LS-DYNA复合材料抗冲击分析应用总结（一）：建模篇

前言

工作中使用LS-DYNA已有十余年，目前从事复合材料抗冲击分析工作，最近想把这几年琢磨复合材料抗冲击的一些体会总结出来，尽管内容比较浅薄，但愿能够帮助初学者入门。

LS-DYNA在铺层抗冲击分析中的应用

1. 分析思路

铺层抗冲击有限元分析基本遵循我们理解的有限元分析过程：建立有限元网格模型-定义材料模型-定义边界条件-提交计算-后处理。本人做了简单总结，如下图1所示。

图1 铺层分析思路

2. 铺层建模

实际工作中，铺层建模时经常用壳单元表征铺层结构，个人认为有两方面原因，一是结构几何特征符合有限元中壳单元的假设；二是利用壳单元建模简单，尤其是定义铺层层数参数。当然，针对一些特殊结构，厚壳单元和实体单元也是可以使用的。铺层建模时，三种单元类型使用示意图见下图2所示。

图2 三种单元类型定义铺层

下面针对LS-DYNA中铺层建模时壳单元的使用做简单介绍。LS-DYNA前处理软件为LS-PREPOST，其中壳单元定义铺层主要有三种方式，分别介绍如下：

1. 通过关键字*SECTION_SEHLL定义，见下图3所示，为后续介绍方便，此处取名为BETA_SECTION；
4. 

图3 BETA_SECTION

1. 通过关键字*ELEMENT_SHELL_COMPOSITE定义，见下图4所示，取名为BETA_ELEMENT;
4. 

图4 BETA_ELEMENT（方法一）

图4 BETA_ELEMENT（方法二）

1. 通过关键字*PART_COMPOSITE定义，见下图5所示，取名为BETA_PART;
4. 

图5 BETA_PART

此处重点是铺层方向即单元方向的设置，除上述三种定义方式以外，在材料模型中也可通过参数BETA定义材料方向，此处将该方法取名为BETA_MAT，如下图6所示。

图6 BETA_MAT

采用不同方式之间定义时，铺层角度可能会叠加或覆盖，这点需要仔细检查，本人做了一个简单的总结表，如下。

今天先写这么多，下一篇开始将对材料模型做详细总结！

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