Finite Elemente in Bewegung - CAD-FEM GmbH

LS-DYNA: Neue Möglichkeiten zur
Berechnungs- und Prozesssteuerung
Bereits seit Juni 2006 steht die aktuelle
LS-DYNA Version 971 zur Verfügung.
Aber viele der zahlreichen Neuerungen
werden bislang wenig oder gar nicht
genutzt, vielleicht auch weil sie mehr
oder weniger unscheinbar im Handbuch
versteckt sind. So bietet die neue Version
mehrere Features an, mit denen recht
umfangreiche Steuerungen und Eingriffe
während der Berechnung vorgenommen
werden können. Dies eröffnet viele
Möglichkeiten bei der Prozesssimulation
und erweitert damit erneut das Anwendungsspektrum
von LS-DYNA.
Sensoren
An sich sind Sensoren nichts Neues in LS-
DYNA, aber bisher waren sie auf Anwendungen
im Bereich der Rückhaltesysteme
beschränkt. Das neue Keyword *SENSOR
bietet hingegen sehr weitreichende allgemeine
Möglichkeiten. So können jetzt
z.B. Randbedingungen, Gelenke, diskrete
Federn und Kontakte auf der Basis von
Sensorwerten aktiviert oder deaktiviert
werden. Die Definition ist auf den ersten
Blick etwas unübersichtlich jedoch letztendlich
recht einfach:
*SENSOR_DEFINE:
Hiermit wird ein Sensor definiert, der als
Ausgabewert eine physikalische Größe
liefert. Dies können Knotenverschiebungen
(und deren Ableitungen), Elementergebnisse
wie Spannungen, Dehnungen oder Schnittkräfte
oder Kontakt- und Gelenkkräfte sein.
*SENSOR_DEFINE_CALC-MATH:
Hiermit sind mathematische Operationen
einzelner Sensordaten untereinander möglich.
*SENSOR_SWITCH:
Hiermit wird geprüft, ob das Sensorsignal
einen Grenzwert über- oder unterschreitet.
Das Ergebnis ist ein logisches „Ja“
oder „Nein“.
*SENSOR_CONTROL:
Basierend auf dem logischen Ergebnis eines
Sensors können hier Randbedingungen,
Gelenke, Kontakte und diskrete Federn
aktiviert bzw. deaktiviert werden.
Analytische Funktionen
Bei einer dynamisch transienten Simulation
sind Lasten und Randbedingungen
typischerweise zeitabhängig. Bisher mussten
solche Verläufe in tabellarischer
Form eingegeben werden und während
der Berechnung wurde zwischen den eingegebenen
Wertepaaren interpoliert. Mit
dem neuen Keyword *DEFINE_CURVE_FUNC-
TION kann jetzt ein solcher Verlauf auch
als analytisch beschriebene Funktion vorgegeben
werden. Dies bringt z.B. bei
Sinus-Funktionen eine wesentlich glattere
Beschreibung als durch die Eingabe einer
endlichen Anzahl von Wertepaaren.
Damit sind die Möglichkeiten dieses
Keywords aber noch lange nicht ausgeschöpft.
In die Formel der analytischen
Funktion können auch aktuell entstandene
Ergebnisse des Modells berücksichtigt
werden. So kann z.B. eine Kraft abhängig
von der Relativgeschwindigkeit zweier
Knoten berechnet werden. Auch aktuelle
Gelenk- oder Balken-Kräfte können in die
Berechnung einer Funktion eingehen. Nicht
zuletzt kann auch auf die Verläufe anderer
LoadCurves zurückgegriffen werden.
Input-Parameter
Im Keyword-Input können seit der Version
970 Parameter (*PARAMETER) anstelle jeder
numerischen Eingabe verwendet werden.
Dies gibt die Möglichkeit, verschiedene
Modell- oder Lastfall-Varianten mit wenigen
Parametern zu kontrollieren. Ab der Version
971 sind nun auch numerische Operationen
zwischen diesen Parametern möglich, so
dass Abhängigkeiten zwischen verschiedenen
Eingabeparametern direkt in das Inputfile
einprogrammiert werden können.
Lastfälle
Mit dem Keyword *CASE können die
Eingaben für mehrere Lastfälle in einem
Inputfile stehen. Dies kann zwei Vorteile
bringen:
1. Es müssen nicht mehrere Inputfiles
gepflegt werden, die sich eigentlich
nur in wenigen Bereichen wie Lasten
und Randbedingungen unterscheiden.
2. Unterschiedliche Lastfälle können mit
einem Programmaufruf nacheinander
abgearbeitet werden.
Zum Berechnen mehrere Lastfälle in einem
Inputfile benötigt LS-DYNA ein kleines Hilfsprogramm:
lscasedriver bzw. lscasedriver.exe
Autor
Dr.-Ing. Uli Stelzmann
i
Simulation eines Hochregallagers.
(TU-München und FG IFL)
Numerische Operationen zwischen Parametern
Zwei Möglichkeiten einer Lastfalldefinition
Dr.-Ing. Matthias Hörmann
Tel. +41 (0)8092-7005-41
E-Mail mhoermann@cadfem.de
infoplaner 1/2008 23