LS-DYNA有限元分析常见问题及案例详解
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1.4 圆柱坐标系下的边界条件定义

我们希望在柱面坐标系下施加 LOAD、SPC 和 BPM。可以把*define_function 作为LCID在圆柱坐标系下施加节点力,但此时圆柱坐标系必须是固定的。据我们所知,SPC和BPM不可能在圆柱坐标系下定义,除非为每个节点定义坐标系。

我们建议将坐标系类型参数 CSTYPE 添加到*define_coordinate_*中(笛卡儿/圆柱形/球形)。

假设当前坐标系以旋转矩阵形式存储在LS-DYNA中,有9个值。如果CSTYPE表达的是一个圆柱形(或球形)坐标系,则可通过原点、z轴上的点、在r方向上的点来替代,这也是9个值。

有些关键字可以引用 CID,但是需要 CSTYPE 支持*load 和*boundary_prescribed_motion。

可以使用LSPP 4.1在圆柱坐标系下应用节点SPC,以便在关键字中自动定义和调用局部笛卡儿坐标系。

(1)选择Model→CreEnt→Boundary→Spc→Cre指令。

(2)单击单选按钮“Set”或“Node”,如果单击“Set”,则多个节点将具有相同的局部坐标系,否则要约束的每个节点将对应于每个*define_coodinate_system和*boundry_spc_node。

(3)选择复选框内的“Cylindrical CS”。

(4)选择(必要时创建)一个CID和对应圆柱坐标系中z轴的CID(笛卡儿X、Y或Z)的方向。

(5)选择一些被约束的节点,单击“Apply”按钮。

使用LSPP 4.1在圆柱坐标系下应用节点强制位移,以便在关键字中自动定义和调用矢量。

(1)选择Model→CreEnt→Boundary→Prescribed Motion→Cre指令。

(2)选择DOF=4(平动)或8(转动)。

(3)选择复选框内的“Cylindrical CS”。

(4)选择R或T来指示施加的运动是径向的还是切向的。

(5)选择(必要时创建)一个CID和对应圆柱坐标系中z轴的CID(笛卡儿X、Y或Z)的方向。

(6)选择“Pick”并选择一些被约束的节点,单击“Apply”按钮。

如果在创建 SPC(或 boundary_prescribed_motion)时选择“Node”,则允许在使用选择窗口选择任意数量的节点时,LSPP 为需要约束的圆柱坐标系下的每个节点创建唯一的笛卡儿坐标系(或唯一的矢量)。

如果在创建SPC(或boundary_prescribed_motion)时选择“SET”而不是“Node”,则集合中的所有节点都将使用相同的笛卡儿坐标系(或相同的矢量)。

LSTC提供了两个input文件:第一个是施加圆柱坐标系下SPC和BPM前的网格模型;第二个是由LSPP 4.1创建圆柱坐标系下SPC和BPM后的模型。只需单击几下鼠标,许多坐标系和矢量将由LSPP自动创建。