关于在DYNA中施加重力载荷的一点认识

guojun9911228

最近在论坛中看到不止一篇帖子谈到施加重力加速度的问题，但看到其中的解决办法令我忧心不已，那样的解决办法貌似可以，其实是大错特错啊！望各位同仁共同探讨。
其方案大致如下，定义两个数组，其一是时间数组，其二是重力加速度数组。然后给结构施加加速度载荷（使用上述两个数组）。认为重力载荷施加完毕。
这样做的问题是：通常，重力载荷是恒定载荷，相当于结构中有初始应力，但不会有冲击效果。但上述方案相当于给太空中不受重力的太空站突然施加了一个体积载荷，结构中将出现较强的动力效果，那么其后的其他分析比如碰撞，等等分析都是不准确的。
由于知识所限，本人不知道DYNA有没有直接的命令施加重力载荷，假设没有，本人有个方法可以一试。
先按照上述方法给结构施加载荷，在开始计算之前修改K文件，增加系统阻尼，*DAMPING_GLOBAL，指定一个比较大的值，具体多少可以尝试。设定一定的计算时间，使阻尼把冲击效果消耗掉，结构中各个节点的加速度，或者速度都趋近于0.然后输出重启动文件。理由重启动分析，进行下一步想要进行的分析。这样就能把重力载荷合理的考虑进去了。此法本人使用过，为了使阻尼把冲击效果尽快消耗掉，提高计算速度，建议重力加速度曲线不使用方波形式，而使用从零逐渐增加到9.8的递增式，然后在9.8处保持一段时间。
方法正确与否，敬请探讨，一切为了可靠的结果。

simulin_k

请问增大阻尼后衰减的为什么还没有不加阻尼时快呢？谢谢

foolsd

10楼给出了几种计算方法 我简单说下他们的优缺点和需要注意的问题
Preloading due to gravity can be accomplished via a
1、 Dynamic relaxation analysis (explicit or implicit),  or
动力松弛，这个方法简单但计算精度稍差，注意最好动力松弛阶段把材料改成弹性，避免动力效果导致材料属性改变，动力计算再改回来。
2、 As a separate implicit analysis,
这个计算结果最好（因为是用ansys计算的） 但是在隐式（ansys）转显式（dyna）的转换过程中，有可能出错，因为ansys和dyna对单元和约束等的定义方法是不一样的，可能会产生转换失效，比如说约束方程的转换就有问题。
3、During the early going of an explicit analysis.
这个方法简单但非常耗时，而且准确度较差，不太推荐

guojun9911228

注意，再次计算之前，要把系统阻尼删除！！！

zhoulifen

很复杂啊！不过可以一试。

zlxiaonan

dyna中有体力载荷的施加方法，load_body。load_node是施加非体力载荷的。dyna作为VPG的处理器，如果没有重力的施加，可想而知是多么的不可思议。

简单爱

小宝哥 我是ansys/ls-dyna，施加体加速度在K文件该如何加啊

zlxiaonan

软件里可以加，不用K文件吧。

zlxiaonan

你用ansys文件夹下的ls-prepost吧。找不到，在文件夹里搜索一下。

caeguy

dynamic relaxation 不就是你想要的吗?

kyleyan

这么复杂 谢谢了

yulyu

Preloading due to gravity can be accomplished via a
- Dynamic relaxation analysis (explicit or implicit),  or
- As a separate implicit analysis, or
- During the early going of an explicit analysis.

oscarboyzmin

load_body_z和Define_curve配合就能搞定，关键字手册里面对load_body_z的介绍后面的例子就是加重力....何必搞这么复杂
而且楼主有个概念理解问题，其实重力对于均匀物质就是一种体积荷载，说它产生初始结构应力只是这种荷载的作用效果。太重中也有重力（地球的引力）的，不过比较小，正好提供其绕地球公转的向心力而产生失重而已

oscarboyzmin

我为上面说的话承认错误~
我是学力学的，因为在平衡微分方程中，体力项和密度与加速度乘积项是在一起的，所以从物理上来说重力确实是体力的一种，通过给定竖直方向的加速度定义重力是对的。但是我刚刚做了一个简单的算例，对四角固支的平板，分别给重力加速度和与重力同大小的均布压力，前者显式分析没有阻尼，后者隐式分析，得到最大等效应力在同一个数量级，所以我赞同楼主意见，使用*load_body_z和施加加速度的方法加重力在某些时候误差还是很大的。
现在我正在做试验，算一辆整车在只有重力加速度（方波）作用下得响应，然后做对比，如果有什么结果继续奉上~

ywluck

楼主的话，让人茅塞顿开啊！
也期待楼上能够给出误差的范围。

ysyzhb

这个问题很棘手，楼主肯定是做过这方面的工作了。
就我目前所做的一些工作来看，个人认为用dyna分析问题时能不考虑重力则不考虑，因为用*load_body_Y/Z/X施加重力带来的是无穷的动能振荡(不考虑damping)，而这种振荡有时会对结果产生干扰。如下我做过的一个简单例子：

ysyzhb

如果实在要施加重力，楼主提供的是其中一个方法，利用damping消耗掉动能，然后进行完全重启动分析；dyna还提供了一些其它方法可供选用：动力松弛，隐-显转换，dynain文件法。
这些方法各有优缺点，都有它们自己的适用范围，使用时一定要注意。
原则：重力作为一种初始应力，本不该对模型产生惯性效应，但由于数值误差或其它原因不可避免的带来了动能，那么我们在后处理时一定要检查重力带来的动能可能占整个模型动能的百分比，若太多，那么分析可能就是不正确的。
个人的一点看法而已，欢迎大家讨论这个问题。

si13

赞楼上！
能否借鉴abaqus的重力施加方法：
”地震过程中ABAQUS结构自重的施加方式总体上讲为：以Gravity形式施加结构自重（Load），然后再施加boundary condition地震加速度输入。
具体CAE操作为：(1)Step中创建两个Step（分别为SelfW和Dynamic）(2) LoadCreate LoadType=Gravity（step=SelfW）(3) Create boundary conditionAcceloration…（step=Dynamic）
Q关注点：为什么要创建2个step？A：(a) 加载方式：ABAQUS在施加Gravity时，默认为Instantaneous（瞬时加载），如果把结构自重以瞬间加载方式加到结构上，相当于对结构施加了一个脉冲荷载，会引起结构在竖向的振动，在不考虑结构阻尼的情况，这种振动会一直持续下去。如果是混凝土结构，这种竖向振动也会造成混凝土受拉损伤，所以这种加载方式不太合理。
(b)新建加载方式：创建一个新的Amplitude，Type=smooth tpye，0时刻Am=0，然后再选择一个0.5s~1s时刻，Am=1，在这个区间内线性插值，实现幅值从0到1。这种方式加载要优于上述瞬时加载，但是在起初的0.5s（或者1s，即smooth tpye中设置的终点时间）内计算结果是不准确的，所以要把这部分的计算结果剔除，剔除方法就是，创建2个step，第一个step主要分析自重作用，待自重稳定后开始第二个step地震时程反应分析。“

yanghope

不错的建议。

rvc12345

这个东西很有用哟

jwobls

学到东西了