Ls-dyna计算不稳定
计算不稳定，通常包括：“out-of-range velocities” 速度超出范围
“negative volume in brick element” 体单元负体积
“termination due to mass increase” 因质量增加而终止
1.查看属性、材料。保证材料的单位制没错。
2.接触有问题
3.初始穿透
4.局部细化网格
5.稍微移动速度过高处的节点，或者remesh
6.控制卡片保证正确
7.单元类型和/或沙漏控制：对出现不稳定的shell（solid）单元，试着用沙漏控制
type4和沙漏系数0.05，或者试着使用全积分16号单元，局部沙漏控制用type8
8.Control Contact卡片
9.减小时间步长(减小缩放系数，并使用质量缩放)
10.试着用双精度版本计算
11.接触：设置接触的bucket sorts之间周期数为0，这样会使用缺省的分类间隔。如果参与接触的两个部件的相对速度异常的大，可能需要减小bucket sort的间隔(比如减小到5,2甚至1)。如果仿真过程中有明显的接触穿透出现，转换到使用
*contact_automatic_surface_to_surface或者*contact_automatic_single_surface，并设置SOFT=1。确保几何考虑了壳单元的厚度。如果壳非常薄，比如小于1mm，放大或者设置接触厚度到一个更加合理的值。
避免冗余的接触定义，也就是说不要对同样的两个部件定义多于一个的接触对。12.关掉所有的*damping
配合比计算实例
配合比计算实例
混凝土配合比计算 进行混凝土配合比计算时，其计算公式和有关参数表格中的数值均系以干燥状态骨料为基准。当以饱和面干骨料为基准进行计算时，则应做相应的修正。（干燥状态骨料系指含水率小于0.5%的细骨料或含水率小于0.2%粗骨料）配合比设计需要的基本参数 1、混凝土的强度要求――――强度等级 2、所设计混凝土的稠度要求―――坍落度 3、所使用的水泥品种、强度等级及其质量水平，即强 度等级富余系数 4、粗细集料的品种、最大粒级、细度以及级配情况 5、可能掺用的外加剂或掺合料 配合比计算步骤： 1 根据设计强度等级计算混凝土的配制强度： f cu,o≥f cu,k＋1.645σ 2 根据水泥强度、掺合料的种类和掺量及石子种类计算 W/B = αa·f b/（f cu,o＋αa·βb·f b） 3 根据要求坍落度、不同种类石子粒径和外加剂的减水
理论用水量：查表 或m'w0=0.25（H －90）＋坍落度为90mm 时相应石子粒 径的用水量 H ——设计坍落度（mm ）。 掺外加剂时的用水量： m w0 = m ’w0（1－β） β——外加剂的减水率。 4 根据掺外加剂时的用水量和经计算并选定的水胶比计算胶凝材料总量； 5 根据胶凝材料总量和外加剂的掺量计算外加剂用量； 6 根据胶凝材料总量和掺合料掺量计算水泥用量； 7 计算砂、石用量 １） 确定混凝土拌和物的容重： m fo +m co +m go +m so +m wo =m cp ２） 计算砂石总量； ３） βs =（H －60）0.05＋相应水灰比和石子粒径对应的砂率 4）根据砂石总量和选定的砂率值计算砂用量、石用量； 混凝土配合比的试配： 至少采用三个不同的配合比： 1）、基准配合比； B W m m wo bo =so go so s m m m += β
基本条分法
基本条分法 基本条分法是基于均质粘性土，当出现滑动时，其滑动面接近圆柱面和圆锥面的空间组合,简化为平面问题时接近圆弧面并作为实际的滑动（滑裂）面。将圆弧滑动面与坡面的交线沿组合的滑体部分，进行竖向分条，按不考虑条间力的作用效果并进行简化，将各个分条诸多力效果作用到的滑动圆弧上，以抗滑因素和滑动因素分析，用抗滑力矩比滑动力矩的极限平衡分析的方法建立整个坡体安全系数的评价方法。 基本条分法的计算过程通常是基于可能产生滑动（滑裂）圆弧面条件下，经过假定不同的滑动中心、再假定不同的滑动半径，确定对应的滑动圆弧，通过分条计算所对应的滑体安全系数，依此循环反复计算，最终求出最小的安全系数和对应的滑弧、滑动中心，作为对整个土坡的安全评价的度量。计算研究表明，坡体的安全系数所对应的滑动中心区域随土层条件和土坡条件及强度所变化。如图 9.2.1所示可见一斑。 圆弧基本条分法安全系数的定义为：Fs= 抗滑力矩/滑动力矩，即 =M R/M h
图 9.2.1不同土层的 Fs 极小值区 1 瑞典条分法 如图9.2.2所实示，瑞典条分法的安全系数Fs 的一般计算公式表达为： (cos ) sin i i i i i s i i c l W tg F W θ?θ += ∑∑ （9.2.1） 式中，Wi 为土条重力；θi 为土条底部中点与滑弧中心连线垂直夹角；抗剪强度指标c 、?值是为总应力指标，也可采用有效应力指标。工程中常用的替代重度法进行计算，即公式中分子的容重在浸润线以上部分采用天然容重，以下采用浮容重；分母中浸润线以上部分采用天然容重，以下采用饱和容重,这种方法既考虑了稳定渗流对土坡稳定性的影响，又方便了计算，其精度也能较好地满足工程需要，因此在实际工程中得到广泛应用。应该指出，容重替代法只是一个经验公式，，可参见图9.2.3所示，h 2i wi h ≠。
LS-DYNA常见问题集锦
1 如何处理LS-DYNA中的退化单元？ 在网格划分过程中，我们常遇到退化单元，如果不对它进行一定的处理，可能会对求解产生不稳定的影响。在LS-DYNA中，同一Part ID 下既有四面体，五面体和六面体，则四面体，五面体既为退化单元，节点排列分别为N1，N2，N3，N4，N4，N4，N4，N4和N1，N2，N3，N4，N5，N5，N6，N6。这样退化四面体单元中节点4有5倍于节点1-3的质量，而引起求解的困难。其实在LS-DYNA的单元公式中，类型10和15分别为四面体和五面体单元，比退化单元更稳定。所以为网格划分的方便起见，我们还是在同一Part ID下划分网格，通过*CONTROL_SOLID关键字来自动把退化单元处理成类型10和15的四面体和五面体单元。 2 LS-DYNA中对于单元过度翘曲的情况有何处理方法 有两种方法： 1. 采用默认B-T算法，同时利用*control_shell控制字设置参数BWC＝1，激活翘曲刚度选项； 2. 采用含有翘曲刚度控制的单元算法，第10号算法。该算法是针对单元翘曲而开发的算法，处理这种情况能够很好的保证求解的精度。 除了上述方法外，在计算时要注意控制沙漏，确保求解稳定。 3 在ANSYS计算过程中结果文件大于8GB时计算自动中断，如何解决这个问题？ 解决超大结果文件的方案: 1. 将不同时间段内的结果分别写入一序列的结果记录文件； 2. 使用/assign命令和重启动技术； 3. ANSYS采用向指定结果记录文件追加当前计算结果数据方式使用/assign指定的文件，所以要求指定的结果记录文件都是新创建的文件，否则造成结果文件记录内容重复或混乱。特别是，反复运行相同分析命令流时，在重复运行命令流文件之前一定要删除以前生成的结果文件序列。具体操作方法和过程参见下列命令流文件的演示。 4关于梁、壳单元应力结果输出的说明 问题：怎样显示梁单元径向和轴向的应力分布图（我作的梁单元结果只有变形图DOF SOLUTIN –Translation，但是没有stress等值线图，只有一种颜色）和壳单元厚度方向的应力、变形图（我们只能显示一层应力、变形，不知道是上下表层或中间层的结果）。
第一性原理计算方法论文
第一性原理计算的理论方法 随着科技的发展，计算机性能也得到了飞速的提高，人们对物理理论的认识也更加的深入，利用计算机模拟对材料进行设计已经成为现代科学研究不可缺少的研究手段。这主要是因为在许多情况下计算机模拟比实验更快、更省，还得意于计算机模拟可以预测一些当前实验水平难以达到的情况。然而在众多的模拟方法中，第一性原理计算凭借其独特的精度和无需经验参数而得到众多研究人员的青睐，成为计算材料学的重要基础和核心计算。本章将介绍第一性原理计算的理论基础，研究方法和ABINIT 软件包。 1.1第一性原理 第一性原理计算(简称从头计算，the abinitio calculation)，指从所要研究的材料的原子组分出发，运用量子力学及其它物理规律，通过自洽计算来确定指定材料的几何结构、电子结构、热力学性质和光学性质等材料物性的方法。基本思想是将多原子构成的实际体系理解成为只有电子和原子核组成的多粒子系统，运用量子力学等最基本的物理原理最大限度的对问题进行”非经验”处理。第一性原理计算就只需要用到五个最基本的物理常量即(b o k c h e m ....)和元素周期表中各组分元素的电子结构，就可以合理地预测材料的许多物理性质。用第一性原理计算的晶胞大小和实验值相比误差只有几个百分点，其他性质也和实验结果比较吻合，体现了该理论的正确性。 第一性原理计算按照如下三个基本假设把问题简化： 1．利用Born-Oppenheimer 绝热近似把包含原子核和电子的多粒子问题转化为多电子问题。 2．利用密度泛函理论的单电子近似把多电子薛定谔方程简化为比较容易求解的单电子方程。 3．利用自洽迭代法求解单电子方程得到系统基态和其他性质。 以下我将简单介绍这些第一性原理计算的理论基础和实现方法：绝热近似、密度泛函理论、局域密度近似(LDA)和广义梯度近似(GGA)、平面波及赝势方法、密度泛函的微扰理论、热力学计算方法和第一性原理计算程序包ABINIT 。 1．2量子力学与Born-Oppenheimer 近似 固体是由原子核和核外的电子组成的，在原子核与电子之间，电子与电子之间，原子核与原子核之间都存在着相互作用。从物理学的角度来看，固体是一个多体的量子力学体系，相应的体系哈密顿量可以写成如下形式： ),(),(R r E R r H H ψψ= （1-1） 其中r,R 分别代表所有电子坐标的集合、所有原子核坐标的集合。在不计外场作用下，体系的哈密顿量日包括体系所有粒子(原子核和电子)的动能和粒子之间的相互作用能，即 N e N e H H H H -++= （1-2） 其中，以是电子部分的哈密顿量，形式为：
普通混凝土配合比设计试配与确定继续教育自测题答案
普通混凝土配合比设计试配与确定继续教育自测题答案
普通混凝土配合比设计、试配与确定 第1题 已知水胶比为0.40，查表得到单位用水量为190kg，采用减水 率为20%的减水剂，试计算每方混凝土中胶凝材料用量 kg A.425 B.340 C.380 D.450 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第2题 普通混凝土的容重一般为 _____ kg/m3 A.2200～2400 B.2300～2500 C.2400～2500 D.2350～2450 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第3题 已知水胶比为0.35，单位用水量为175kg，砂率为40%，假定每立方米混凝土质量为2400kg，试计算每方混凝土中砂子用量 kg A.438 B.690 C.779 D.1035 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第4题 某材料试验室有一张混凝土用量配方，数字清晰为 1:0.61:2.50:4.45，而文字模糊，下列哪种经验描述是正确 的。 A.水：水泥：砂：石 B.水泥：水：砂：石
C.砂：水泥：水：石 D.水泥：砂：水：石 答案:B 您的答案：B 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第5题 预设计 C30 普通混凝土，其试配强度为（） MPa A.38.2 B.43.2 C.30 D.40 答案:A 您的答案：A 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第6题 关于水灰比对混凝土拌合物特性的影响，说法不正确的是( ) A.水灰比越大，粘聚性越差 B.水灰比越小，保水性越好 C.水灰比过大会产生离析现象 D.水灰比越大，坍落度越小 答案:D 您的答案：D 题目分数：3 此题得分：3.0 批注： 第7题 要从控制原材料的的质量上来确保混凝土的强度，以下说法不正确的是( )。 A.尽量使用新出厂的水泥 B.选用含泥量少、级配良好的骨料 C.对水质没有要求 D.合理选择、使用减水剂 答案:C 您的答案：C 题目分数：3 此题得分：3.0 批注：
LS_Dyna的问题总结
一、影响穿透的一些因素解释 I.接触厚度 接触厚度定义的是一个参数——当接触体/面相互穿透的距离大于接触厚度时，程序将不计算这个接触，即认为没有接触了。什么是接触厚度与距离？在自动接触中，接触厚度是一个默认值，大概是面厚度的几倍，在普通接触中，接触厚度无穷大。 II.壳厚度和接触厚度 1. 壳厚度：影响刚度和单元质量； 2. 接触厚度： ①决定解除中的厚度偏移量； ②并不影响刚度或壳体质量； ③默认接触厚度等于壳厚度； ④可以在*CONTACT 或*PART_CONTACAT 中直接缩放接触厚度； ⑤在穿透节点被释放之前影响最大允许穿透深度。 III.运动速度对穿透的影响 如果物体相对运动速度过大，在一个时间步长中所走过的距离会远超过一个单元的尺寸，若缩小时间步长，即缩小在一个时间步长内所走过的距离和单元尺寸的差异，基础检查可以正常进行，若初速度过高，会搜索不到接触，计算会出现问题。 IV.非对称接触算法中，主从面的定义原则 ①粗网格表面定义为主面，细网格表面为从面； ②主从面相关材料刚度相差悬殊，材料刚度大的一面为主面；
③平直或者凹面为主面，凸面为从面。 V.接触刚度的影响 穿透可以认为是一种虚拟穿透，如果设定的穿透刚度（fkn）值，就可以减小这种穿透， 但却不可避免。如果fkn 值过大，会使到那元刚度病态，而不能求解。 二、穿透的可能解决方案 I.接触方面： 1. 修改接触类型，尝试自动接触类型： ①STS（面面接触），当一个体的表面穿透另外一个体的表面是创建 ②SS（单面接触），当一个体的表面自身接触或者接触另一个体的表面时创建 2. 接触定义存在问题： ①增加接触刚度因子 ②改变接触面的主从设置，将刚体设置为主面，同时使用单向接触 ③修改关键字CONTROL_CONTACT中RWPNAL=2 3. 接触穿透距离超过了接触厚度，从而不再计算接触； 4. 如果两个接触体的材料属性和网格差别较大，可以修改SOFT值为1 或者2. 5. 接触群组设置不直接用PART，将可能接触的地方设置为segment； 6. 修改摩擦系数： Fs和Fd通常设置为相同的值，避免额外的噪声产生。 7.注意设定接触厚度；
量子力学第一性原理
量子力学第一性原理：仅需五个物理基本常数——电子质量、电子电量、普郎克常数、光速和玻耳兹曼常数，通过求薛定谔方程得到材料的电子结构，而不依赖于任何经验常数即可以预测微观体系的状态和性质，预测材料的组分、结构、性能之间的关系，进一步设计具有特定性能的新材料 作为评价事物的依据，第一性原理和经验参数是两个极端。第一性原理是某些硬性规定或推演得出的结论，而经验参数则是通过大量实例得出的规律性的数据，这些数据可以来自第一性原理(称为理论统计数据)，也可以来自实验(称为实验统计数据)。如果某些原理或数据来源于第一性原理，但推演过程中加入了一些假设(这些假设当然是很有说服力的)，那么这些原理或数据就称为“半经验的”。 量子化学的第一性原理是指多电子体系的Schr?dinge r方程，但是光有这个方程是无法解决任何问题的，量子力学能够准确的解决的问题很少很少，绝大多数都是有各种各样的近似，为此计算量子力学提出一个称为“从头计算”的原理作为第一性原理，除了Schr?dinger方程外还允许使用下列参数和原理： (1) 物理常数，包括光速c、Planck常数h、电子电量e、电子质量m e以及原子的各种同位素的质量，尽管这些常数也是通过实验获得的。(在国际单位值中，光速是定义值，Planck常数是测量值，在原子单位制中则相反。) (2) 各种数学和物理的近似，最基本的近似是“非相对论近似”(Schr?dinger 方程本来就是非相对论的原理)、“绝热近似”(由于原子核质量比电子大得多，而把原子核当成静止的点处理)和“轨道近似”(用一个独立函数来描述一个独立电子的运动)。 量子化学的从头计算方法就是在各种近似上作的研究。如果只考虑一个电子，而把其他电子对它的作用近似的处理成某种形式的势场，这样就可以把多电子问题简化成单电子问题，这种近似称为单电子近似，也称为平均场近似，例如最基本的从头计算方法哈特里－富克（Hartree-Fock）方法，是平均场近似的一种，它把所有讨论的电子视为在离子势场和其他电子的平均势场中的运动。但是哈特里－富克近似程度过大，忽略了电子之间的交换和相关效应，使得计算的精度受到一定的限制，为了解决这一问题，P Hohenberg和W Kohn于1964年提出密度泛函理论（density functional theory, DFT），这一理论将电子之间的交换相关势表示为密度泛函，然后使薛定谔方程在考虑了电子之间的复杂相互作用后
施工配合比计算例题
【例】某室内现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C25，施工要求坍落度为35～50mm ，混凝土为机械搅拌和机械振捣，该施工单位无历史统计资料。采用原材料情况如下： 水泥：强度等级42.5的普通水泥，水泥强度等级值的富余系数为1.13，密度ρc=3.1g/cm3； 中砂：级配合格，细度模数2.7，表观密度ρos=2650kg/m3,堆积密度为ρos ′=1450 kg/m3； 碎石：级配合格，最大粒径为40mm ，表观密度ρog=2700kg/m3，堆积密度为ρog ′=1520 kg/m3, 水：自来水。 试求：混凝土的初步配合比。 初步配合比 1. 确定配制强度(fcu,o) )(2.330.5645.125645.1,,MPa f f k cu o cu =?+=+=σ 2. 确定水灰比(W/C) 6.00 .4807.046.02.330.4846.0=??+?=+=ce b a cuo ce a f f f c w ααα MPa f f g ce c ce 0.485.4213.1,=?=?=γ 3. 确定用水量(mwo) 查表，则1m3混凝土的用水量可选用mwo=175㎏。 4. 确定水泥用量(mco) )(27364 .0175)(00kg C W m m w c === 5. 确定砂率s β 由W/C=0.64，碎石最大粒径为40mm ，查表5—25，取合理 砂率为36%。 6. 计算砂石用量(mso ，mgo) 1)体积法 1101.02700 2650100017531002730=?++++go s m m 36.0=+go so so m m m 解得：mso=702㎏，mgo=1248㎏。 2)质量法 假定混凝土拌合物的表观密度为2400㎏/m3，则： mso+mgo=2400－175－273 36.0=+go so so m m m 解得：mso=702㎏，mgo=1250㎏ 初步配合比为：mwo=175㎏，mco=273㎏， mso=702㎏，mgo=1250㎏。
瑞典条分法毕肖普条分法基本假设
条形分布荷载下土中应力状计算属于平面应变问题，对路堤、堤坝以及长宽比l／b≥10的条形基础均可视作平面应变问题进行处理。 瑞典条分法基本假设： 滑面为圆弧面； 垂直条分； 所有土条的侧面上无作用力； 所有土条安全系数相同。 毕肖普条分法基本假设：（双重叠代可解） 滑弧为圆弧面；垂直条分；所有土条安全系数相同；考虑土条的侧向受力。 影响基底压力因素主要有： 荷载大小和分布基础刚度基础埋置深度土体性质 地基土中附加应力假设： 地基连续、均匀、各向同性、是完全弹性体、基底压力是柔性荷载。 应力分布： 空间问题——应力是x,y,z 三个坐标轴的函数。 平面问题——应力是x,z 两个坐标的函数。 库仑（C. A.Coulomb）1773年建立了库仑土压力理论，其基本假定为： （1）挡土墙后土体为均匀各向同性无粘性土（c=0）； （2）挡土墙后产生主动或被动土压力时墙后土体形成滑动土楔，其滑裂面为通过墙踵的平面； （3）滑动土楔可视为刚体。 库仑土压力理论根据滑动土楔处于极限平衡状态时的静力平衡条件来求解主动土压力和被动土压力。 朗肯土压力理论是朗肯(W.J.M.Rankine)于1857年提出的。它假定挡土墙背垂直、光滑，其后土体表面水平并无限延伸，这时土体内的任意水平面和墙的背面均为主平面（在这两个平面上的剪应力为零），作用在该平面上的法向应力即为主应力。朗肯根据墙后主体处于极限平衡状态，应用极限平衡条件，推导出了主动土压力和被动土压力计算公式。 临塑荷载及临界荷载计算公式的适用条件 （1）计算公式适用于条形基础。这些计算公式是从平面问题的条形均布荷载情况下导得的，若将它近似地用于矩形基础，其结果是偏于安全的。 （2）计算土中由自重产生的主应力时，假定土的侧压力系数K0＝1，这与土的实际情况不符，但这样可使计算公式简化。 （3）在计算临界荷载时，土中已出现塑性区，但这时仍按弹性理论计算土中应力，这在理论上是相互矛盾的，其所引起的误差随着塑性区范围的扩大而扩大。
lsdana 常见问题
1如何处理LS-DYNA中的退化单元？在网格划分过程中，我们常遇到退化单元，如果不对它进行一定的处理，可能会对求解产生不稳定的影响。在LS-DYNA 中，同一Part ID 下既有四面体，五面体和六面体，则四面体，五面体既为退化单元，节点排列分别为N1，N2，N3，N4，N4，N4，N4，N4和N1，N2，N3，N4，N5，N5，N6，N6。这样退化四面体单元中节点4有5倍于节点1-3的质量，而引起求解的困难。其实在LS-DYNA的单元公式中，类型10和15分别为四面体和五面体单元，比退化单元更稳定。所以为网格划分的方便起见，我们还是在同一Part ID下划分网格，通过*CONTROL_SOLID关键字来自动把退化单元处理成类型10和15的四面体和五面体单元。 2 LS-DYNA中对于单元过度翘曲的情况有何处理方法 有两种方法： 1. 采用默认B-T算法，同时利用*control_shell控制字设置参数BWC＝1，激活翘曲刚度选项； 2. 采用含有翘曲刚度控制的单元算法，第10号算法。该算法是针对单元翘曲而开发的算法，处理这种情况能够很好的保证求解的精度。 除了上述方法外，在计算时要注意控制沙漏，确保求解稳定。 3在ANSYS计算过程中结果文件大于8GB时计算自动中断，如何解决这个问题？ 解决超大结果文件的方案: 1. 将不同时间段内的结果分别写入一序列的结果记录文件； 2. 使用/assign命令和重启动技术； 3. ANSYS采用向指定结果记录文件追加当前计算结果数据方式使用/assign指定的文件，所以要求指定的结果记录文件都是新创建的文件，否则造成结果文件记录内容重复或混乱。特别是，反复运行相同分析命令流时，在重复运行命令流文件之前一定要删除以前生成的结果文件序列。具体操作方法和过程参见下列命令流文件的演示。 4关于梁、壳单元应力结果输出的说明 问题：怎样显示梁单元径向和轴向的应力分布图（我作的梁单元结果只有变形图DOF SOLUTIN –Translation，但是没有stress等值线图，只有一种颜色）和壳单元厚度方向的应力、变形图（我们只能显示一层应力、变形，不知道是上下表层或中间层的结果）。
LS-DYNA常见问题汇总10
LS-DYNA常见问题汇总 1.0 资料来源：网络和自己的总结yuminhust2005 Copyright of original English version owned by relative author. Chinese version owned by https://www.360docs.net/doc/0c5331713.html,/Kevin 目录 1.Consistent system of units 单位制度 (2) 2.Mass Scaling 质量缩放 (4) 3.Long run times 长分析时间 (9) 4.Quasi-static 准静态 (11) 5.Instability 计算不稳定 (14) 6.Negative Volume 负体积 (17) 7.Energy balance 能量平衡 (20) 8.Hourglass control 沙漏控制 (27) 9.Damping 阻尼 (32) 10.ASCII output for MPP via binout (37) 11.Contact Overview 接触概述 (41) 12.Contact Soft 1 接触Soft=1 (45) 13.LS-DYNA中夹层板(sandwich)的模拟 (47) 14. 怎样进行二次开发 (50)
1.Consistent system of units 单位制度 相信做仿真分析的人第一个需要明确的就是一致单位系统(Consistent Units)。计算机只认识0&1、只懂得玩数字，它才不管你用的数字的物理意义。而工程师自己负责单位制的统一，否则计算出来的结果没有意义，不幸的是大多数老师在教有限元数值计算时似乎没有提到这一点。见下面LS-DYNA FAQ中的定义：Definition of a consistent system of units (required for LS-DYNA): 1 force unit = 1 mass unit * 1 acceleration unit 1 力单位＝1 质量单位× 1 加速度单位 1 acceleration unit = 1 length unit / (1 time unit)^2 1 加速度单位= 1 长度单位/1 时间单位的平方 The following table provides examples of consistent systems of units. As points of reference, the mass density and Young‘s Modulus of steel are provided in each system of units. ―GRA VITY‖ is gravitational acceleration.
电子运动服从量子力学规律
电子运动服从量子力学规律，电子体系的性质由其状态波函数确定。但波函数包含3N个变量（N为电子数目），对于含很多电子的大体系，通过求出波函数计算体系的性质计算量非常大，很难实现。根据密度泛函理论，体系的性质由其电子密度分布唯一确定。电子密度分布是只含三个变量的函数，通过它研究体系的性质可以大大减少计算量，对大体系的量子力学计算就比较容易进行。密度泛函理论研究的基本内容是寻找体系的性质（特别是动能和交换相关能）作为电子密度分布的泛函的精确或近似的形式、相关的计算方法和程序及在各科学领域的应用。目前与密度泛函理论相关的研究有三方面的工作：1．密度泛函理论本身的研究。一部分工作是寻找基态体系性质（特别是动能和交换相关能）作为电子密度分布的泛函的精确形式或者尽可能精确的近似形式；另一部分工作是拓宽密度泛函理论的内涵。2．密度泛函计算方法的研究，包括新算法的提出和程序的优化。用密度泛函理论研究具体体系，必须通过计算才能得到所需结果。大的体系，计算很复杂，是能否用密度泛函理论方法进行研究的瓶颈。因此，发展高效率的计算方法和相关程序是很重要的工作。目前的研究热点是实现对大体系的高精度计算，结合使用密度泛函理论的线性标度算法和分区算法特别受到重视，迄今也已经提出过很多算法，并且推出了相关的计算程序。发展对含重元素体系的相对论密度泛函计算方法也受到重视。3．用以近似能量密度泛函为基础建立的方法研究各种化学和物理问题。密度泛函方法由于其计算量比从头计算方法小得多，可以用来计算大的复杂体系，结果精度可以满足很多研究工作的要求，因此目前已经得到广泛应用。随着更精确的密度泛函形式的发现和更高效率的计算方法和程序的推出，密度泛函理论方法肯定将在化学、物理学、材料科学（纳米科学）、生命科学、药物化学等领域的研究工作中发挥更大的作用。 自从20世纪60年代密度泛函理论(DFT)建立并在局域密度近似(LDA)下导出著名 的Kohn-Sham (KS)方程[1,2]以来,DFT一直是凝聚态物理领域计算电子结构及其特性 最有力的工具。近几年来DFT同分子动力学方法相结合,在材料设计、合成、模拟计算和 评价诸多方面有明显的进展,成为计算材料科学的重要基础和核心技术[3]。特别在量子 化学计算领域,根据INSPEC数据库的记录显示,1987年以前主要用Hartree-Fock(HF) 方法,1990~1994年选择DFT方法的论文数已同HF方法并驾齐驱,而1995年以来,用 DFT的工作继续以指数律增加,现在已经大大超过用HF方法研究的工作[4]。W. Kohn 因提出DFT获得1998年诺贝尔化学奖,非常精确地表明DFT在计算量子化学领域的核 心作用和应用的广泛性。 DFT适应于大量不同类型的应用,因为电子基态能量与原子核位置之间的关系可以 用来确定分子或晶体的结构,而当原子不处在它的平衡位置时,DFT可以给出作用在原子核位置上的力。因此,DFT可以解决原子分子物理中的许多问题,如电离势的计算[5], 振动谱研究,化学反应问题,生物分子的结构[6],催化活性位置的特性[7]等等。在凝聚态 物理中,如材料电子结构和几何结构[8],固体和液态金属中的相变[9~10]等。现在,这些方 法都可以发展成为用量子力学方法计算力的精确的分子动力学方法[11]。 DFT的另一个优点是,它提供了第一性原理或从头算的计算框架。在这个框架下可 以发展各式各样的能带计算方法。虽然在DFT的所有实际应用中,几乎都采用局域密度 近似(LDA),这是一种不能控制精度的近似,因而DFT方法的有效性在很大程度上要看 其结果与实验相一致的能力。人们没有任何直接的方法可以改善LDA的精度。然而 DFT允许发展别的方法作为补充,在这个方向上,已提出了例如广义梯度近似(GGA)等 方法[12~16],把密度分布n(r)的空间变化包括在方法之中,实现了可较大幅度减少LDA 误差的目的。
配合比计算实例
配合比计算实例 例题一 某工程为七层框架结构，砼梁板设计强度等级为C25，使用的材料如下: (1)42.5普通硅酸盐水泥(2)细度模数2.6的河砂(3)5～31.5mm的卵石施工坍落度要求为30～50mm，根据经验可确定用水量为160kg/m3，砂率33%，请计算出每立方米砼各材料用量。 1、计算试配强度当无统计数据时，C25砼σ=5.0MPa f cu.o=f cu.k+1.645×σ=25+1.645×5.0 =33.2MPa 2、计算水灰比w/c=αa·f ce/（f cu.o+αa·αb·f ce）=0.48×1.13×42.5/（33.2+0.33×0.48×1.13×42.5）=0.56 （满足干燥环境钢砼最大水灰比要求） 3、计算每立方米水泥用量m w0=160kg/m3 m c0=m w0/(w/c)=160/0.56=286kg/m3 （满足干燥环境钢砼最小水泥用量要求） 4、重量法计算各材料用量m c0+m w0+m s0+m g0=2400 m s0/(m s0+m g0)= 33% 解得：m w0=160kg/m3 m c0=286kg/m3 m s0=622kg/m3 m g0=1262kg/m3m w0：m c0：m s0：m g0=0.56：1：2.17：4.41 例题二 某工程欲配C35砼，坍落度为80mm，工程中使用炼石Ｐ.Ｏ42.5水泥（富余系数1.13）；闽江细砂，细度模数为2.2；河卵石，粒级5~31.5mm。查表后，经调整得出用水量为185kg/m3，砂率为32%，试用计算施工配合比。 1、计算试配强度当无统计数据时，C35砼σ=5.0MPa f cu.o=f cu.k+1.645×σ=35+1.645×5.0=43.2MPa 2、计算水灰比w/c=αa·f ce/（f cu.o+αa·αb·f ce）=0.48×1.13×42.5/(43.2+0.48×0.33×1.13×42.5）=0.45 3、用水量m w0=185kg/m3。 4、计算水泥用量m c0=m w0/(w/c)=185/0.45=411kg/m3（水灰比及最小水泥用量均符合标准要求） 5、按重量法计算基准配合比2400=m c0+m w0+m s0+m g0 βs= m s0 /(m s0+m g0)=32%解得：m s0=577kg/m3m g0=1227kg/m3
配合比计算实例
混凝土配合比计算 进行混凝土配合比计算时，其计算公式和有关参数表格中的数值均系以干燥状态骨料为基准。当以饱和面干骨料为基准进行计算时，则应做相应的修正。（干燥状态骨料系指含水率小于0.5%的细骨料或含水率小于0.2%粗骨料）配合比设计需要的基本参数 1、混凝土的强度要求――――强度等级 2、所设计混凝土的稠度要求―――坍落度 3、所使用的水泥品种、强度等级及其质量水平，即强 度等级富余系数 4、粗细集料的品种、最大粒级、细度以及级配情况 5、可能掺用的外加剂或掺合料 配合比计算步骤： 1 根据设计强度等级计算混凝土的配制强度： f cu,o≥f cu,k＋1.645σ 2 根据水泥强度、掺合料的种类和掺量及石子种类计算 W/B = αa·f b/（f cu,o＋αa·βb·f b） 3 根据要求坍落度、不同种类石子粒径和外加剂的减水 理论用水量：查表
或m'w0=0.25（H －90）＋坍落度为90mm 时相应石子粒 径的用水量 H ——设计坍落度（mm ）。 掺外加剂时的用水量： m w0 = m ’w0（1－β） β——外加剂的减水率。 4 根据掺外加剂时的用水量和经计算并选定的水胶比计 算胶凝材料总量； 5 根据胶凝材料总量和外加剂的掺量计算外加剂用量； 6 根据胶凝材料总量和掺合料掺量计算水泥用量； 7 计算砂、石用量 １） 确定混凝土拌和物的容重： m fo +m co +m go +m so +m wo =m cp ２） 计算砂石总量； ３） βs =（H －60）0.05＋相应水灰比和石子粒径对应的砂率 4）根据砂石总量和选定的砂率值计算砂用量、石用量； 混凝土配合比的试配： 至少采用三个不同的配合比： 1）、基准配合比； 2）、非基准配合比1，基准水灰比＋0.05、基准砂率＋1%； B W m m wo bo =so go so s m m m +=β
基本条分法
基本条分法
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基本条分法 基本条分法是基于均质粘性土，当出现滑动时，其滑动面接近圆柱面和圆锥面的空间组合,简化为平面问题时接近圆弧面并作为实际的滑动(滑裂)面。将圆弧滑动面与坡面的交线沿组合的滑体部分,进行竖向分条,按不考虑条间力的作用效果并进行简化,将各个分条诸多力效果作用到的滑动圆弧上,以抗滑因素和滑动因素分析，用抗滑力矩比滑动力矩的极限平衡分析的方法建立整个坡体安全系数的评价方法。 基本条分法的计算过程通常是基于可能产生滑动（滑裂）圆弧面条件下,经过假定不同的滑动中心、再假定不同的滑动半径，确定对应的滑动圆弧，通过分条计算所对应的滑体安全系数，依此循环反复计算,最终求出最小的安全系数和对应的滑弧、滑动中心，作为对整个土坡的安全评价的度量。计算研究表明，坡体的安全系数所对应的滑动中心区域随土层条件和土坡条件及强度所变化。如图 9.２.1所示可见一斑。 圆弧基本条分法安全系数的定义为：Fｓ＝抗滑力矩／滑动力矩，即=M R/Ｍｈ
O 1 O 2 F smin An A 土层2 土层1 B 图 9.2.1不同土层的 Fs 极小值区 １ 瑞典条分法 如图9.2.2所实示，瑞典条分法的安全系数Fs 的一般计算公式表达为： (cos ) sin i i i i i s i i c l W tg F W θ?θ += ∑∑ （９.2.1) 式中,Wi 为土条重力;θi 为土条底部中点与滑弧中心连线垂直夹角;抗剪强度指标c 、?值是为总应力指标，也可采用有效应力指标。工程中常用的替代重度法进行计算,即公式中分子的容重在浸润线以上部分采用天然容重,以下采用浮容重；分母中浸润线以上部分采用天然容重,以下采用饱和容重,这种方法既考虑了稳定渗流对土坡稳定性的影响,又方便了计算，其精度也能较好地满足工程需要，因此在实际工程中得到广泛应用。应该指出，容重替代法只是一个经验公式,，可参见图9.2．３所示，h 2i wi h ≠。
LS_Dyna初学者常见问题
LS-DYNA初学者常见的问题 LS-DYNA在1976年由美国劳伦斯·利沃莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）J.O.Hallquist博士主持开发，时间积分采用中心差分 格式，当时主要用于求解三维非弹性结构在高速碰撞、爆炸冲击下的大变形动 力响应，是北约组织武器结构设计的分析工具。LS-DYNA的源程序曾在北约的 局域网Pubic Domain公开发行，因此在广泛传播到世界各地的研究机构和大学。从理论和算法而言，LS-DYNA是目前所有的显式求解程序的鼻祖和理论基础。 1988年，J.O.Hallquist创建利沃莫尔软件技术公司（Livermore Software Technology Corporation），LS-DYNA 开始商业化进程，总体来看，到目前为止在单元技术、材料模式、接触算法以及多场耦合方面获得非常大的 进步。 以下为LS-DYNA初学者常见的问题: 一、LS-DYNA与市面上其它的前处理软件兼容性如何？ 解答：由于LS-DYNA是全球使用率最高的结构分析软件，因此其它的前处理软件与LS-DYNA是完全兼容的。在此要强调的是：LS-DYNA的官方前处理程序为FEMB，因为FEMB是专门为LS-DYNA量身订作的前处理程序，有许多设定条件及架构逻辑是其它前处理软件所难望其项背的，为了避免在学习LS-DYNA的过程 及操作上产生困扰，强烈建议使用者采用原厂出品的FEMB来做为LS-DYNA的前处理工具，使用者必定更能体会LS-DYNA直觉式的设定与强大的分析能力。. 二、LS-DYNA似乎很重视「Contact Algorithm」，这是为什么？ 解答：是的，LS-DYNA很早以前就已经发展「接触算法」，这是因为基础力学 所分析的对像均只考虑「力的受体」，故输入条件皆为外力量值。然而在真实 情况下，物体受力通常是因为与其它的物体发生「接触」（Contact）才受力，此时外力量值是无法预期的，应该输入的条件往往都是几何上的接触条件。因 为有完备的接触力学演算方式，LS-DYNA才得以忠实的仿真现实环境的复杂结 构行为。 三、如果要利用LS-DYNA进行MPP(平行运算)的计算，硬件配备及操作系统有 无特殊需求？ 解答：不论是PC cluster、工作站及一般的PC环境，都适合执行LS-DYNA的MPP平行运算功能，一般我们还是会建议要用来执行平行运算的计算机群组， 彼此的等级宜尽量一致；操作系统方面并无特别需求，以一般的windows2000、LINUX或是UNIX皆可执行。国外已有很多厂商利用非办公时间，将办公室内 的计算机串连在一起，结合LS-DYNA来分析问题，宛如一部超级计算机，不仅 可以有效提升研发的竞争力，同时亦可弹性地运用计算机资源，一举数得。 四、FEMB能够自动产生有限元素网格吗？
护坡计算正式
土钉墙支护计算计算书 品茗软件大厦工程；属于结构;地上0层;地下0层；建筑高度：0m；标准层层高：0m ；总建筑面积：0平方米；总工期：0天；施工单位：某某施工单位。 本工程由某某房开公司投资建设，某某设计院设计，某某勘察单位地质勘察，某某监理公司监理，某某施工单位组织施工；由章某某担任项目经理，李某某担任技术负责人。 本计算书参照《建筑基坑支护技术规程》 JGJ120-99 中国建筑工业出版社出版《建筑施工计算手册》江正荣编著中国建筑工业出版社、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著人民教同出版社、《地基与基础》第三版中国建筑工业出版社、《土力学》等相关文献进行编制。 土钉墙需要计算其土钉的抗拉承载力和土钉墙的整体稳定性。 一、参数信息: 1、基本参数： 侧壁安全级别：二级 基坑开挖深度h(m)：8.000； 土钉墙计算宽度b'(m)：13.00； 土体的滑动摩擦系数按照tanφ计算，φ为坡角水平面所在土层内的内摩擦角； 条分块数：20； 考虑地下水位影响； 基坑外侧水位到坑顶的距离(m)：5.000； 基坑内侧水位到坑顶的距离(m)：8.000； 2、荷载参数： 序号类型面荷载q(kPa) 基坑边线距离b 0(m) 宽度b 1 (m) 1 满布 10.00 -- --3、地质勘探数据如下：：
序号土名称土厚度坑壁土的重度γ 坑壁土的内摩擦角φ 内聚力C 极限 摩擦阻力饱和重度 (m) (kN/m3) (°) (kPa) (kPa) (kN/m3) 1 填土 8.00 18.00 30.00 15.00 112.00 20.00 4、土钉墙布置数据： 放坡参数： 序号放坡高度(m) 放坡宽度(m) 平台宽度(m) 1 8.00 3.80 7.00 土钉数据： 序号孔径(mm) 长度(m) 入射角(度) 竖向间距(m) 水平间距(m) 1 100.00 5.00 20.00 2.00 1.50 2 100.00 5.00 20.00 1.50 1.50 3 100.00 5.00 20.00 1.50 1.50 4 100.00 5.00 20.00 2.00 1.50 二、土钉(含锚杆)抗拉承载力的计算: 单根土钉受拉承载力计算，根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99， R=1.25γ 0T jk 1、其中土钉受拉承载力标准值T jk 按以下公式计算： T jk =ζe ajk s xj s zj /cosα j 其中ζ--荷载折减系数 e ajk --土钉的水平荷载 s xj 、s zj --土钉之间的水平与垂直距离 α j --土钉与水平面的夹角ζ按下式计算： ζ=tan[(β-φ k )/2](1/(tan((β+φ k )/2))-1/tanβ)/tan2(45°-φ/2)
混凝土配合比例题
某工程现浇室内钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为C30,施工采用机械拌合和振捣，坍落度为50mm。所用原材料如下： 水泥：普通水泥,28天实测水泥强度为48MPa；p= 3100kg/m 3；砂：中砂，级配2区合格，2650kg/m3；石子：卵石5?40mm , g= 2650kg/m 3；水:自来水(未掺外加剂)，p = 1000kg/m 3。 用体积法计算该混凝土的初步配合比。 解：(1 )计算混凝土的施工配制强度f eu, 0： 根据题意可得：f eu, k=，杳表取o^,则 f eu, 0 = f eu, k + o =+ X= (2)确定混凝土水灰比m^/m c ①按强度要求计算混凝土水灰比m w/m c 根据题意可得：f ce=人a=, a=，则混凝土水灰比为: m w — ______ a f ce m e f cu ,0 a b f ce ②按耐久性要求复核 由于是室内钢筋混凝土梁，属于正常的居住或办公用房屋内，杳表知混凝土的最大水灰比值为, 出的水灰比未超过规定的最大水灰比值，因此能够满足混凝土耐久性要求。 (3)确定用水量m wo 根据题意，集料为中砂，卵石，最大粒径为40mm ,杳表取m wo = 160kg。 (4)计算水泥用量m co ① 计算：m co= 匹 =-160= 320kg m w / m c0.50 ②复核耐久性 由于是室内钢筋混凝土梁，属于正常的居住或办公用房屋内，杳表知每立方米混凝土的水泥用量为 260kg，计算出的水泥用量320kg不低于最小水泥用量，因此混凝土耐久性合格。 (5 )确定砂率伍 根据题意，混凝土采用中砂、卵石(最大粒径40mm )、水灰比，杳表可得伶=28%?33%，取伍=30? s —1.采 38.2 0.48 48.0 0.48 0.33 48.0 = 0.50 计算 30 %。
配合比设计例题
普通混凝土配合比设计例题 某办公楼现浇钢筋混凝土柱，该柱位于室内，不受雨雪影响。设计要求混凝土强度等级为C25，坍落度为35～50 mm ，采用机械拌合，机械振捣。混凝土强度标准差为σ=5.0 MPa 。采用的原材料如下： 普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5，实测强度为43.5 MPa ，密度为3000 kg/m 3；中砂，M x =2.5，表观密度为s ρ= 2650 kg/m 3；碎石，最大粒径D max =20mm ，表观密度为g ρ= 2700 kg/m 3；水为自来水。 试设计混凝土配合比；如果施工现场测得砂子的含水率为3％，石子的含水率为1％，试换算施工配合比。 解： 1、确定初步配合比 (1) 确定混凝土配制强度0，cu f 。 σ645.1,,+≥k cu o cu f f =25 MPa+l.645×5 MPa=33.2 MPa (2) 计算水灰比 碎石回归系数a α= 0.53，b α= 0.20,，由公式4-10得出下列公式， 61.05.4320.053.02.335.4353.00,=??+?=+=???ce b a cu ce a f f f C W ααα 考虑耐久性要求，对照混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表，对于室内干燥环境，钢筋混凝土的最大水灰比为0.60，故可初步确定水灰比为0.60。 (3) 确定用水量 此题要求坍落度为35～50 mm ，碎石最大粒径为20mm ，查表4—20，确定每立方米混凝土用水量为0w m =195 kg 。 (4)计算水泥用量 kg kg m W C m wo co 32619567.1=?=?= 考虑耐久性要求，对照混凝土的最大水灰比和最小水泥用量表，对于室内干燥环境，钢筋混凝土的最小水泥用量为280kg ，小于326 kg ，故可初步确定