abaqus顯示動(dòng)力學(xué)應(yīng)用-鉆頭切削巖石
abaqus擁有強(qiáng)大的顯示動(dòng)力學(xué)求解能力,應(yīng)用abaqus的Explicit做了個(gè)牙輪鉆頭切削巖石的案例,總結(jié)以下幾個(gè)遇到的問(wèn)題:
1.不開(kāi)多線(xiàn)程可以正常求解,一開(kāi)多線(xiàn)程就報(bào)錯(cuò)?
在顯示動(dòng)力學(xué)接觸設(shè)置中,abaqus軟件默認(rèn)的是動(dòng)態(tài)接觸算法(Kinematic contact algorithm),當(dāng)開(kāi)啟多線(xiàn)程時(shí)就會(huì)由于求解速度過(guò)高而產(chǎn)生計(jì)算的不穩(wěn)定性,而該算法的接觸約束嚴(yán)格性很高,因此當(dāng)遇到求解不穩(wěn)定時(shí)就會(huì)產(chǎn)生報(bào)錯(cuò)從而導(dǎo)致計(jì)算終止。由于罰函數(shù)法的接觸約束嚴(yán)格性要低于動(dòng)態(tài)接觸算法,因此改為罰函數(shù)法(penalty contact method)即可。
2.切削中鉆頭和巖石發(fā)生穿透?
在切削仿真中鉆頭和巖石間的接觸壓力、接觸剛度和許用穿透量之間的平衡被打破。可以細(xì)化接觸區(qū)域網(wǎng)格; 修改接觸剛度;用軟接觸代替硬接觸
3.仿真中的求解不穩(wěn)定性問(wèn)題?
由于abaqus explicit的接觸算法對(duì)接觸面的類(lèi)型有較嚴(yán)格的限制,而切削仿真又是一個(gè)高度非線(xiàn)性求解過(guò)程,這些都會(huì)導(dǎo)致求解的不穩(wěn)定。可以采用細(xì)化網(wǎng)格、調(diào)節(jié)增量步長(zhǎng)、采用ALE技術(shù)、在接觸中引入阻尼等來(lái)完成的。
4.巖石的切削形態(tài)如何控制?
建議失效選用位移方式,合理選擇失效數(shù)值
5.求解時(shí)間較長(zhǎng)?
顯式動(dòng)力學(xué)是采用顯式算法進(jìn)行動(dòng)力學(xué)方程的求解,顯式算法最大優(yōu)點(diǎn)是有較好的穩(wěn)定性,不存在隱式算法中的收斂性問(wèn)題。顯式動(dòng)力學(xué)最適合發(fā)生在短時(shí)間,幾毫秒內(nèi)的事件或更小時(shí)間。持續(xù)1秒以上的事件可以模擬但是需要較長(zhǎng)的時(shí)間,通過(guò)諸如質(zhì)量縮放和動(dòng)態(tài)松弛之類(lèi)的技術(shù)可用于提高模擬效率減少計(jì)算時(shí)長(zhǎng)。
求解效果圖如下:
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