Ls-dyna案例二：仿真分析实操记录，附详细步骤

本案例模拟钢球在重力作用下撞击墙体，仿真本身不难，但是这个案例用到了一个新的命令，其关键字为DEFORMABLE_TO_RIGID_AUTOMATIC，即柔性体与刚体的相互转化，在模型彼此间还没有建立接触关系时，为加快计算速度，将柔性体变为刚体，在模型快要接触时，再将刚体变为柔性体，这样可以节省计算机资源。

Component(零件)：

仿真中共3个零件，分别为钢球，钢绳与墙体。3个零件均只定义了材料(Material)与属性(Property)，没有涉及到EOS状态方程与沙漏控制(Hourglass)。

Model图形树信息如下：

Solver图形树信息如下：

Material(材料)：

钢球为刚体，MATL20号材料，通过实体单元模拟，材料属性中不定义相关自由度的约束(Constraints)。钢绳为柔性体，MATL3号材料，材料属性为钢，通过梁单元面模拟。墙体为柔性体，MATL3号材料，材料属性为铝，通过实体单元模拟，虽然铝材定义了FS失效系数，但是通过模拟发现，钢材撞击铝材后弹回，铝材没有发生破坏。

Property(属性)：

案例共用到了2种截面属性(Section)，梁单元与实体单元。

Set(集合)：

共定义了2个Set节点集合，用于定义钢绳与墙体的边界条件。其中钢绳的Set集合为钢绳下端的1个节点，而墙体的Set集合为墙体外侧所有节点。

Curve(曲线)：

案例中共定义了2条曲线(Gravity与D3PLOT)，一个用于定义D3PLOT命令，控制输出结果的帧数，但是不同于利用固定时间输出帧数的方式，而是利用曲线形式灵活定义，在0s至0.25s，钢球还没有与墙体接触，可以适当减少动画帧数，每0.01s输出一帧动画。而在0.25s至0.26s时，钢球将与墙体发生接触，为了看清钢球与墙体的接触过程，增加输出动画帧数，每0.0005s输出一帧动画。另一个用于定义重力加速度。

重力加速度曲线：

Groups(接触)：

定义钢球与墙体的接触，考虑了侵切效应，其关键字为CONTACT_ERODING_SURFACE_TO_SURFACE，其中钢球为主面，墙体为从面。

Load Collector(载荷集合)：

定义重力载荷，重力加速度为X轴方向，但是与重力方向相反(SF为-1)。

定义钢绳与墙体的边界条件，钢绳的下端节点约束除绕Z轴转动方向的全部自由度(即1、2、3、4、5自由度)，而墙体只约束外侧节点的1、2、3自由度。

然后是本案例的关键命令，即柔性体与刚体的相互转化的载荷集合。首先需要将柔性体转变为刚体，SWSET为转化命令的序号，每个载荷集合的转化序号都必须是唯一的，不可重复。CODE为0，表示在TIME1时刻发生柔性体与刚体的转化。TIME1与TIME2分别为命令的开始与结束时间，本案例的仿真时间为0.26s，0s至0.25s，在重力的作用下，钢绳带动钢球转动，但并未与墙体发生接触，因此可以在这个时间段，将钢绳与墙体转变为刚体以加快计算速度。D2R表示柔性体(D)转变为刚体(R)的零件(Component)个数，本案例为2个，并且在后面还需要定义具体的零件PID号。

在0.25s至0.26s这个时间段，钢球将与墙体发生结束，因此需要将刚体再转变为柔性体，SWSET的序号为2，R2D为2(刚体转变为柔性体的零件为2个)，分别为钢球与墙体。

仿真结果：

虽然定义了墙体的损伤系数，也在接触中定义了侵切设置，但是墙体并没有发生破坏。钢球撞击前提后发生回弹。

Gif仿真动画：

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