沙漏能控制的案例
關于沙漏控制
一般要求沙漏能量控制在內能的10％以內，但是體系的內能在振動過程中在不斷變化啊
如果能夠接近平衡位置，那么這個時候內能很小啊，怎么保證一直小于10％呢？
如何理解有限元分析過程中的沙漏控制？
沙漏控制是在進行有限元分析時常見的一個概念，涉及到數值計算中的穩定性和精度問題。
沙漏控制（Hourglass Control）：在有限元分析中，沙漏控制是一種用來減少或消除稱為“沙漏模態”或“沙漏變形（通常沒有剛度，網格變形呈現鋸齒狀）”的數值不穩定性的技術。
圖1. 沙漏模態示意圖
當使用某些類型的有限元單元（如四面體單元）時，會出現一種不希望的扭曲模態，表現為模擬結構內部出現了一些異常的、不符合物理規律的形變或運動（其在數學上是穩定的），導致計算結果不準確甚至失真。
沙漏控制技術通過添加額外的數學約束或控制力來抑制這種不穩定性，以保證計算的準確性和可靠性。
可以通過以下方法對計算沙漏進行相關的控制：
使用合適的有限元單元：一些有限元單元在處理某些類型的加載時可能更容易出現計算沙漏，因此在選擇單元類型時需要考慮加載情況和模擬對象的幾何形狀。
增加材料的阻尼：在有限元模擬中，通過增加材料的阻尼可以減小計算沙漏的發生。可以通過修改材料的材料參數或者添加合適的阻尼模型來實現。
改進網格質量：確保網格的質量良好，盡可能使用均勻的網格劃分，避免出現過大或者過小的單元，以及不良的網格變形。一般來說，整體網格細化會明顯減少沙漏的影響。
使用沙漏控制算法：許多有限元分析軟件提供了專門的沙漏控制算法，可以在模擬過程中自動檢測和控制計算沙漏。這些算法通常會在模擬中自動調整加載、約束或材料參數等，以減小計算沙漏的影響。
增加約束條件：增加適當的約束條件可以幫助減小計算沙漏的發生。例如，通過增加固定邊界條件或者添加額外的約束來限制結構的自由度，從而減小計算沙漏的影響。
優化加載條件：某些加載條件可能會導致計算沙漏的出現（如單點載荷），因此可以通過優化加載條件來減小計算沙漏的影響。
展開 沙漏控制cae技術聊留言
1.請問沙漏能太大怎么辦？
老師留言1："給個建議，因為之前我一直是做的爆破倒塌的，為了減少倒塌碰撞過程沙漏，在關鍵字mat-erosion失效模式中采用的雙向控制（主應變和主應力），只要混凝土的最大主應力或者主應變達到破壞的閾值，混凝土就失效，之前做案例的時候，沒設置雙向控制的時候，有的混凝土單元變形到布滿整個屏幕，主應變這個時候一生效（比如0.03），立馬正常消失了，如果混凝土拉應力達到1.43Mpa混凝土也失效，當時自己的案例測試的，當然最后也測試了控制一點沙漏都沒有的模型，反而還不一定準確。"
cae技術聊q：551922835
展開 LS-DYNA有限元仿真中的沙漏現象及其控制
沙漏的定義
沙漏hourglassing一般出現在采用縮減積分單元的情況下：
比如一階四邊形縮減積分單元，該單元有四個節點 ，但只有一個積分點。而且該積分點位于單元中心位置，此時如果單元受彎或者受剪，則必然會發生變形。
很小的擾動理論上可以讓單元無限地變形下去，而不會消耗任何能量，這就是所謂的沙漏的零能量模式。這時就要對沙漏進行控制，比如人為地給單元加上一定的剛度。
沙漏只影響實體和四邊形單元，而四面體單元、三角形殼單元、梁單元沒有沙漏模式，但四面體單元、三角形殼單元缺點是在許多應用中被認為過于剛硬。
沙漏的影響范圍：
當顯式動態分析使用縮減積分單元時，應判斷沙漏是否會顯著的影響結果。一般準則是，沙漏能量不能超過內能的10％。
沙漏影響的查看、判斷：
沙漏能量和內能的對比可在ASCⅡ文件GLSTAT和MATSDM中看出（這兩個需要在前處理時設置，或在K文件中設置：在*control_energy卡片中設置HGEN＝2，而且用*database_glstat和*database_matsum卡分別輸出系統和每一個部件的沙漏能），也可在POST20中畫出。為確保這些文件中記錄沙漏能量結果，注意EDENERGY 中的HGEN應設為1。
對于殼單元，可以繪制出沙漏能密度云圖，但事先在*database_extent_binary卡中設置SHGE=2。然后在LS-Prepost中選擇Fcomp>Misc>hourglass energy。
2. 在LS-DYNA里的沙漏控制方法
1) 細化模型網格：好的建模可以防止產生過度沙漏，基本原則是使用均勻網格。（一般來說，整體網格細化會明顯地減少沙漏的影響。）
展開 
流體沙漏控制的具體操作
針對如下問題
我給出了沙漏控制的一些基本知識，以及流體沙漏控制的具體操作，鏈接如下：
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http://www.yqgqt.org.cn/content/doc/283732
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有限元分析入門概念之三（沙漏控制）
雅閣比矩陣的行列式值為負值就是負體積,雅閣比矩陣的行列式值為負值就是沙漏控制
沙漏(hourglass)模式是一種非物理的零能變形模式，產生零應變和應力。沙漏模式僅發生在減縮積分(單積分點)體、殼和厚,
殼單元上.沙漏模式也就零能模式
沙漏要控制的，沙漏能一般不大于總能量的10%。
沙漏現象的判別最簡單的是察看單元變形情況，如果如果單元
變成交替出現的梯形形狀，就是由沙漏
沙漏控制.rar
展開 Abaqus有限元仿真分析中的沙漏控制方法與設置
abaqus中沙漏的產生是一種數值問題，單元自身存在的一種數值問題，舉個例子，對于單積分點線性單元，單元受力變形沒有產生應變能，也叫0能量模式，在這種情況下，單元沒有剛度，所以不能抵抗變形，不合理，所以必須避免這種情況的出現，需要加以控制，既然沒有剛度，就要施加虛擬的剛度以限制沙漏模式的擴展，人為加的沙漏剛度就是這么來的。下面，小編就給大家分享一下"Abaqus有限元仿真分析中的沙漏控制方法與設置"。
沙漏的定義
沙漏（hourglassing）的產生是一種數值問題，是單元自身存在的一種數值問題。一般出現在采用縮減積分單元的情況下：比如一階四邊形縮減積分單元，該單元有四個節點“o”，但只有一個積分點"*"。而且該積分點位于單元中心位置，此時如果單元受彎曲或者受剪切作用，則必然會發生變形，如下圖所示。
單元原始狀態、單元受剪切作用變形、單元受彎曲作用變形
對于單積分點線性單元，單元雖然受力后產生變形，但并沒有產生應變能--也叫零能量模式。在這種情況下，單元沒有剛度，所以不能抵抗變形，顯然這樣的結論是不合理的，所以必須避免這種情況的出現，需要加以控制，既然沒有剛度，就要施加虛擬的剛度以限制沙漏模式的擴展，人為加的沙漏剛度就是這么來的。
沙漏的控制方法
目前常用的沙漏控制算法大致分為兩類：粘性阻尼算法和彈性剛度算法。這兩種算法分別通過引入沙漏變形方向上的阻尼約束力和剛度約束力來控制沙漏變形。
由于引入了沙漏控制力，同時就會產生沙漏能量損失，對于系統的能量平衡產生影響。在某些工程問題中，采用沙漏控制方法并不能完全解決沙漏問題，對于這類問題，可采用多點積分的單元來解決，當然計算成本也會大大增加。
ABAQUS中沙漏的設置
在ABAQUS/CAE中，可以方便地在ElementType界面下進行沙漏的設置。
展開 淺析有限元分析中的沙漏現象及其控制方法
3.控制沙漏的方法
Hourglass 可通過引入內部節點力來控制，相關的關鍵字有CONTROL Hourglass,*Hourglass 等，但是這就有了另一個問題，既然是人為的引用了節點力，那么這個人為的力所產生的能量(Hourglass energy)就得越小越好，一般要求沙漏能要小于總能量的 5% 才認為結果是可靠的。
能量之間是可以轉化的。但是，對于動力學問題，總能量一般是不變的，也就是能量守恒原理。沙漏模式也就是零能模式在理論上是存在的，大多數實際的模型中是不可能的。
零能模式是指有變形，但不消耗能量。顯然，這是一種偽變形模式，若不加以控制，計算模型會變得不穩定，并且計算出來的結果是沒有意義的。
要抵制這種變形模式就需要消耗一定的能量，也就是沙漏能。
如果，這個比值太多，就說明計算模型與實際模型的變形有很大差距，當然結果也就是不正確的。這也是使用縮減積分所付出的代價。
用完全積分單元可以解決這個問題，但是計算效率不高，還有可能導致單元鎖死，過剛度等問題。
展開 整車碰撞仿真-06（知識點總結）
二進制文件由關鍵字*DATABASE_BINARY_OPTION 控制輸出， 使用較多的是 D3PLOT 和 D3DUMP 兩個二進制文件，典型的關鍵字文件是：
D3PLOT 文件用來記錄應力、應變、變形的情況，可以用來畫云圖和作動畫。程序根據設置的時間間隔生成一系列的 D3PLOT
文件：D3PLOT、D3PLOT01、D3PLOT02、……、D3PLOTnn。由于 D3PLOTnn
文件一般較大，用戶要注意控制文件的數目。
D3DUMP 文件用來進行重啟動分析，在每一定義的時間間隔后程序自動生成系列該類型的文件：D3DUMP01、D3DUMP02、D3DUMP03、……D3DUMPnn。用戶可以從任何地方進行重啟動分析。
ASCII 文件由關鍵字*DATABASE_OPTION 控制輸出。 根據關心問題的不同，有選擇的輸出相應 ASCII 文件，使用較多的是
GLSTAT:（總體統計和能量）、MATSUM:（材料能量總結）、RCFORC:（接觸面反作用力）。典型的關鍵字文件是：
在 GLSTAT 文件中可以查看系統總體能量的平衡及沙漏能的控制問題。在 MATSUM:文件中可以查看每個 PART 的能量變化和沙漏能控制問題。在 RCFORC 文件中可以查看每一接觸界面接觸力的大小和方向。
在LS-Dyna中使用重啟動文件進行重新啟動:
若不使用DOS命令的用戶可從LS-Dyna的LS-DYNA Program Manager界面中重新啟動分析。點擊菜單Solver - Restart LS-Dyna Analysis打開Restart Input and Output對話框。
展開 ls-dyna控制卡片詳解
*CONTROL_HOURGLASS（沙漏控制）
整車碰撞中一般盡量采用四邊形殼單元和8節點實體單元，并保證網格的均勻性（大小，走向），不要再單節點上加載(負體積）。通過采用全積分單元，整體網格細化，局部沙漏能控制等會對沙漏能起作用，但整車分析中，會對模型進行整車的沙漏能控制。
【IHQ】沙漏粘性類型；
EQ.1：標準LS-DYNA類型。（默認）
EQ.2：Flanagan-Belyschko積分類型。
EQ.3：為用于實體單元的精確體積積分的Flanagan-Belyschko積分類型。
EQ.4：類型2的剛度形式。
EQ.5：類型3的剛度形式。
EQ.6：為Belytschko-Bindeman沙漏公式
EQ.8：適用于單元類型為16 的全積分殼單元。當IHQ=8 時，激活翹曲剛
度，進行準確計算，以得到精確解。該選項會增加25%的計算時間。
在殼單元中，IHQ<4 的是基于Belyschko-Tsay 公式的粘性沙漏控制模
式，【IHQ】=4，5，6 為剛度控制模式。剛度控制模式在大變形問題中可
能使響應變得過于剛硬，使用時要注意。在高速問題中推薦采用粘性模式，
在低速問題中推薦采用剛度模式。對于大變形問題，推薦使用選項3 或5。
【QH】沙漏能系數(全局剛度系數）默認為0.1。超過0.15會導致計算不穩定。可適用于除IHQ=6 以外的所
有選項。
備注：對個別組件的沙漏控制，可通過先建立沙漏屬性集合器，再從組件集
合器中調用沙漏屬性的方法實現。
7.*CONTROL_SHELL（單元控制）
【WRPANG】殼單元翹曲角度。當某個翹曲角度大于給定值時，會輸出警告信
息。
展開 有限元---剪切鎖死、體積鎖死、沙漏，零能模式
3
沙漏（hourglassing）
簡單地說就是單元只有一個積分點，周邊的節點可以隨意變形。
發生的對象：1.一階、減縮積分單元；
產生的結果：單元太柔；
解決方法：1.對一階減縮單元，合理細化網格；荷載避免使用點荷載；
2.在大應變區或大應變梯度區使用一階單元，而不是使用二階單元。
4
零能模式（zero-energy mode）
采用一階減縮積分時會出現零能模式。即單元只有一個積分點，在受彎時該積分點沒有任何的應變能，此時此單元沒有任何剛度，就無法抵抗變形。
解決方法：1.提供人工的“沙漏剛度”；2.細化網格（一般在高度方向至少要有4個單元）
展開 
有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列3：S4殼單元剪切自鎖和沙漏控制
==以往的系列文章==
第一篇：S4殼單元剛度矩陣研究 http://www.yqgqt.org.cn/content/post/338859
研究基于Mindlin厚殼理論的S4殼單元的剛度矩陣在Abaqus中的實現方式
第二篇：S4殼單元質量矩陣研究 http://www.yqgqt.org.cn/content/post/343905
研究一致質量矩陣和集中質量矩陣在Abaqus的S4殼單元和Nastran的Quad4殼單元中的實現方式
==第三篇：S4殼單元剪切自鎖和沙漏控制==
商用有限元軟件的健壯性體現在對各種特殊情況，求解過程和解的正確性依然能得到保證，而這些特殊情況在自編程序中如果沒有考慮到，那么結果就可能相差極大。其中剪切自鎖和沙漏現象是最常見的會影響正確性的兩個特殊情況。這兩者具有相似性，所以我們在本文中一起研究Abaqus中線性殼單元S4針對這兩種情況下的內部實現方式。剪切自鎖和沙漏現象影響的是剛度矩陣和應力，我們研究方式是在自編程序iSolver中根據成熟的消除剪切自鎖和沙漏控制的理論實現剛度矩陣的修正，通過比較同一模型的Abaqus的剛度矩陣結果，結合幫助文檔猜測Abaqus軟件單元消除剪切自鎖和控制沙漏的內部實現方法。
圖1：剪切自鎖
圖2：沙漏
===S4殼單元剪切自鎖和沙漏控制研究總結===
完全積分單元才有剪切自鎖，雖然Abaqus的S4單元是完全積分，但內部已經做了修正完全消除了剪切自鎖，所以不需要用戶做任何設置。
減縮積分單元才有沙漏現象，Abaqus的S4R默認增加一個人工的沙漏剛度來控制沙漏現象，如果發現結果還是不理想，那么需要采用其它建模方法才能控制沙漏了。
展開 LS-DYNA常用控制卡片詳解
EQ.2：計算滑移面能量耗散并包含在能量平衡中，
【RYLEN】阻尼能耗散選項。計算結果寫入glstat文件中。
EQ.1：不計算阻尼衰減能量耗散。（默認）
EQ.2：計算阻尼衰減能量耗散并包含在能量平衡中。
全部選擇2，即全部參加計算。
6.*CONTROL_HOURGLASS（沙漏控制）
整車碰撞中一般盡量采用四邊形殼單元和8節點實體單元，并保證網格的均勻性（大小，走向），不要再單節點上加載(負體積）。通過采用全積分單元，整體網格細化，局部沙漏能控制等會對沙漏能起作用，但整車分析中，會對模型進行整車的沙漏能控制。
【IHQ】沙漏粘性類型；
EQ.1：標準LS-DYNA類型。（默認）
EQ.2：Flanagan-Belyschko積分類型。
EQ.3：為用于實體單元的精確體積積分的Flanagan-Belyschko積分類型。
EQ.4：類型2的剛度形式。
EQ.5：類型3的剛度形式。
EQ.6：為Belytschko-Bindeman沙漏公式
EQ.8：適用于單元類型為16 的全積分殼單元。當IHQ=8 時，激活翹曲剛
度，進行準確計算，以得到精確解。該選項會增加25%的計算時間。
在殼單元中，IHQ<4 的是基于Belyschko-Tsay公式的粘性沙漏控制模
式，【IHQ】=4，5，6 為剛度控制模式。剛度控制模式在大變形問題中可
能使響應變得過于剛硬，使用時要注意。在高速問題中推薦采用粘性模式，
在低速問題中推薦采用剛度模式。對于大變形問題，推薦使用選項3 或5。
【QH】沙漏能系數(全局剛度系數）默認為0.1。超過0.15會導致計算不穩定。可適用于除IHQ=6以外的所有選項。
展開 普通的PLC是否能代替安全控制器？
電源監視：每個輸出電路包括兩個串聯的開關，有兩個處理器分別進行控制。第一個微處理器使用數字量輸出還原器（DOD）驅動它的開關，而第二個微處理器則在還原器之后驅動它的開關。在每個周期里，兩個微處理器系統的中點電壓要與一個閥值進行比較，然后還要交換它們的如果，評估中點的狀態，診斷開關的狀態。如果在一個通道中檢查到出錯的行為，那么立即停機，并且設置診斷位，通知CPU，CPU中會有故障信息體現。
綜上所述，希望大家對安全PLC和普通PLC的區別有了一個更進一步的認識，也通過上面的介紹，了解到安全產品設計的三個重要理念。在未來使用安全相關產品的時候，能夠結合今天分享的內容來認識這些安全產品，通過它們的設計，區別于標準控制產品。
展開 WS2812還能這么玩？！AI控制、自動感溫變色...
白柴の推薦語
本文為【星空燈DIY】活動的優秀作品之一，樓主@shihengrui在原教程的基礎上添加了音樂播放、燈光感溫切換冷暖色、小愛同學語音控制三個功能。現在分享出來，供大家學習參考，文末有開源代碼和PCB文件，感興趣的粉絲滑到文末獲取~
方案確定
? 主控選擇
看到《星空燈教程》做的那個，好像只是把燈放進去了，nucleo板子放在外面，不太美觀。考慮到要添加WIFI控制功能，板子也要更小一點能放進罩子里，我打算使用一片ESP8266，既有IO能夠控制燈環，還自帶WIFI功能，主要是便宜，僅僅10元。(送女朋友的當然能省則省，反正論壇沒人知道我女朋友，我也不怕有人打小報告
真白菜價，我選擇了外圍器件最少的ESP-12S，內部自帶上下拉電阻。
? 燈環選擇
本來我已經畫好了PCB，準備直接干30顆燈珠(巨亮)，后來想想上次焊燈珠時候的報廢率，我放棄了，還是選擇現成12位的燈環。
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