

對於棱柱形的六節點實體單元,節點順序需要調整,確保兩個三角形是厚殼單元的

上下表面。而對於四面體的四節點實體單元,目前厚殼單元還不能支援。圖三給出了

實體單元和厚殼單元的節點對應關係。

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-19 -

圖三 實體單元和厚殼單元的節點對應關係

厚殼單元由於沒有轉角自由度,在與其它單元連接的時候不需要考慮對接面的節點

分佈及具體的單元類型。在圖四中給出一個簡單的實例,藍色的球是一個被連接的部

件,可以是空心球殼(由殼單元組成),也可以是實心球體(由實體單元組成),還

可以是厚殼單元組成的厚球殼。綠色的圓柱筒是由厚殼單元組成的,兩個部件的單元

都是獨立劃分的,完全不匹配。在 LS-DYNA的關鍵字檔中,加入

*CONTACT_TIED_NODES_SURFACE,指定兩個部件的 PART ID,就可以把兩個部

件無縫連接在一起。無縫連接是由一次性的自動搜索完成的,對計算的效率不造成任

何影響。

另外,厚殼單元還可以實現與普通殼單元之間的自然過渡連接。方法與實體單元類

似,只需加入關鍵字*CONTACT_TIED_SHELL_EDGE_TO_SURFACE就可以把紅色

的殼單元粘接在厚殼單元的側面,成為圓柱筒的自然延伸。

圖四 厚殼單元與其它單元的連接

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-20 -

厚殼單元的算例分析 在汽車碰撞過程中,空心梁受軸向衝擊作用時的吸能過程是一個非常重要的安全設

計。在很多車輛模擬中都是利用 LS-DYNA對空心梁的軸向屈曲和後屈曲的非線性過

程進行直接分析,而屈曲載荷的大小直接影響了車輛安全性能分析的準確性。

Tarigopula等人在 2005年發表了空心梁軸向的衝擊試驗結果及利用 LS-DYNA殼單元

的類比結果,詳見原文:“Tarigopula V., Langseth M., Hopperstad O.S., Clausen A.H.: Axial crushing of thin-walled high-strength steel sections, International Journal of Impact Engineering, Vol. 32 (2006), pp.847–882”。該文章中研究的空心梁是一個方形管,下端

固定支撐,上端開口,在試驗機上接受一個 600公斤重的鐵塊衝擊。設定不同的衝擊

速度,對材料本構的應變率相關性進行了深入的研究。在原文裡,對材料模型和參數

都進行了標定,並利用 LS-DYNA的殼單元進行了數值類比,其結果展現了 LS-DYNA在大變形非線性條件下的屈曲和後屈曲的分析能力和穩定性。

LSTC的 Dilip Bhalsod最近對此方形管分別利用殼單元,厚殼單元和常規實體單元進

行建模:1)殼單元比較簡單,對中面進行四邊形劃分;2)厚殼單元是將中面節點投

影到內外表面;3)考慮到本問題的彎曲剛度,實體單元沿厚度方向有五層單元。需要

注意的是沿厚度方向劃分五層單元會導致時間步長比較小,計算效率也會比較低,在

本文中是列出作為對比分析。

圖五 不同類型單元的方形管模型

利用 LS-DYNA的 MPP單精確度版本 12核平行計算,殼單元和厚殼單元分析都

只需幾分鐘就完成了分析。數值分析的數值結果見圖六,其中殼單元和厚殼單元都給

出了相當吻合的衝擊力結果,而實體單元則顯得相對剛硬一點。圖七給出了厚殼單元

與試驗值的對比,吻合得較好。

Thick Shell

One layer Shell-16 one layer

Solid 2 5 layers

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-21 -

圖六 空心方形管狀梁受軸向衝擊反力回應曲線

圖七 空心方形管狀梁受軸向衝擊反力與變形曲線

結束語 LS-DYNA中的厚殼單元還在持續開發中,並加強針對複合材料板的分析能力。厚殼

單元的厚度方向正應力對複合材料的三維損傷材料模型具有一定的優勢,因此損傷分

析也是開發方向之一。總之,厚殼單元具有一些特殊的特點,進一步豐富了 LS-DYNA單元庫,提高某些工程問題的建模效率和計算效率。

作者簡介

*韓志東/Zhidong Han 博士 1998年畢業於清華大學計算固體力學專業,於 2011 年加

入 LSTC。他目前從事材料損傷斷裂分析及厚殼單元等方面研發。

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第二屆中國 LS-DYNA用戶大會優秀論文

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊) - 22 -

基於 LS-DYNA 的複合材料波紋板准靜態壓潰模擬

及材料模型參數研究

牟浩蕾,杜月娟,鄒田春,解江

(中國民航大學天津市民用航空器適航與維修重點實驗室,天津,300300, [email protected]

摘要:复合材料已廣泛應用於航空領域。本文通过材料性能试验獲得 T700/3234 复合材料的力

学性能参数,通過复合材料波纹板准静态压溃试验获得其压溃吸能结果。应用 LS-DYNA 的

*PART_COMPOSITE 來定義複合材料單層材料屬性和厚度,进行压溃仿真分析,仿真结果与试验

结果吻合较好,验证了材料模型及复合材料波纹板有限元模型的正确性。对材料模型参数进行变量

分析,基于正交试验数据拟合得到比吸能与其材料参数之间的非线性映射关系,构造相应的响应表

面,对材料参数的选取方案进行优化。结果表明,优化方法能够有效辅助有限元建模並保證建模精

度,大大减少模型试算次数。 關鍵字:LS-DYNA;复合材料波紋板;准靜態壓潰;有限元模擬;参数优化

1. 前言

複合材料因其優良的特性已被廣泛應用於航空航太領域,複合材料的大量應用對航空器結構的

抗撞性設計、驗證和適航審定提出了新的挑戰。一直以來,複合材料結構的抗撞性設計主要依靠工

程經驗結合大量試驗驗證,此種方法設計週期長、費用高、可重複性差。近年來隨著有限元軟體的

成熟,採用類比模擬與少量試驗相結合的方法成為一個有效途徑[1]。 為了獲得滿足適航要求的建模方法,材料模型的適用性分析成為一項重要的研究內容。在歐盟

進行的“墜撞可生存設計 CRASURV”研究計畫中,研究人員在複合材料機身段的抗墜撞性能和全複

合材料結構抗墜毀設計方法等方面開展了一系列的研究,提出一套完整的複合材料飛機結構的模擬

驗證方法,其中包括有限元軟體材料模型在結構墜撞模擬中的適用性分析[2]。到目前為止,國內外

學者雖針對複合材料有限元模擬進行了大量的研究[3-5],但是專門針對材料模型適用性的研究還不

多見。Paolo Feraboli[6-7]等人根據多種幾何形式試件的准靜態壓潰試驗資料,基於 LS-DYNA 中的

MAT54 材料模型進行了模擬分析。對材料模型中的相關參數進行了分析研究,結果表明,MAT54材料模型能夠較為準確地類比複合材料試件的准靜態壓潰吸能結果,但是模擬結果對於部分材料參

數具有高度的敏感性。 基 於 LS-DYNA MAT_54_ENHANCED_COMPOSITE_DAMAGE 材 料 模 型 , 採 用

*PART_COMPOSITE來實現複合材料的鋪層材料、鋪層角度以及鋪層厚度的定義,對 T700/3234複合材料半圓波紋板的准靜態壓潰試驗進行有限元模擬,在與試驗結果對比驗證建模方法準確性的基

礎上,基於回應面分析法進行材料模型的參數分析及優化研究。

2.試驗

基金專案:中國民航局科技專案(MHRD20140207)、中央高校基本科研業務費中國民航大學專項項目(3122015D022)

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第二屆中國 LS-DYNA用戶大會優秀論文

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-23 -

圖 1試件截面幾何尺寸

圖 2試件壓潰試驗前後形態圖圖 3 試件准靜態壓潰載荷-位移曲線

試件的製備、材料性能測試及准靜態壓潰試驗均在北京航空材料研究院完成。試件外形及橫截

面尺寸如圖 1 所示。試件高 76mm,平均厚度為 2.0mm。為了引發穩態壓潰,在一端設置了單面 45度外倒角的薄弱環節。試件的材料為 T700/3234 複合材料,在 132℃下固化成型,鋪層形式為[0/90]4S。試件以 2.5mm/min 進行勻速壓潰,其壓潰失效形態如圖 2 所示,試驗所得波紋板的載荷-位移曲線如圖 3 所示,計算獲得比吸能值為 72.47J/g。本文的有限元模擬模型基於以上試驗資料進行對比修正。

3. 複合材料波紋板壓潰有限元建模及模擬驗證

3.1 有限元模型

選取 Mat 54_Enhanced_Composite_Damage 材料模型,用 Chang-Chang 準則進行失效判定[8]。剛性牆材料模型為 Mat 20_Rigid,尺寸為 100mm×25mm。剛性牆及複合材料波紋板的材料屬性參

數分別見表 1和 2。

表 1剛性牆材料輸入參數表 標記 名稱 取值

ρ 密度 7.83 g/cm3 E 彈性模量 210 GPa

PRAB 泊松比 0.3

表 2MAT 54 材料輸入參數表 標記 名稱 取值

ρ 密度 1.52 g/cm3 EA 縱向(纖維方向)楊氏模量 127 GPa EB 橫向(垂直於纖維方向)楊氏模量 8.41 GPa

GAB 面內剪切模量Gab 4.21 GPa GBC 面內剪切模量Gbc 4.21 GPa GCA 面內剪切模量Gca 4.21 GPa

PRBA 次泊松比 0.02049 Xt 縱向(纖維方向)拉伸強度 2200 MPa Xc 縱向(纖維方向)壓縮強度 1470 MPa

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第二屆中國 LS-DYNA用戶大會優秀論文

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-24 -

Yt 橫向(垂直於纖維方向)拉伸強度 48.9 MPa Yc 橫向(垂直於纖維方向)壓縮強度 199 MPa Sc 面內剪切強度 154 MPa

DFAILT 纖維最大拉伸應變 0.0174 DFAILC 纖維最大壓縮應變 -0.0116 DFAILM 基體在拉伸和壓縮模式下的最大應變 0.024 DFAILS 最大剪切應變 0.03 BETA 纖維拉伸失效模式中剪切項的權重係數 0.5 FBRT 基體壓縮失效後纖維方向拉伸強度的折減係數 0.5

YCFAC 基體壓縮失效後纖維方向壓縮強度的折減係數 1.2 TFAIL 當前時間增量與初始時間增量的比值 1.153e-9 SOFT 壓潰前端單元材料強度的折減係數 0.60 EFS 有效失效應變 0

約束波紋板最底端一排單元節點的所有平動自由度,上端完全自由。約束剛性牆使之只能沿法

向平動。在剛性牆與試件之間定義 Rigid_Nodes_to_Rigid_Body 接觸演算法來類比剛性牆和試件之

間的接觸,定義剛性牆和波紋板為接觸的主從部分。

3.2 模擬驗證及討論

複合材料波紋板失效模式如圖4所示,可以看出其失效行為表現為穩定的單元逐排消去,是一

個漸進失效過程。因為只採用一層殼單元建模,所以並不能很好地模擬其真實失效行為。載荷-位移曲線對比如圖5所示(SAE 600HZ濾波),比吸能值為63.48J/g,與試驗結果差值為-5.3%。試驗初

始載荷峰值為20.2KN,模擬值為21.9KN,差值為8.4%。模擬模擬獲得的峰值載荷、比吸能資料與

試驗結果吻合度較高,證明了本建模方法的準確性。

圖 4 波纹板仿真渐进失效模式图 5 仿真载荷-位移曲线与试验结果对比

LS-DYNA中採用了一種新的複合材料定義方法,即用有限元建模的殼單元,通過多層積分節

點表示多層複合材料,通過關鍵字 *PART_COMPOSITE賦予每層的材料屬性及厚度。采用

PART_COMPOSITE关键字设置和自定义积分壳(INTEGRATION_SHELL)两种方法进行铺层定义

所获得的载荷-位移曲线如图6所示。可以看出,二者的压溃历程非常相近,都能比较准确地模拟试

验曲线,同時*PART_COMPOSITE方法可以有效節約計算成本。

圖 6不同鋪層定義方法所獲得的圖 7不同載入速度下的載荷-位移曲線

載荷-位移曲線對比圖

為了提高計算效率,對載入速度進行了放大,採用了38mm/s、380mm/s、3800mm/s的載入速度

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第二屆中國 LS-DYNA用戶大會優秀論文

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-25 -

進行了模擬,其載荷-位移曲線如圖7所示。速度縮放對吸能的影響並不大,在載荷-位移曲線中並沒

有表現出明顯的慣性效應影響。由於在材料參數輸入中沒有考慮材料的應變率效應,縮放載入速度

也不會由於應變率效應對結果產生影響,載入速度設置是合理的。同時加大載入速度還可以節約計

算時間,如表3所示。

表 3不同載入速度下分析計算時間 載入速度(mm/s) 計算時間(min)

3800 4 380 44 38 428

4. 材料模型參數分析

當材料性能輸入參數在較小範圍內變化時,一個有效的材料模型要保證具有足夠的魯棒性。

Mat 54_Enhanced_Composite_Damage 材料模型參數眾多,LS-DYNA 手冊並沒有詳細地說明在漸進

壓潰失效中各參數對模擬結果的影響機制。 圖 8 給出了不同纖維拉伸強度 XT 在 50MPa 到 3200MPa 之間的載荷-位移曲線。XT 圍繞基準

值(2200MPa)的上下波動並未引起輸出曲線的明顯變化,雖然當 XT 小於 50MPa時,模擬計算變

得不穩定,但是 50MPa 對基準值的偏差已經很大,在實際情況下,不會出現此類的材料性能分散

值,所以並不具有實際意義。模擬結果證明 XT在壓潰失效中不起主導作用的試驗結論。

圖 8不同 XT值下的模擬載荷-位移曲線圖 9不同 XC值下的模擬載荷-位移曲線

圖 9 給出了纖維壓縮強度 XC 在 1000 到 2000MPa 之間的載荷-位移曲線。XC 圍繞基準值

(1470MPa)進行小幅波動時,會引起輸出曲線顯著變化。影響結果具有一定規律性:隨著 XC 絕

對值的增大,模擬所獲得的壓潰平均載荷逐漸增大,而在 2000MPa 時,模擬結果變得不穩定,出

現了不規律的單元消去。這個結果表明,模擬結果對 XC 具有很強的依賴性,也說明了在本材料模

型中,纖維壓縮失效模式是複合材料壓潰模擬的主要失效模式之一。

圖 10不同 SC值下的模擬載荷-位移曲線圖 11不同 DFAILC值下的模擬載荷-位移曲線

圖 10 給出了不同面內剪切強度 SC 值下的載荷-位移曲線。可以看出,當 SC 相對基準值

(154MPa)顯著增大時,對模擬結果的影響很小,但是當其減小一個較小變數時,就會嚴重影響

計算的穩定性。分析得出,SC 會對模型計算穩定性產生重要影響,並且這種影響不具有明顯的規

律性。 圖 11 給出了纖維方向最大壓縮應變 DFAILC 值下的載荷-位移曲線。可以看出,當 DFAILC 相

對基準值(-0.0116)減小(絕對值增大)時,平均壓潰載荷會隨之增大;相反地,如果 DFAILC 只

相對基準值增大,則平均壓潰載荷會隨之減小;DFAILC 的值超過一定的上下限範圍,計算會變得

不穩定。這個結果表明,壓縮應變失效是給定試件模擬的主要失效模式之一,DFAILC 的取值對於

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-26 -

成功實現模擬模擬具有重要意義。

圖 12不同 DFAILT值下的模擬載荷-位移曲線圖 13不同 DFAILM值下的模擬載荷-位移曲線

圖 12 和 13 分別給出了不同纖維最大拉伸應變 DFAILT 和基體在拉伸和壓縮模式下最大應變

DFAILM 值下的載荷-位移曲線。它們在較小區間內的改變極可能導致單元的不規則消去或者全域

屈曲失穩;但是當 DFAILM或 DFAILT的值增大到一個臨界值後,計算會變得趨於穩定,二者取值

的增大對模擬結果不再產生明顯影響。另外通過模擬結果得出,最大剪切應變 DFAILS 的變化對模

擬結果基本不產生影響。這說明在本建模方法中,剪切失效不是主要的失效模式,而本模型也無法

捕捉在實際複合材料壓潰過程中剪切作用的影響。

圖 14不同 soft值下的模擬載荷-位移曲線

壓潰前端單元材料強度折減係數 soft 是一個非物理參數,與材料的性能參數不同,不能由材料

試驗或理論計算獲得,只能採取模擬試錯修正的方法來選取。它用來降低壓潰最前端一排單元的強

度,以避免模擬中出現全域屈曲失效。它的取值範圍一般為[0,1]。圖 14 給出了不同 soft 值下的載

荷-位移曲線,可以看出,soft 值對模擬結果的影響非常顯著,在漸進壓潰的情況下,平均壓潰載荷

隨 SOFT值的增大而增大。所以,選取合適的 soft值對於模擬結果的準確性非常重要。

5. 基於正交試驗方法的參數分析優化

由材料模型參數的變數分析知,纖維壓縮強度XC、纖維方向最大壓縮應變DFAILC、壓潰前端單元材料強度的折減係數soft三個參數對模擬輸出結果影響顯著。本文採用回應表面法(RSM)構造比吸能Es與XC、DFAILC、soft的映射關係,通過二次多項式擬合併進行目標優化,使模擬結果

更好地接近試驗值。通過“試算-評估-校正”的方法粗略確定在模型穩定計算情況下三個參數的取值區間,即變數的設計域:

1000MPa≤XC≤1100MPa 0.65≤soft≤0.75 -0.0150≤DFAILC≤-0.0300 優化目標:ES→72.47 根據設計變數數目及設計域範圍進行正交試驗設計,共進行 15 組計算,設置 3 個中心重複點,

計算結果如表 4所示。根據試驗設計結果,應用 Design-Expert 擬合獲得模擬比吸能 Es 與 XC、soft、DFAILC 參數之間的非線性映射關係。設 XC 為 X1,soft 為 X2,DFAILC 為 X3。獲得的二階回應表面函數為: ES=-263.35125+0.13713X1+386.275X2-2869X3-0.09X1X2-1.00667X1X3-1353.33333X2X3-9.0×10-6X1

2-147X2

2-77333.33333X32

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-27 -

表 4複合材料波紋板壓潰模擬正交試驗表

因素 序號

XC (MPa)

soft DFAILC 比吸能 (J/g)

差值 (%)

1 1050 0.75 -0.0150 63.22 -12.76 2 1050 0.70 -0.0225 73.42 +1.31 3 1050 0.65 -0.0150 53.07 -26.77 4 1100 0.75 -0.0225 82.88 +14.36 5 1050 0.70 -0.0225 73.42 +1.31 6 1000 0.70 -0.0150 55.31 -23.68 7 1100 0.70 -0.0150 62.10 -14.31 8 1000 0.70 -0.0300 75.24 +3.82 9 1050 0.75 -0.0300 85.35 +17.77

10 1050 0.65 -0.0300 73.17 +0.97 11 1100 0.65 -0.0225 71.21 -1.74 12 1100 0.70 -0.0300 83.54 +15.28 13 1000 0.75 -0.0225 75.30 +3.91 14 1000 0.65 -0.0225 62.73 -13.44 15 1050 0.70 -0.0225 73.42 +1.31

表5二階模型擬合係數 項 係數 X1 0.13713 X2 386.275 X3 -2869 X1

2 -9.0×10-6 X2

2 -147 X3

2 -77333.33333 X1 X2 -0.09 X1 X3 -1.00667 X2X3 -1353.33333 常數項 -263.35125

根據已設定的優化目標,基於得到的回應面資料進行參數設置優化。考慮到XC為材料性能參

數,選取XC=1060MPa的組合作為最終優化結果。最終優化結果以及根據設計變數最優值進行的模擬結果均列於表6。可以看出,在相同的參數輸入下,基於响应面模型所得到的比吸能計算結果與有限元模擬的差值僅為1.62%,說明瞭本文基於回應面模型優化的準確性。而采用优化输入参数所获得的仿真比吸能值非常接近試驗值(差值為1.17%),也說明瞭運用此方法進行輔助模擬參數選取的可行性。

(a)比吸能與soft和XC (b)比吸能與soft和DFAILC (c)比吸能與XC和DFAILC

圖15比吸能與不同材料模型參數的二階回應面

表6複材波紋板參數優化設計結果與模擬對比 結果 XC

(Mpa) soft DFAILC ES(J·g-1)

基於RSM 1060 0.73 -0.0197 72.4699 模擬 1060 0.73 -0.0197 73.6418 差值 - - - 1.62%

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有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-28 -

6. 結論

(1)通過材料性能試驗和複合材料波紋板准靜態壓潰試驗,獲得了T700/3234複合材料的力學

性能參數及其波紋板的壓潰吸能資料。並根據試驗資料,對試驗過程進行了數值模擬。模擬結果表

明,本文的模擬模型可以準確地類比波紋板准靜態壓潰過程。 (2)對材料模型參數進行單一變數分析,獲得了顯著影響模擬結果的材料參數。基於正交試

驗方法對選取的材料參數進行研究,擬合得到比吸能與材料參數之間的非線性映射關係,並構造出

相應的回應表面進行參數選取方案優化。結果證明,文中所建立的回應面模型具有較高的擬合精度,

優化方法能夠有效輔助有限元建模,大大減少模型試算次數。

參考文獻

[1] 李喆, 孫淩玉. 複合材料薄壁管衝擊斷裂分析與吸能特性優化[J]. 複合材料學報, 2011, 28(4): 212-218.

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[3] M. Waimer, D. Kohlgrüber, D. Hachenberg, H.Voggenreiter. Experimental study of CFRP components subjected to dynamic crash loads [J]. Composite Structures, 2013, 105: 288-299.

[4] Feraboli, P. Development of a corrugated test specimen for composite materials energy absorption [J]. Journal of Composite Materials, 2008, 42(3): 229-256.

[5] 龔俊傑,王鑫偉.複合材料波紋梁吸能能力的數值模擬[J]. 航空學報, 2008, 26(3): 298-302. [6] Paolo Feraboli, Bonnie Wade, Francesco Deleo, Mostafa Rassaian, Mark Higgins, Alan Byar. LS-

DYNA MAT54 modeling of the axial crushing of a composite tape sinusoidal specimen [J]. Composites: Part A, 2011, 42: 1809-1825.

[7] LS-DYNA keyword user's manual [M]. Version 971. Livermore, USA: Livermore Software Technology Corporation, 2006.

[8] Francesco Deleo, Bonnie Wade, Paolo Feraboli. Crushing of composite structures: experiment and simulation [C]. 50th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference, Palm Springs, California, 2009.

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LS-DYNA中國代理商

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-29 -

LS-DYNA中國代理商

迪艾工程技術軟體(上海)有限公司(ETA)

地址:上海市漕溪北路 18 號上海實業大廈 39/B

郵編:200030

電話: 86-21-6438 5725 傳真: 86-21-6438 5752

網址:http://www.eta.com.cn/郵箱:[email protected]

奧雅納工程諮詢(上海)有限公司(ARUP 中國)

地址: 中國上海淮海中路 1045號淮海國際廣場 39-41 樓

郵編:200031

電話: 86-21-31188876 傳真: 86-21-31188882

網址:http://www.arup.com/郵箱:[email protected]

上海恒士達科技有限公司 (HengStar)

地址:上海市張江高科技園區郭守敬路 498 號 6 幢 11206 室

郵編:201203

電話: 86-21-6163 0122 傳真:86-21-6163 0201

網址:http://hengstar.com/郵箱:[email protected]

大連富坤科技開發有限公司(Dalian Fukun)

地址: 大連經濟技術開發區五彩城 A 區凱倫國際大廈 B座 1308

郵編:116600

電話: 86-0411-8761 1110 傳真: 86- 0411-8761 1110

網址:http://dalianfukun.com/郵箱:[email protected]

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LS-DYNA中國代理商

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-30 -

迪艾工程技術軟體(上海)有限公司公司簡介 (以下簡稱 ETA-China)

Engineering TechnologyAssociates, Inc. (簡稱:ETA)公司成立於 1983年,總部位於美國汽車城

底特律,是一家致力於開發汽車、模具及 3C 產品等領域的最先進的 CAE 軟體,並提供技術服務的工

程公司。ETA 擁有高素質的專業技術人員,為客戶提供全方位的技術服務。ETA 公司自 80 年代中期

進入中國以來,隨著國內汽車及模具行業的蓬勃發展,現已將亞太市場重心轉移到中國,並於 2003

年先後在上海、南京設立獨資公司,2007年在北京設立分公司。

ETA-China 負責大中華地區的軟體推廣、應用和整個亞太地區的技術支援,為產品設計的 CAE

方法提供一整套的解決方案,包括:整車 CAE分析,鈑金成形 CAE分析,3C產品跌落衝擊,航空航

太、國防方面的 CAE分析,尺寸工程分析、汽車概念分析等。

ETA-China 擁有全面的 CAE 分析和設計能力,專長於包括:整車碰撞安全分析、車身結構分析,

內飾分析,底盤與懸掛分析,動力系統分析,整車耐久性分析,流體分析。

ETA-China擁有超過 100人的技術服務團隊,為客戶提供全方位的技術服務。

一、ETA-China 主要軟體產品及服務

主要軟體產品:

1. DYNAFORM鈑金衝壓成形模擬軟體

2. PreSys前後處理軟體

3. LS-DYNA先進的非線性分析軟體

4. 3DCS尺寸工程軟體

主要工程諮詢服務:

1. CAE技術諮詢服務

2. SE同步工程技術諮詢服務

3. GD&T尺寸工程技術諮詢服務

4. CAE軟體二次開發服務

二、業績簡介

ETA公司(Engineering Technology Associates, Inc.)自 2000年開始在中國分銷 LS-DYNA軟

體至今已有十幾年,客戶涵蓋了汽車、模具、超級計算中心、軌道客車、鋼鐵、高校、電子電器、航

空航太等領域,並為這些領域的重要客戶長期提供技術支援及專案開發,建立了深厚的戰略合作關係。

ETA-China具有雄厚的技術實力,長期以來為客戶提供優質的 LS-DYNA技術服務,包括:

根據客戶的需要提供 LS-DYNA安裝調試服務;

為客戶提供定期培訓、多媒體培訓以及針對客戶要求的有償培訓服務;

為客戶提供 CAE高性能計算系統,用於碰撞、結構、NVH、疲勞、流體等計算;

為客戶提供全面的從硬體到軟體系統技術支援,對客戶進行定期維護,解決客戶在使用維

護過程中遇到的問題。

奧雅納工程諮詢有限公司 (ARUP 中國)簡介 ARUP 中國是著名國際工程諮詢公司 ARUP 在中國的分公司,ARUP 在全球超過 40 多個國家

擁有 80多個辦事處,10000多名員工。

ARUP 在中國已為各行業提供長達 20 多年的專業工程諮詢服務,在建築,汽車,環境等行業

贏得了廣泛的認可和聲譽,在香港,澳門,北京,上海,深圳,廣州,武漢,天津和重慶設有辦事

處,香港現有 2000多名員工,大陸現有 1000多名員工。

ARUP在 CAE領域為廣大客戶提供造型,碰撞,NVH,耐久性,行人保護,強度和 CFD等工

程諮詢業務,服務範圍涵蓋汽車,航空航太,鐵路機車,通用機械和軍工等領域,並作為 LSTC 全

球最緊密的合作夥伴之一在英國,中國和印度銷售 LS-DYNA 軟體和提供專業技術支援,提供如下

LS-DYNA軟體相關產品,説明客戶真正應用 LS-DYNA軟體解決工程實際問題:

碰撞有限元模型,包括 MDB,ODB壁障模型,行人保護模型和 DYNAMore假人模型。

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LS-DYNA中國代理商

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-31 -

LS-DYNA專業前後處理 OASYS軟體

FEMZIP壓縮軟體

Hycrash軟體(碰撞分析中快速考慮鈑金硬化效應軟體)

Comet軟體(CAE流程管理和任務自動化管理軟體)

ARUP 在中國目前已完成大量的 CAE 工程諮詢服務專案,積累了豐富的 CAE 工程諮詢專案實

施和管理經驗,這些寶貴經驗也為 LS-DYNA 軟體的技術支援和服務提供了強有力保障,這正是眾

多客戶選擇 ARUP中國作為 LS-DYNA軟體供應商的原因之一。

上海恒士達科技有限公司 (HengStar) 上海恒士達科技有限公司 www.hengstar.com 是一個以工程技術諮詢,CAE軟體銷售(LS-

DYNA)、技術服務培訓、及相關技術開發為一體的高新技術公司。公司主要從事汽車被動安全及

碰撞模擬模擬,CAE作業提交管理系統,CAE流程自動化等相關的技術研究開發工作。公司位元

於上海市浦東區張江高科技園區。

公司本著“持之以恆,奮進博達”的宗旨和同國外軟體發展公司、軟體代理公司、諮詢公司、培

訓中心等之間的良好合作關係,竭誠説明汽車製造企業更好地借鑒和分享國內外先進汽車安全設計

策略和設計方法,並更有效地運用汽車部件和整車試驗,以及電腦輔助工程技術即 CAE模擬類比

來提高汽車的安全性能。

同時公司進一步拓寬在其他高技術產品設計,製造,及生產方面的業務能力,利用 CAE技術

和公司技術團隊,改進優化現有產品,開發新產品,為提高人民生活品質提供更環保,更可靠,更

先進的優質產品。

目前公司代理的主要 CAE 軟體為:

LS-DYNA套裝軟體(LS-Prepost,LS-OPT,LS-TaSC,LSTC Dummies和 Barrier模型),

其他相關前處理 DynaX,Visual Environment(Visual Crash for Dyna,和 Visual Process),

優化軟體 Genesis 和 VisualDOC,

發動機罩內板設計軟體 EnkiBonnet,

金屬成形軟體 JSTAMP+LS-DYNA

LS-DYNA工作提交檔管理軟體 d3View。

大連富坤科技開發有限公司簡介(Dalian Fukun)

大連富坤科技開發有限公司是從事電腦軟體的開發、銷售、技術諮詢服務企業,同時兼有技術

進出口、貿易進出口的業務。自 2007年以來和美國 Livermore Software Technology

Corperation(LSTC)合作進行 LS-PrePost的研發。LS-PrePost是一款專門針對有限元求解器 LS-

DYNA開發的前後處理軟體,它能夠提供快速的後處理功能,強大的 LS-DYNA關鍵字和輸入模

型管理功能。LSTC 和大連富坤科技合作之後,推出了新設計的 LS-PrePost版本,新版本擁有完

善的圖形介面、幾何處理模組、ALE、金屬成形、氣囊顆粒法設置等新功能。最近開發的圖形處理

技術,大大提高 LS-的圖形處理速度。大連富坤科技開發有限公司開發部負責 LS-PrePost 的開發、

維護、技術支援及其所有相關工作。目前擁有博士三人,碩士六人。

2010年經美國 Livermore Software Technology Coorperation (LSTC)公司委託及授權允許大

連富坤科技在中國直接銷售 LS-DYNA及相關軟體產品。大連富坤科技銷售 LS-DYNA主要通過

與其他推銷商合作方式。

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LS-DYNA臺灣代理商

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-32 -

LS-DYNA臺灣代理商

勢流科技股份有限公司( Flotrend Corp.)

地址:110 臺北市信義區忠孝東路五段 550 號 13 樓(任遠大樓)

電話:886-2-2726 6269

傳真: 886-2-27266265

網址:www.flotrend.com.tw 郵箱:[email protected]

安捷新科技股份有限公司(AgileSim)

地址: 臺北市民生東路二段 141 號 6 樓

電話: 886-2-2518-9060 手機:手機:886-936-460-655

傳真: 886-2-2518-9061

網址: http://agilesim.com.tw 郵箱 [email protected]

鑫威資訊股份有公司(SimW@re)

地址: 110台灣臺北市信義區虎林街 202巷 46號

電話: 886-2-2728 1206

傳真: 886-2-27281206

網址:www.simware.com.tw 郵箱 [email protected]

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代理商 LS-DYNA 培訓

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-33 -

2016 年 LS-DYNA 公開課培訓安排

ETA 公司(Engineering Technology Associates, Inc.)自 2000 年開始在中國分銷 LS-DYNA 軟

體至今已有十幾年,客戶涵蓋了汽車、模具、超級計算中心、軌道客車、高校、電子電器、航空航

太等領域,並為這些領域的重要客戶長期提供技術支援及專案開發,建立了深厚的戰略合作關係。

ETA-China 希望通過開展不定期的公開課培訓説明廣大客戶及時瞭解最新的 CAE 技術及更好地

使用 LS-DYNA軟體。

培訓內容 培訓

天數

2016 年培訓時間安排

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

LS-DYNA基礎知識培訓 2天 免

√ √

LS-DYNA 在鈑金衝壓中的應用

基礎培訓 2天

LS-DYNA 在道路載荷提取的應

用高級培訓 2天

費 √ √

LS-DYNA 整車碰撞分析的高級

培訓 2天

費 √ √

LS-DYNA 在汽車約束系統中的

應用高級培訓 2天

LS-DYNA 在 ALE-FSI 方面的應

用培訓 2天

LS-DYNA 在鈑金衝壓中的應用

高級培訓 2天

LS-DYNA 在跌落分析中的應用

高級培訓 2天

LS-DYNA 回彈預測及回彈補償

應用培訓 2天

LS-DYNA 在隱式分析中的應用

高級培訓 2天

LS-DYNA 隱式演算法在鈑金成

形領域中的應用 2天

培訓時間會根據報名情況做相應調整,敬請留意每月簡報或查看網頁 www.eta.com.cn 以獲取完整的課程內容

及培訓具體時間。

我們還可以根據客戶的不同要求定制培訓課程,如有需求請發郵件至 [email protected]

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代理商 LS-DYNA 培訓

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-34 -

ETA-China 2015 年 11 月 13 日消息

為了與業內人士共同分享世界先進的鈑金成形技術,以及更好的為用戶提供相互交流的機會和

平臺,深化使用者 DYNAFORM 軟體的使用,

ETA-China 於 11 月 13 日 LS-DYNA 中國用戶大

會期間,在上海浦東湯臣洲際大酒店舉辦 2015

年 DYNAFORM 鈑金成形數值模擬模擬技術交流

會。

來自汽車、鈑金衝壓模具廠和高校的近 50 位

元工程師與相關領域的研究人員參加了會議。

ETA-China 邀請了國內知名的 DYNAFORM 用戶

作為演講嘉賓介紹他們的使用經驗,這些嘉賓

來自:上海通用汽車,上海匯眾汽車,浙江煒

馳集團,昆山六豐模具以及北京機電研究院國

家重點實驗室。

演講嘉賓向參會者介紹了他們使用

DYNAFORM 軟體的心得,大家共同就模擬技

術在汽車用零部件的回彈分析,模具磨損分析,

熱成型分析,管件液壓脹型分析等各個領域的

技術點、難點進行了深入的溝通和交流,為

DYNAFORM 在中國的使用和推廣貢獻

了自己的意見,也讓我們看到了

DYNAFORM的蓬勃生命力。

產品經理--徐金波在大會中結合案例穿插

講解技術要點,其理論結合實際的講解

使 各 技 術 人 員 們 能 夠 充 分 瞭 解

DYNAFORM 的功能,並就工作中的技

術問題與大家交流,會議期間大家互動

頻頻,與會者們都普遍反映同行的豐富

經驗以及徐經理的詳盡講解使他們受益

匪淺。

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代理商 LS-DYNA 培訓

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-35 -

奧雅納工程諮詢(上海)有限公司

Arup中國 2015年度培訓安排

奧雅納工程諮詢(上海)有限公司(簡稱 Arup China)為滿足中國廣大 LS-DYNA 用戶的技術支

援和培訓需求,將安排每月一次的公開課培訓,提供學習和交流的機會,提升雙方的技術實力。

課程內容 是否收費 天數 日期

Oasys 軟體 JavaScript 開發培訓 免費 1 天 2015 年 4 月 3 日

Oasys 軟體基礎培訓 免費 2 天 2015 年 5 月 21-22 號

LS-DYNA 隱式分析培訓 收費 2 天 2015 年 6 月 2-3 日

LS-DYNA 破裂,損傷和失效分析培訓 收費 2 天 2015 年 6 月 4-5 日

LS-DYNA 約束系統分析培訓 收費 2 天 2015 年 7 月 23-24 日

LS-DYNA 鞭打分析培訓 收費 2 天 2015 年 8 月 20-21 日

Oasys 軟體行人保護分析培訓 免費 2 天 22015 年 9 月 24-25 日

LS-DYNA 汽車碰撞高級培訓 收費 2 天 2015 年 10 月 29-30 日

LS-DYNA 約束系統分析培訓 收費 2 天 2015 年 12 月 17-18 日

屆時每個月都將發佈下個月的培訓邀請函。詳細培訓課程內容請從 ARUP 公司網站

(www.arup.com/dyna)下載,或發郵件至 [email protected]獲得。

公司地址:上海市淮海中路 1045號淮海國際廣場 39-41樓,30樓,37樓

電話:021-31188876

傳真:021-31188882

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代理商 LS-DYNA 培訓

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-36 -

上海恒士達科技有限公司

2016年 LS-DYNA相關高級技術培訓

課程內容和培訓具體時間請查看網址 www.hengstar.com

地址:中國上海市張江高科技園區

郭守敬路 498 號 11 號樓 11205-11206 室

郵編:201203

電話:021-61630122

傳真:021-61630201

郵箱:[email protected]

連絡人:沈禹 13524954631 [email protected]

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代理商 LS-DYNA 培訓

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-37 -

上海恒士達科技有限公司-活動資訊

上海恒士達科技有限公司本著“持之以恆,奮進博達”的宗旨一直以來積極參與、贊助中國 CAE 相關

的技術會議,技術交流和其他技術活動,竭誠幫助中國企業利用 CAE模擬(如 LS-DYNA類比)來提高產

品設計,產品創新,從而提高產品的競爭能力。

2015年 11月 12-17日,上海恒士達科技有限公司邀請 LS-OPT 開發者 Anirban Basudhar博士分別在

上海延鋒江森,江淮汽車有限公司進行 LS-OPT 的培訓和現場指導。分別就座椅設計中的結構優化、骨

架減重及穩健性設計和 LS-OPT 在約束系統中的應用及約束系統設計中優化專案的具體實施等進行了現

場指導和交流。另外還針對 LS-OPT 的理論及在應用中所需注意的關鍵知識進行了講解,使用戶對 LS-

OPT 有了更加深刻的理解和認識。

2015年 12月 10-11日,上海恒士達科技有限公司在上海浦東軟體園成功舉辦了 2015年度最後一次

LS-DYNA基礎培訓講座。此次培訓由專案經理王鵬主講,內容主要包括 LS-DYNA Keyword介紹,輸

入檔的準備、顯式計算原理及時間步

長、單元類型介紹、材料本構關係入

門介紹、接觸演算法介紹、沙漏原理

介紹、連接關係類比、控制卡片等。

為了有效幫助提高 LS-DYNA用

戶的使用水準,上海恒士達科技有限

公司在全國範圍內開展 LS-DYNA用

戶的現場支援,分別走訪上海,北京,

重慶,武漢,長春,杭州,西安的 LS-

DYNA客戶,瞭解客戶的需求,及時

解決客戶的相關技術問題,得到了用戶的好評和肯定。

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國內會議資訊快遞

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-38 -

國內會議資訊快遞

2016年 1-3月中國機械工程協會機械工業自動化分會培訓資訊

1月 15-17 日第八屆汽車開發同步工程技術高級培訓班地點:北京

1月 18-20 日第二屆整車可靠性試驗規範與測試方法專題培訓班地點:北京

3月 29-31 日第五屆汽車整車性能開發與集成技術高級培訓班地點:北京

2016 年 5 月 31 日-6 月 2 日

第十屆中國國際鈑金、衝壓暨金屬成形展覽會

地點:上海世博展覽館

展會介紹:每年一屆的展會,致力於鈑金衝壓件及裝備企業與用戶的交流合作,為全球鈑金衝壓件及裝

備製造商提供集形象展示、品牌推廣、市場行銷於一體的強大交流平臺,是供應商和採購商共贏的盛會,

是中國乃至全球鈑金衝壓件及裝備行業重要的展事之一。

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LS-DYNA資訊資源網址

有限元資訊 2015第六期 (雙月刊)-39 -

LS-DYNA 資訊資源網址

www.lstc.com

LSTC公司網址 www.lsdynasupport.com

LSTC公司 LS-DYNA支持網站。使用者可以下載不同版本的 LS-DYNA軟體 www.feainformation.com

FEA一般資訊和各種類比動畫資料庫網址 www.feainformation.com.cn

FEAInformation中文版。LS-DYNA最新發展動態,功能介紹,應用實例交流 www.dynasupport.com

LS-DYNA的支持網站。LS-DYNA教程、常見問題解答、LS-DYNA的發行說明

和手冊並可供下載。 www.lsoptsupport.com

LS-OPT的支持網站。LS-OPT的最新動態、入門指南、常見問題解答和實例。 www.dynalook.com

網址包含了過去 10年 LS-DYNA的國際技術論文和歐洲的會議論文。有超過

950篇論文可供參考。 www.dynaexamples.com

用戶可以下載不同的 LS-DYNA培訓課程的課件和實例。 www.topcrunch.org

LS-DYNA在不同硬體平臺上的基準測試結果。這些資訊可以用於硬體性能的評

估和比較。 blog.d3view.com

訪問 LS-DYNA功能的各種評論和詳細資訊。 www.ncac.gwu.edu/vml/models.html

由 NCAC維護。它提供了各種車輛和道路隔離護欄的有限元模型。 www.dummymodels.com

提供 LS-DYNA的假人模型及其驗證情況的詳細資訊。 此外,用戶還可以加入其中的用戶組:

http://tech.dir.groups.yahoo.com/group/LS-DYNA/ http://groups.google.com/group/ls-prepost/ http://groups.google.com/group/lsopt_user_group/

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