LYDYNA能量平衡

GLSTAT(参见*database_glstat)文件中报告的总能量是下面几种能量的和： 内能 internal energy 动能 kinetic energy

接触(滑移)能 contact(sliding) energy 沙漏能 houglass energy

系统阻尼能 system damping energy 刚性墙能量 rigidwall energy

GLSTAT 中报告的弹簧阻尼能”Spring and damper energy”是离散单元(discrete elements)、安全带单元

(seatbelt elements)内能及和铰链刚度相关的内能(*constrained_joint_stiffness…)之和。而内能”Internal

Energy”包含弹簧阻尼能”Spring and damper energy”和所有其它单元的内能。 因此弹簧阻尼能”Spring and

damper energy”是内能”Internal energy”的子集。

由SMP 5434a 版输出到glstat 文件中的铰链内能”joint internal energy”跟*constrained_joing_stiffness 不相

关。它似乎与*constrained_joint_revolute(_spherical,etc)的罚值刚度相关连。这是SMP 5434a 之前版本都存在的 缺失的能量项，对MPP 5434a 也一样。这种现象在用拉格朗日乘子(Lagrange Multiplier)方程时不会出现。

与*constrained_joint_stiffness 相关的能量出现在jntforc 文件中，也包含在glstat 文件中的弹簧和阻尼能和

内能中。回想弹簧阻尼能”spring and damper energy”，不管是从铰链刚度还是从离散单元而来，总是包含在内 能里面。

在MATSUM 文件中能量值是按一个part 一个part 的输出的(参见*database_matsum)。

沙漏能Hourglass energy 仅当在卡片*control_energy 中设置HGEN 项为2 时才计算和输出。同样，刚性墙

能和阻尼能仅当上面的卡片中RWEN 和RYLEN 分别设置为2 时才会计算和输出。刚性阻尼能集中到内能里

面。质量阻尼能以单独的行”system damping energy”出现。由于壳的体积粘性(bulk viscosity)而产生的能量耗散

(energy dissipated)在版本970.4748 之前是不计算的。在后续子版本中，设置TYPE=-2 来在能量平衡中包含它。

最理想的情况下能量平衡：

总能量total energy ＝ 初始总能量 ＋ 外力功external work

换句话说，如果能量比率energy ratio(指的是glstat 中的total energy/initial energy，实际上是total

energy/(initial energy + external work)) 等于1.0。注意，质量缩放而增加质量可能会导致能量比率增加。

注意在LSprepost 的History>Global energies 中不包含删掉的单元(eroded elements)的能量贡献，然而

GLSTAT 文件中的能量包含了它们。注意它们的贡献可以通过ASCII>glstat 中的”Eroded Kinetic Energy”&

“Eroded Internal Energy”来绘制。侵蚀能量(Eroded energy)是与删掉的单元相关的内能和删掉的节点相关的动

能。 典型来说，如果没有单元删掉”energy ratio w/o eroded energy”等于1，如果有单元被删掉则小于1。删掉

的单元与”total energy/initial energy”比率没有关系。总能量比率增加要归于其它原因，比如增加质量。重述一

下，将一个单元删掉时，文件glstat 中的内能和动能不会反映能量的丢失。取而代之的是能量的丢失记录在

glstat 文件的”eroded internal energy” & “eroded kinetic energy”中。 如果用内能减去”eroded internal energy”将得

到分析中还存在的单元的内能。对动能也一样。

matsum 文件中的内能和动能只包含余下(noneroded)的单元的贡献。

注意，如果在*control_contact 卡中将ENMASS 设置为2，则与删掉的单元的相关的节点不会删掉，”eroded kinetic energy”是0。

在LSprepost 中History>Global 只是动能和内能的简单相加，因此不包含接触能和沙漏能等的贡献。

壳的负内能：为了克服这种不真实的效应

－－关掉考虑壳的减薄(ISTUPD in *control_shell)

－－调用壳的体积粘性(set TYPE=-2 在*control_bulk_viscosity 卡中)

－－对在matsum 文件中显示为负的内能的parts 使用*damping_part_stiffness;

先试着用一个小的值，比如0.01。如果在*control_energy 中设置RYLEN=2，因为刚性阻尼而能会计算且包含 在内能中。

正的接触能：当在接触定义中考虑了摩擦时将得到正的接触能。摩擦将导致正的接触能。如果没有设置接触

LS-DYNA 常见问题汇总2.0 yuminhust2005 2008-10-12 第 12 页

阻尼和接触摩擦系数，你将会看到净接触能为零或者一个很小的值(净接触能＝从边和主边能量和)。 所说的

小是根据判断－在没有接触摩擦系数时，接触能为峰值内能的10%内可以被认为是可接受的。

负的接触能：突然增加的负接触能可能是由于未检测到的初始穿透造成的。在定义初始几何时考虑壳的厚度

偏置通常是最有效的减小负接触能的步骤。查阅LS-DYNA 理论手册的23.8.3&23.8.4 节可得到更多接触能的 信息。

负接触能有时候因为parts 之间的相对滑动而产生。这跟摩擦没有关系，这里说的负接触能从法向接触力 和法向穿透产生。当一个穿透的节点从它原来的主面滑动到临近的没有连接的主面时，如果穿透突然检测到， 则产生负的接触能。

如果内能为负接触能的镜像，例如glstat 文件中内能曲线梯度与负接触能曲线梯度值相等，问题可能是非

常局部化的，对整体求解正确性冲击较小。你可以在LS-prepost 中分离出有问题的区域，通绘制壳单元部件

内能云图(Fcomp > Misc > Internal energy)。实际上，显示的是内能密度，比如内能/体积。内能密度云图中的

热点通常表示着负的接触能集中于那里。 如果有多于一个的接触定义，sleout 文件(*database_sleout)将报告每一个接触对的接触能量，因此缩小了

研究负接触能集中处的范围。 克服负接触能的一般的建议如下：

－消除初始穿透(initial penetration)。(在message 文件中查找”warning”)

－检查和排除冗余的接触条件。不应该在相同的两个parts 之间定义多于一个的接触。 －减小时间步缩放系数

－设置接触控制参数到缺省值，SOFT=1 & IGNORE=1 除外(接触定义选项卡C) －对带有尖的边的接触面，设置SOFT=2(仅用于segment-to-segment 接触)。而且，在版本970 中推荐设

置SBOPT(之前的EDGE)为4 对于部件之间有相对滑移的SOFT=2 的接触。为了改进edge-to-edge SOFT=2 接

触行为，设置DEPTH=5。请注意SOFT=2 接触增加了额外的计算开消，尤其是当SBOPT 或者DEPTH 不是

缺省值时，因此应该仅在其它接触选项(SOFT=0 或者SOFT=1)不能解决问题时。模型的细节可能会指示可用 其它的一些方法。__

1、hypermesh找CAE模型的重心的方法

Y( ]! G, c9 V3 {回答：操作窗口post-summary，点击load工具条，找到Altair目录-hw7.0-templates-summary>选择你所应用的模块，hm,dyna,abaques,.etc.-ctr_of_gravity,选择完之后点一下summary，就会弹出质量分布窗口，所有的信息都在这里了，可以显示整个模型的，也可以显示当前显示单元的。最后几行就是整个模型的重心坐标；还有一种方法，就是你把模型调试好了，计算一下，在写出的d3hsp文件中，有重心的坐标。

2、负体积问题

回答： 负体积定义？

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负体积是由于element本身产生大变形造成自我体积的内面跑到外面接着被判断为负体积。 关于负体积的解决办法？

# j6 x0 c: |8 y7 N4 z8 v3 ?. K2 g

负体积多是网格畸变造成的，和网格质量以及材料、载荷条件都有关系。可能的原因和解决的方法大概有几种：

（1）材料参数设置有问题，选择合适的材料模式 （2）沙漏模式的变形积累，尝试改为全积分单元