جزوه آموزشي

و و تحليل مسائل غير خطي شبيه سازي

گذراي ديناميكي با نرم افزار

LS-DYNA

تاليف: احمد رحمتيو صنعت تهراندانش–)ماشين هاي ريلي( مكانيكمهندسي كارشناسي ارشد گاه علم

ahmadrahmati15@yahoo.com

www.railway-iust.blogfa.com

1

Ahmad Rahmati School of Rail Way Engineering

Iran University of Science and Technology Tehran, I. R. Iran

www.railway-iust.blogfa.com ahmad_rahmati@rail.iust.ac.ir ahmadrahmati16@gmail.com ahmadrahmati15@yahoo.com

2

LS-DYNAفصل اول: معرفی نرم افزار

مقدمه:-1-1

مورد ی پیچیدهبسیار قدرتمند که در حال حاضر برای شبیه سازی پدیده های دینامیک2اجزا محدود های1یکی از حلگراست. این حلگر عالوه بر تحلیل های دینامیکی قادر به حل مسائل گوناگون LS-DYNA استفاده قرار می گیرد، حلگر

در حوزه های مختلف فیزیکی از جمله مکانیک جامدات، انتقال حرارت، دینامیک سیاالت و همچنین به صورت مستقل وش اصلیر به حل مسائل تنش حرارتی و بر هم کنشی سیاالت می باشد. با دیگر پدیده های فیزیکی قادر3همزمانیا

نیز با توانایی4میباشد. اگرچه هم اکنون یک روش حل ضمنی Explicit Time Integrationحل مسائل آن نیز بر پایه 5LSTC این نرم افزار در حال حاضر به صورت فعال توسط شرکتمحدود ساختارها و انتقال در دسترس میباشد.

.استدر حال گسترش و بروزرسانی

LSTCلوگوی تجاری شرکت-1شکل

بیشتر شهرت این نرم افزار در زمینه شبیه سازی و تحلیل مسائل غیرخطی و گذرای دینامیکی با استفاده از حل المانت با قابلیت اتومبیل سازیصنعت توسط صنایع مختلفی از قبیلDYNA -LS.باشد می6محدود صریح خصصی های

و،چون مدلهای آماده بالشتک هوا هوا فضا، نظامی، ساخت سازه ها و زیست مهندسی صنعت سنسورها، کمربند ایمنی.مورد استفاده قرار می گیرد

:LS-DYNAتاریخچه پیدایش نرم افزار-1-2

در 1976است که در سال DYNA3D نرم افزار المان محدود LS-DYNA منشأ آن زمان هیچ ساخته شده است.افزارهای دو بعدی نیز برای وجود نداشت و نرم7برخوردپدیده هایی چون نرم افزاری برای شبیه سازی سه بعدی

کُد منبع 1978به راه خود ادامه داد. در سال DYNA3D این منظور کافی نبودند. پس از آن که پروژه متوقف شد

1 Solver 2 Finite element method 3 Coupled analysis 4 Implicit 5 Livermore Software Technology Corp 6 Explicit 7 Impact

32

می. کلیک می شود Plot گزینهو نمودهخاب ) را انت X-stressعنوان مثال نتایجی مطابق نمودار زیر ظاهر

گردد.

:LS-DYNA و ایجاد فایل ورودی به حلگر خالصه ای از روند آنالیز

: شرح مسئله1مرحله : تخمین نتایج مورد انتظار (حل نوشتاری)2مرحله

PrePost-LS: باز کردن برنامه3مرحله

م4مرحله )هاستقیم مدل المان محدود ( گره ها و المان : ایجاد

element and meshدکمه

shape mesherدکمه

Entity: 4N_Shellجعبه

: تعیین خصوصیات جنس و مواد5مرحله

برای باز نمودن موارد انتخابی جنس و ماده MATگزینه

45

کلیک کرده و باید مطابق شکل زیر گره هایی که ایجاد شده اند Applyبر روی Entity Creationاکنون در فرم

به بسته شود. حال نمای دید با فشردن کلید Entity Creationرا زده تا فرم Doneمشاهده شود. Shaded Element Mode گردانده می شود.باز

: اعمال سرعت به کره7مرحله

و سپس Velocityمکان پذیر است. فرم را باز نموده و بر رویا Create Entityاین مورد نیز در فرم

Initial که گزینه شودکلیک کنید. اطمینان حاصلCre را در جعبه-20انتخاب شده است. مقدارVz.وارد شود

ا ByPartگزینه Set.Nodes. در پنجره شودتمامی گره های کره انتخاب ستیاکنون بای یجاد شده و سپس مدل کره

.گرددمی ر پنجره اصلی انتخابد

کلیک کرده و لیستی از تمامی گره های انتخابی مطابق شکل زیررا Entity Creation ،Applyاکنون در پنجره

مشاهده خواهد شد.

67

: تحلیل های پیچیده تر با کاربرد نظامی و صنعتیسومفصل

صدر و و نعت خودرو همانند پدیده های انفجار،این فصل چندین شبیه سازی های کاربردی در حوزه نظامی کیسه نفوذ هوای خودرو بررسی می گردد.

شبیه سازی پدیده انفجار:-5-1

توانایی شبیه سازی انفجار ناگهانی حاصل از احتراق و نیروهای LS-DYNAیکی از قابلیت های کارآمد نرم افزار

امکان را به کاربران می دهد ضربه انفجار را با استفاده از ایجاد شده به واسطه آن می باشد. در واقع نرم افزار این

این توابع نیروهای فشاری ناشی از احتراق را در جنگ افزار های.شبیه سازی نمایند Airblastیا تابع Brodeتابع

ی شود.ممعمولی تعیین می نمایند. نمونه ای از شبیه سازی پدیده ضربه انفجار در یک سیلندر در شکل زیر مشاهده

شبیه سازی نیروهای حاصل از ضربه انفجار بر روی یک صفحه-5-1-1

) ) قرار گرفته شبیه سازی می شود.Blast Loadsدر این مثال صفحه ای که در در برابر نیروی فشار ناشی از انفجار

بخش اول: ایجاد مدل

:مسیرهای زیر به ترتیب طی می گردد

س Element and Meshگزینه-1 انتخاب می شود. در پنجره ظاهر شده گزینه Shape MesherپسوBox_Solid و سپس Define_Box.در جعبه های مربوط به مختصات به ترتیب انتخاب می شود

)0,0,0() ،Vx) وارد می شوند. در قسمت تعیین چگالی المان بندی نیز مقادیر مربوط به 1,1,0.02وVy ،Vzمی شوند. در انتها گزینه های وارد20،20،2به ترتیبAccept وDone .انتخاب می گردند

89

تعریف شرایط اولیه برای ماده منفجره (نقطه شروع انفجار)

در DETONATIONو سپس Initialگزینه Keyword Managerدر پنجره انتخاب می شود. در پنجره ظاهر شده تعیین می شود. (0,24,0)ماده منفجره و سپس مختصات نقطه انفجار به صورت PIDجعبه

مرحله هفتم: تعیین معادله حالت

معادله حالت نیست. اما برای قیف مسی نیازی به تعریف (CASE)با توجه به نوع ماده انتخاب شده برای بدنه(LINER) و ماده منفجره(EXP) .معادله حالت مطابق زیر تعیین می گردد

معادله حالت ماده منفجره

انتخاب می شود. مقادیر زیر در جعبه های موجود JWLو سپس EOSگزینه Keyword Managerدر پنجره تعریف می شود.

A=371.2, B=3.231, R1=4.15, R2=0.95, OMEGA=0.3, E0=7, V0=1

انتخاب شده اند. TNTتوجه شود مقادیر فوق از جداول مربوط به ماده