步長設(shè)置的案例
晶體塑性有限元仿真入門(1)--開源子程序Huang's UMAT及代表性體積單元的創(chuàng)建
圖1.1 a) 草圖里繪制0.5mm*0.5mm的正方形 b) 代表性體積單元
材料模型
彈塑性材料模型的具體參數(shù)如下：
圖1.2 a) 材料的彈性參數(shù) b) 材料的塑性參數(shù)
步長設(shè)置
步長設(shè)置的具體參數(shù)如下：
圖1.3 步長設(shè)置參數(shù)
邊界條件
具體邊界條件如下：原點(diǎn)全約束，三個(gè)面對(duì)稱約束，x方向位移20%。
圖1.4 邊界條件設(shè)置參數(shù)
網(wǎng)格劃分
默認(rèn)大小0.05進(jìn)行網(wǎng)格劃分：
圖1.5 網(wǎng)格設(shè)置參數(shù)
后處理界面
應(yīng)力應(yīng)變分布：
圖1.6 后處理應(yīng)力應(yīng)變分布
2. 代表性體積單元的創(chuàng)建(晶體塑性材料模型)
幾何模型
如圖2.1a在草圖里繪制0.5mm*0.5mm的正方形，拉伸0.5mm，最后得到如圖2.1b所示的代表性體積單元。
圖2.1 a) 草圖里繪制0.5mm*0.5mm的正方形 b) 代表性體積單元
材料模型
晶體塑性材料模型的具體參數(shù)如下：
圖2.2 設(shè)置材料參數(shù)
步長設(shè)置
步長設(shè)置的具體參數(shù)如下：
圖2.3 步長設(shè)置參數(shù)
邊界條件
具體邊界條件如下：原點(diǎn)全約束，三個(gè)面對(duì)稱約束，x方向位移20%。
展開 晶體塑性有限元仿真入門(2)--BCC、FCC、HCP晶格材料以及多相材料的有限元模擬
圖1.1 a) 草圖里繪制R0.015mm的圓形b) Z方向拉伸得到H0.05mm的圓柱體
材料模型
FCC晶格材料我們使用Huang的博士論文A user-material subroutine incorporating single crystal plasticity in the ABAQUS finite element program里的copper crystal，其160組材料參數(shù)如下：
圖1.2 銅晶體的160組晶體塑性材料參數(shù)
將20*8的矩陣其轉(zhuǎn)化為160*1的矩陣后，在Abaqus軟件中，定義材料模型的具體參數(shù)如下：
圖1.3 a) 定義材料的輸出參數(shù)個(gè)數(shù) b) 定義材料的晶體塑性參數(shù)
步長設(shè)置
步長設(shè)置的具體參數(shù)如下：
圖1.4 步長設(shè)置參數(shù)
邊界條件
具體邊界條件如下：Z0面固定約束，Z1面沿z方向位移0.001mm。
圖1.5 邊界條件設(shè)置
網(wǎng)格劃分
圖1.6 網(wǎng)格劃分前對(duì)部件進(jìn)行剖分
網(wǎng)格大小0.002進(jìn)行網(wǎng)格劃分：
圖1.7 網(wǎng)格劃分
圖1.8 更改網(wǎng)格類型
提交運(yùn)算
圖1.9 提交運(yùn)算和完成運(yùn)算的界面
后處理界面
應(yīng)力應(yīng)變分布：
圖1.10 后處理應(yīng)力應(yīng)變分布
2. FCC晶格材料的變形模擬-多晶體
幾何模型
通過NEPER軟件生成圓柱體(R0.015mm&H0.05mm)里包含300個(gè)晶粒的幾何模型，結(jié)果如圖2.1所示，其中不同的顏色代表不同的晶粒。
展開 液體靜壓導(dǎo)軌雙向流固耦合-關(guān)于時(shí)間步長的疑問
從圖中可以看出流場呈負(fù)壓，結(jié)構(gòu)件向上凸起
我嘗試了改變時(shí)間步長，發(fā)現(xiàn)步0.05s時(shí)沒有出現(xiàn)上述狀況，可以完成迭代。而時(shí)間步長設(shè)置為0.01、0.001、0.0001、0.00001等均會(huì)出現(xiàn)上述問題。
我的疑問：
1.一般雙向耦合，不是時(shí)間步越小越好么，為什么這里采用0.0001s步長會(huì)出現(xiàn)上述問題，而0.05s卻能正確計(jì)算？
2. 我想模擬液壓油逐漸上升，止推板在油膜力的作用下逐漸彎曲的過程，是否應(yīng)該考慮液壓油的可壓縮性？
因?yàn)樵谀M中我發(fā)現(xiàn)，若將液壓油密度設(shè)置為定值，則無論時(shí)間步長多小（e-5s或e-6s），耦合面的面壓力積分總是在兩三個(gè)迭代步內(nèi)就達(dá)到最大值。而若將液壓油密度設(shè)置為compressible liquid，則耦合面的面壓力積分會(huì)隨著時(shí)間逐步增大，大概在0.005s內(nèi)達(dá)到最大值。
請論壇里的前輩不吝賜教~
展開 非線性分析支持步長控制！Simright 2018.10.12更新
本周新增加了非線性分析支持步長控制，可根據(jù)用戶有限元前處理中輸入?yún)?shù)自動(dòng)判斷分析類型或用戶自定義分析類型。選擇非線性分析時(shí)，可調(diào)整初始步長以及動(dòng)態(tài)步長和固定步長。本次更新共有2項(xiàng)改進(jìn)和修復(fù)，歡迎大家體驗(yàn)，多提建議！希望大家支持云端CAE，支持Simright！
Simulator(在線結(jié)構(gòu)分析軟件)
1.新增：非線性分析支持步長控制
支持初始分析步長設(shè)置、動(dòng)態(tài)步長以及固定步長設(shè)置。
2.改進(jìn)：提升后處理動(dòng)畫顯示流暢度
后處理中動(dòng)畫顯示支持本地及遠(yuǎn)程兩種方式，有效提升后處理動(dòng)畫顯示流暢度。
近期熱門：
Simright Web 3D技術(shù)助力招商交科院橋梁云平臺(tái)EasyPDM支持文件備注及檢索功能！Simright 2018.09.30更新支持剛性連接模擬螺栓！Simright 2018.09.21更新EasyPDM新增多項(xiàng)功能！Simright 2018.09.14更新改進(jìn)綁定接觸定義方式，支持自動(dòng)和手動(dòng)綁定！Simright 2018.09.07更新后處理云圖支持查詢點(diǎn)擊位置結(jié)果！Simright 2018.08.30更新中國CAE走出國門，邁向世界_全球知名門戶engineering.com對(duì)Simright采訪報(bào)道
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展開 
基于Workbench的汽車剎車制動(dòng)盤摩擦生熱問題的仿真
注：本實(shí)例僅僅為仿真方法，由于參數(shù)未知顧各種參數(shù)均為假設(shè)
分析模塊采用瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)求解模塊，建立模型，劃分網(wǎng)格，設(shè)置邊界條件，求解，查看結(jié)果。
仿真模型
剎車盤和摩擦片如圖所示，便于網(wǎng)格劃分，剎車盤分為兩部分，另外采用對(duì)稱方式，取一半模型
網(wǎng)格劃分
網(wǎng)格如圖所示
對(duì)稱設(shè)置
選擇剎車盤的盤面設(shè)置為對(duì)稱，如圖
將模型的單元更改為226耦合場單元
et,matid,226,11 ！設(shè)置關(guān)鍵字為11，表示自由度包含溫度temp
接觸設(shè)置
將摩擦片和摩擦盤之間的接觸設(shè)置為frictional 摩擦系數(shù)調(diào)整為0.2
摩擦關(guān)鍵字設(shè)置為keyop,cid,1,1，考慮溫度
方程設(shè)置為增強(qiáng)拉格朗日方程，stiffness update設(shè)置為each iteration
旋轉(zhuǎn)設(shè)置
設(shè)置圓孔中心為鉸鏈旋轉(zhuǎn)，如圖
邊界條件
添加鉸鏈驅(qū)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)角度驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)3圈，共1080度
添加摩擦片的位移約束，將摩擦片四邊設(shè)置為XY方向0位移，Z向可動(dòng)
添加摩擦片上表面受力4000.N
設(shè)置步長
設(shè)置為三步，步長設(shè)置為100，10，1000，時(shí)間共4秒時(shí)間
添加求解設(shè)置
/solu
alls
tref,0 ！參考溫度為0度
trnopt,full
timint,off,struc ！
展開 四十三、Fluent增強(qiáng)收斂性-偽瞬態(tài)計(jì)算
wx_fmt=png" width="100%"> </p><p><br></p><p>Automatic：Fluent會(huì)自動(dòng)計(jì)算偽時(shí)間步長，自動(dòng)時(shí)間尺度計(jì)算通常比較保守，將時(shí)間尺度因子增加到3或10會(huì)提高收斂速度。降低到0.3或0.1可使收斂性更好。</p><p><br></p><p>Length Scale Method：微調(diào)偽時(shí)間步長大小，有兩種方式：</p><p>Conservative：默認(rèn)值，對(duì)于三維，使用網(wǎng)格體積的立方體根，對(duì)于二維，使用面積的平方根。</p><p>Aggressive：使用最大幾何范圍，比Conservative方式時(shí)間步長更大。</p><p><br></p><p><br></p><p>Verbosity：整數(shù)值0、1、2，默認(rèn)是0，值為1將打印偽時(shí)間步長。值為2將打印有關(guān)計(jì)算的其他細(xì)節(jié)。</p><p><br></p><p><strong>3.2 Solid Time Scale</strong></p><p><br></p><p>只有當(dāng)區(qū)域中存在固體區(qū)域，或在多孔介質(zhì)模型、固化與熔融模型啟用了能量方程，Solid Time Scale才會(huì)出現(xiàn)在界面中。</p><p><br></p><p>User-Specified：可以輸入Pseudo Time Step Size。</p><p>Automatic：Fluent會(huì)自動(dòng)計(jì)算偽時(shí)間步長</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>4. 多相流偽時(shí)間步長設(shè)置</strong></p><p> </p><p>a. 上述的偽時(shí)間步長設(shè)置在多相流中同樣適用</p><p><br></p><p>b. 對(duì)于穩(wěn)態(tài)問題，不應(yīng)該僅基于殘差來判斷收斂性。為了更好地判斷收斂性，還應(yīng)該監(jiān)視特定位置的變量，直到該值基本不變。</p><p><br></p><p>c.
展開 LS-DYNA求解中途退出的解決方案
單元負(fù)體積：這主要是由于人工時(shí)間步長設(shè)置的不合理，調(diào)小人工時(shí)間步長可解決該問題。還有就是材料參數(shù)和單元公式的選擇合理問題。
2． 節(jié)點(diǎn)速度無限大：一般是由于材料等參數(shù)的單位不一致引起，在建立模型時(shí)應(yīng)注意單位的統(tǒng)一，另外還有接觸問題，若本該發(fā)生接觸的地方?jīng)]有定義接觸，在計(jì)算過程中可能會(huì)產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)速度無限大。
3． 程序崩潰：該現(xiàn)象不常發(fā)生，若發(fā)生，首先檢查硬盤空間是否已滿，二是檢查求解的規(guī)模是否超過程序的規(guī)模。最后就是對(duì)于特定的問題程序本身的問題。
當(dāng)然對(duì)于程序中途退出問題原因是比較復(fù)雜的，不過對(duì)于其他一些剛開始就中斷的現(xiàn)象LS-DYNA都會(huì)提示用戶怎樣改正，如格式的不對(duì)，符號(hào)的缺少等等。
展開 “Time-step size < dtmin” 問題解析
發(fā)生的原因
求解器的停止是因?yàn)闀r(shí)間步長小于最小時(shí)間步長。這里涉及兩個(gè)量，最小時(shí)間步長，時(shí)間步長。最小時(shí)間步長默認(rèn)為 1e-4 乘以初始時(shí)間步長，其值也可通過 Time-step controls 選項(xiàng)去設(shè)置。（Model Setup > Numberics > Time-step control >Minimum time step）
求解器運(yùn)行期間的時(shí)間步長可通過兩種方式中的一種確定。第一種，求解器設(shè)定的時(shí)間步長可滿足穩(wěn)定。第二種，如果時(shí)間步長的控制設(shè)置為穩(wěn)定和收斂 Stability and convergence（默認(rèn)）。則壓力迭代次數(shù)大于時(shí)間步長減小前的最大迭代次數(shù)（最大迭代次數(shù)可通過 Model Setup > Numerics > Pressure iterations > Convergence Controls > Maximum number of iterations before time step is reduced 設(shè)置）會(huì)導(dǎo)致的時(shí)間步長會(huì)被減小。
這種做法通過平衡時(shí)間步長和壓力迭代次數(shù)去優(yōu)化運(yùn)行時(shí)間。然而，有時(shí)時(shí)間步長被過分地減小，于是就造成了 Time-step size < dtmin 的情況出現(xiàn)。
2. 建議的解決方案
首先，查看運(yùn)行器中的 " stability limit & time-step size "。（同樣可以在求解文件 hd3msg.dat 中查看）如果時(shí)間步長一直小于穩(wěn)定極限，求解器會(huì)一直迭代。
正常一段時(shí)間后，時(shí)間步長會(huì)主動(dòng)降低，這是由于 AUTOT 設(shè)置的影響(自動(dòng)恢復(fù)法)。
如果機(jī)器不能自動(dòng)恢復(fù)，則需要我們自己采取一些手段。一方面，可以采取將時(shí)間步長的控制條件設(shè)置為 Stability。
展開 基于simsolid的榨汁機(jī)底座分析
模態(tài)分析結(jié)果：
靜力學(xué)分析結(jié)果：
軟件功能（引自官方講解公開課）：
使用感受：
1.界面簡潔，模塊化流程模型導(dǎo)入——裝配連接——邊界條件設(shè)置——分析類型選擇——分析，容易上手。
2.幾何模型接口完善，各大cad軟件可直接導(dǎo)入，避免中間igs等格式轉(zhuǎn)換過程的信息丟失。
3.不需選擇網(wǎng)格類型和網(wǎng)格劃分，不需指定求解方法與各類步長設(shè)置，大大使用門檻。
4.計(jì)算速度極快，讓使用人員集中精力于分析本身而不是軟件操作。
DEFINE_DELTAT宏
01—
概述
DEFINE_DELTAT是一個(gè)通用的宏，它可以用來控制瞬態(tài)計(jì)算中時(shí)間步長的大小。注意，只有在ANSYS FLUENT的Run Calculation task頁面的Time Stepping Method下拉列表中選擇了Adaptive，才可以使用這個(gè)宏。
02—
用法
DEFINE_DELTAT (name,d)
DEFINE_DELTAT有兩個(gè)參數(shù): name和d。name是UDF的名字，domain通過ANSYS FLUENT求解器傳遞到UDF，而UDF將需要計(jì)算物理時(shí)間步長的實(shí)際值并將其返回到求解程序。
函數(shù)返回值:real。
03—
示例
下面這個(gè)名為mydeltat的UDF是一個(gè)簡單的函數(shù)，它展示了如何使用DEFINE_DELTAT來更改模擬中時(shí)間步長的值。首先，CURRENT_TIME用于獲取當(dāng)前模擬時(shí)間的值(賦給變量flow_time)。然后，對(duì)于計(jì)算的前0.5秒，設(shè)置時(shí)間步長0.1。對(duì)于模擬的其余部分，將時(shí)間步長設(shè)置為0.2。然后將時(shí)間步長變量返回到求解器。
展開 WB模擬水杯跌落
圖5
圖6
圖7
步長設(shè)置如表2所示。
三種情況分別在1.8ms時(shí)的總應(yīng)變分布如圖8到圖10所示。我們可以發(fā)現(xiàn)沒有裝水時(shí)的橡皮材質(zhì)的杯子變形最大，在裝有一定水時(shí)，杯中的水起到了一定緩沖力的作用，杯子的變形力度減小。當(dāng)杯子的材質(zhì)為鋼時(shí)，變形最小，但此時(shí)杯中的水承受了更多的力，變形增大。
圖8
圖9
圖10
結(jié)果視頻如下：
本案例比較簡單基礎(chǔ)，謝謝大家的支持
阿毅2014鍛壓系列講座-Deform彈簧力（力）設(shè)置詳解
Deform進(jìn)行鍛壓分析時(shí)，有時(shí)候在底部支撐或者側(cè)邊有施加力的情形，此時(shí)模具或者施加力給Workpiece，或者模具在workpiece的作用下移動(dòng)，在這些情況下，都需要給模具定義適當(dāng)?shù)膹椈闪Γ赃_(dá)到和實(shí)際相同的情形，在Deform中沒有彈簧的分析設(shè)置工具，只能用施加力的方式進(jìn)行近似的模擬，詳細(xì)的設(shè)置方法如下：
1：選擇要設(shè)置彈簧力的OBJECT，點(diǎn)擊工具工作 力
2：選擇下方的定義，設(shè)置彈簧力是不支持定值的，這個(gè)就是大多數(shù)人設(shè)置失敗的原因，軟件開發(fā)的有問題，此處應(yīng)該設(shè)置成灰色的，根據(jù)你的時(shí)間步長設(shè)置是行程控制還是時(shí)間控制，一般情況選擇行程函數(shù)（你的模擬控制 step Increment里面選擇用距離）
3:定義行程函數(shù)或時(shí)間函數(shù)：
根據(jù)你的具體情況，設(shè)置你需要的位移及彈簧力，注意方向和力的大小。如果輸入的是正值，則力的方向和OBJECT的方向一致，反之則相反；位移也是同理；
如下圖所示，OBJECT往-z方向移動(dòng)10mm，逐漸施加給workpiece在-Z方向1000N力，如果是-1000的話，就是施加給workpiece在Z方向上1000N的力；
總結(jié)：
與SimuFact.Forming相比較，Deform沒有現(xiàn)成的彈簧施加的工具，但是它還是非常靈活的定義彈簧力的近似模擬的。只要搞明白了，比SimuFact.Forming好理解，關(guān)鍵點(diǎn)在于力與位移的方向，這個(gè)一定要搞清楚，否則很容易出錯(cuò)。
圖片如果不清楚，請下載PDF版本。
20140113_Deform彈簧力設(shè)置詳解.pdf
展開 [分享]我在電磁場分析過程中遇到的問題及解決方法
不要擔(dān)心，這是ANSYS程序設(shè)置中的一個(gè)友好提示，并不說明你的程序就是錯(cuò)誤的（當(dāng)然出現(xiàn)這個(gè)提示也不能證明你的程序就是無誤的），你可以接著運(yùn)行程序。
2、進(jìn)行非線性求解的時(shí)候，如果你輸入了材料的磁化曲線，但是很奇怪的是在進(jìn)行二維分析的時(shí)候是成功的，但是三維分析的時(shí)候被告知得到的解是不收斂。
原因一：你需要檢查一下程序的問題，是不是求解的步長設(shè)置的不合理。一般情況下，ANSYS默認(rèn)的是25，這個(gè)值可以滿足大部分計(jì)算的需要，不過有的時(shí)候你需要把這個(gè)步長變大。
原因二、你輸入的磁化曲線是正確的嗎？是否滿足ANSYS的要求？很多參考書上的磁化曲線數(shù)據(jù)并不滿足ANSYS程序的要求，你需要用命令TBPLOT繪制出材料的BH、NB、MH三條曲線，看這三條曲線是不是都是光滑的單調(diào)的。
3、為什么繪制出的磁力線只有寥寥幾根，如何加密呢？
ANSYS中有很多中顯示方式，可以看看命令/SHOW中的說明。
展開 LSdyna模型能跑BUT結(jié)果明顯錯(cuò)誤解決方法（持續(xù)更新2024.12.06） ￥9.9
<h2>①壓縮仿真（材料飛濺）</h2><h2>②負(fù)體積過多（單元畸形）elements eroded due to negative volume</h2><h2><br></h2><h2><br></h2><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<hr>
</div><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<hr>
</div><p><br></p><h2>①壓縮仿真（材料飛濺）</h2><h3>錯(cuò)誤原因之一：時(shí)間步長設(shè)置有問題</h3><p>解決方法：1.減小時(shí)間步長（10倍量級(jí)的減小）；2.control condart調(diào)整接觸剛度（避免接觸力不準(zhǔn)確）</p><p><br></p><p><br></p><h2>②負(fù)體積過多（單元畸形）：elements eroded due to negative volume</h2><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202412/attachment/58560d046994482a83cbdeddc9e4d43b.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202412/attachment/58560d046994482a83cbdeddc9e4d43b.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202412/attachment/58560d046994482a83cbdeddc9e4d43b.png
展開 ?LS_DYNA負(fù)體積解決建議
負(fù)體積產(chǎn)生和時(shí)間步設(shè)置、 網(wǎng)格質(zhì)量、 材料、
載荷條件、 接觸等都可能有關(guān)系， 可能的原因和解決的方法大概有幾種：
（1） 材料設(shè)置參數(shù)有問題， 選擇合適的材料模型， 并注意單位的協(xié)調(diào)；
（2） 網(wǎng)格質(zhì)量不好。 高質(zhì)量的網(wǎng)格可以使之能容納更大的變形從而防止負(fù)體積的發(fā)生，
建議在容易出現(xiàn)大變形的地方細(xì)化網(wǎng)格；
（3） 時(shí)間步長設(shè)置不夠合理。 默認(rèn)的時(shí)間步長因子 0.9 可能對(duì)防止數(shù)值計(jì)算的不穩(wěn)定
不夠有效， 減少步長因子（比如從 0.9 減小到 0.6 或者更小）， 可以防止負(fù)體積的產(chǎn)生， 這是
一個(gè)有效的方法；
（4） 太高的局部接觸力。 不要將力施加在單一節(jié)點(diǎn)上， 最好分散到幾個(gè)節(jié)點(diǎn)上以壓力
的方式等效施加；
（5） 使用全積分實(shí)體單元。 在大變形和大扭曲情況下， 全積分單元相對(duì)于單點(diǎn)積分單
元計(jì)算不夠穩(wěn)定， 因?yàn)橐粋€(gè)負(fù)雅克比行列式可以在意個(gè)積分點(diǎn)發(fā)生， 所以全積分單元比單點(diǎn)
積分發(fā)生負(fù)的雅克比行列式更快。 建議使用默認(rèn)的單元方程式（單點(diǎn)積分） 加上沙漏控制。
（6） 接觸設(shè)置不合理。 單面搜索的接觸形式相對(duì)于雙面搜索雖然節(jié)省了計(jì)算時(shí)間， 但
很容易因?yàn)槊娴姆较虿徽_而導(dǎo)致負(fù)體積的產(chǎn)生， 因此在不能確定面的方向時(shí)建議使用雙面
搜索。 另外， 適當(dāng)提高接觸剛度也可以防止負(fù)體積的產(chǎn)生。
（7） 另外也可以采用 ALE 或者 EULER 單元算法， 用流固耦合功能代替接觸， 控制網(wǎng)
格質(zhì)量， 例如承受壓力的單元在受壓方向比其他方向尺寸長。
展開 