顯隱式
關注創建者：楊金水 創建時間：2021-04-07
顯隱式的視頻教程
【ABAQUS】隱式與顯式分析（落錘試驗、準靜態分析）
【ABAQUS】隱式與顯式分析（落錘試驗、準靜態分析） ? ? ? ?本課程是本人即將推出的?“ABAQUS 結構工程分析專題教程”?中的其中一個收費專題。（歡迎點擊“試看”，貨比三家，本課程性價比絕對高） 【課程概要】 ? ? ? ?較為簡潔清晰地厘清ABAQUS中隱式求解法（指隱式靜力學）與顯式求解法的基本原理和區別，并介紹了與之相關的準靜態分析方法。
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顯隱式的實例教程
顯式和隱式求解方法是有限元中最為關鍵的知識，對于初學者，可能對其內在的含義還是理解不夠，只是記著“大變形用顯式，線性小變形用隱式”這樣的一般性結論，若是能對顯式和隱式有更深層的理解，對于有限元內在的求解方式將會掌握更好。
ABAQUS和LS-DYNA都可以進行顯式和隱式求解，不同的是，ABAQUS更擅長隱式求解，而LS-DYNA顯式求解更強，至于強在何處，就是另外的話了，這里主要是介紹下顯式和隱式的含義。
1、含義
隱式求解，即implicit method，在ABAQUS中，
Standard模塊
主要進行隱式求解的計算，在分析步中進行設置；LS-DYNA則使用關鍵字
*CONTROL_IMPLICIT_GENERAL
進行顯隱式的設置。
圖 1：ABAQUS隱式設置
圖 2：LS-DYNA隱式設置
隱式求解的特點是利用迭代的方法求解下個增量步的未知量，即對于一個問題，隱式是將其看作一個整體，進行矩陣的計算，迭代方法一般為Newton-Rapson法，這種可以比作“鯨吞”，因此，隱式求解沒有條件穩定，任何大小的時間增量皆可讓結果在一定范圍內，但由于采用的是迭代的方法，因此有計算收斂性問題。
不同于隱式，顯式求解（Explicit method）,ABAQUS中由Explicit模塊求解，LS-DYNA中默認采用的即為顯式求解方法。顯式求解利用
中央差分法
，借助多個時間增量完成模擬。顯式只關注前一時刻的狀態，它每一步的求解都是基于前一步的結果，通過預先設置的時間增量來遞推后面的結果，因此說，顯式相當于將一個問題分成很多塊，然后一步步去計算，類似
“蠶食”
。
展開 這是關于LS-DYNA的顯式與隱式計算地 ppt 講義。
顯式隱式.rar
隱式－顯式順序求解.rar
眾多工程問題中很多時候都涉及到隱式與顯式聯合仿真分析，這不但對求解器軟硬件提出要求，也對用戶的設置提出了更高的要求。本文從大型通用前后處理平臺Ansa/meta出發，以近年來普遍關注的兒童玩具/游樂設備之一的滑板車為例，介紹如何設置隱式-顯式（ABAQUS/Standard-ABAQUS/Explicit）聯合仿真分析求解文件。
主要從以下4個部分進行描述：
1） 模型及工況說明
2） 設定隱式與顯式聯合仿真區域
3） 建立聯合仿真分析
4） 輸出ABAQUS計算文件
1、模型及工況介紹：
如下圖所示，滑板車車體簡化為shell，車體板前后用連接單元與前后輪胎連接，手把用beam，騎行者用質量點等效并用coupling與車把和車體連接。路面處理為解析剛體。
騎行者連同滑板車以3m/s的速度前行，整個分析屬于顯式問題（ABAQUS/Explicit）。雖然模型簡單，但能夠通過該算例說明如何在ANSA中設置隱式與顯式聯合仿真分析文件。
模型中的有些零部件，比如輪胎，會與路面接觸，尤其是前輪會與路沿發生碰撞，承受動態載荷，需要用顯式求解器，因此，這些零部件需要進行顯式分析。而滑板車車體（本例簡化為shell）以及把手和騎行者可直接利用模態動力學計算，這可以直接用隱式求解器進行分析。需要說明的是，如果將滑板車車體用子結構代替，而僅保留必要的模態，可以更進一步提高效率。
2、設定隱式與顯式聯合仿真區域
利用Includes管理器設定三個分開的區域，包括：
a）滑板車車體及coupling-用于建立子結構；
b）滑板車的剩余部分以及騎行者-組成隱式求解區；
c）滑板車輪胎以及路面-顯式求解區。
展開 iSolver介紹：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884
==第13篇：顯式和隱式的區別==
CAE求解方法一般有兩種，分別為顯式（Explicit）和隱式（Implicit）。顯式求解算法基于動力學方程，當前時刻的位移只與前一時刻的速度和位移相關，求解過程中無需迭代；而隱式求解基于虛功原理，一般需要進行迭代計算。
在Abaqus中，顯式求解和隱式求解一般都會采用增量求解，即將分析步分割為若干個增量步，在當前增量步達到平衡時計算下一個增量步。
1. 顯式(Explicit)
在顯式求解過程中，每個增量步內不需要進行迭代求解，且無需形成切線剛度矩陣，故每個增量步內計算量相對于隱式求解方法消耗較小，一般與單元規模成正比。但增量步長也不能過大，一般不超過模型最小自由振蕩周期的1/10，否則容易導致計算結果發散。
2. 隱式(Implicit)
在隱式求解過程中，每個增量步都需要進行平衡迭代，需要形成切線剛度矩陣，計算量相對較大，一般與單元規模和迭代收斂速度相關。隱式求解的收斂速度和穩定性根據選擇迭代方法的不同而不同。因此，需要針對模型特性選擇合適的增量步長，保證計算結果的收斂。
綜上，無論是顯式求解還是隱式求解，都需要根據模型和求解問題合理設置分析步的增量步長和求解方法，保證分析的精度和質量。雖然這兩種求解方法已經是有限元的基本動力學求解方法，但由于有限元本身的復雜性，往往很多人都難以理解兩者的區別和顯式為何發射，本文將以一個簡單的算例配合代碼實現來直觀的解釋一下隱式和顯式的區別。
展開 幅值曲線、光斑約束定義
F = p
RETURN
END
VDLOAD顯式沖擊圓形和方形光斑對比
米塞斯應力：圓形成四周擴散形式，方形相對范圍較小
等效塑性應變：圓形中心區域變形較大，方形整體變形均勻，頂點處出現應力集中，變形過大
DLOAD隱式沖擊圓形和方形光斑對比
隱式計算時間成本較長，此處計算到1.5e-8
米塞斯應力：圓形呈高斯分布，方形均勻
等效塑性應變：與顯式規律基本一致
圓形光斑經VDLOAD顯式和DLOAD隱式沖擊下對比
米塞斯應力：隱式計算得到的應力分布相對均勻，且數值相對較小，但是云圖數值基本相近
等效塑性應變：隱式計算塑性變形相對均勻，變形相對較小
雖然隱式得到的結果相對均勻準確，但是計算成本相比較高。
方形光斑經VDLOAD顯式和DLOAD隱式沖擊下對比
米塞斯應力：顯式更加均勻，無應力集中產生，隱式計算結果頂點處產生應力集中
等效塑性變形：顯式計算得到的結果相比隱式更加均勻
位移比較，無明顯區別
方形實際沖擊過程并不會出現頂點的應力集中現象，模擬與網格相關，網格大小盡量能被程序所定義的約束坐標值整除。
方形光斑的應力和應變整體相對均勻，實際激光噴丸過程中方形光斑的沖擊對表面完整性更加有利。
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顯隱式的最新內容
2019年之后一直在相關CAE咨詢公司從事LS-DYNA軟件的技術支持及咨詢項目服務工作，熟練使用LS-DYNA顯式分析，隱式分析，DEM, SPG, MPP及用戶自定義等功能，幫忙解決客戶日常的技術問題，并同時在GISSMO材料失效，大型結構件極限破壞，屈曲分析，光伏面板失效，沖壓成型，家電連續跌落，頭碰顯示屏等應用上具有一定的項目經驗。
在CAE領域，選擇Standard（隱式）還是Explicit（顯式）求解器，本質上是在平衡“計算精度”與“時間尺度”。
1?? 隱式求解 (Implicit/Standard)
核心是求解 $Ku=F$。每一步都需要進行矩陣求逆和牛頓迭代，以確保力平衡。
特點： 絕對收斂。步長可以很大，不受穩定性限制。
擅長： 靜力學、線性振動
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/534362
第十三篇：顯式和隱式的區別。
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/537154
第十四篇：殼的應力方向。
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1189260
第十五篇：殼的剪切應力。
DYNA從入門到精通5個月前
<p>ANSYS LS-DYNA教程</p><p>1 概述</p><p>2 單元</p><p>3 Part 定義</p><p>4 材料的定義</p><p>5 加載，剛性體和邊界條件</p><p>6 接觸面</p><p>7 求解和模擬控制</p><p>8 后處理</p><p>9 重啟動</p><p>10 顯式－隱式順序求解</p><p>11 隱式－顯式順序求解</p><p>ANSYS LS-DYNA實例
核心結論速覽表
仿真領域
核心算法/方法
計算特點
主要計算平臺
備注
結構力學分析
隱式/顯式有限元法
隱式: 求解大型稀疏矩陣
</p><p>載荷步與時間步設置（靜態、顯式/隱式動力學、準靜態、非線性路徑依賴）。</p><p class="ql-align-justify"><strong>接觸與約束建模（若涉及）</strong></p><p>2D/3D 接觸、摩擦、粘著/分離判定、主從面、罰項與拉格朗日乘子等實現。</p><p>接觸探測、接觸對的激活/去激活規則，以及對接觸剛度的處理。
主題：從顯式分析轉換到隱式分析時的使用技巧
內容簡介：在視頻中，我們將為您提供從顯式分析轉向隱式分析時的實用建議與技巧。重點探討如何在LS-DYNA中成功轉換分析類型，涵蓋顯式與隱式分析的核心區別、模型設置的調整方法以及如何避免常見的轉換錯誤。將分享關鍵參數的優化策略，幫助您確保隱式分析的收斂性和計算效率。
在“其他”選項卡中，顯式分析與隱式分析的設置也有所不同，該頁面只包含“線性體積粘性參數”和“二次體積粘性參數”兩欄，其中線性體積粘性參數默認值為0.06，二次體積粘性參數默認值為1.2，僅適用于連續體單元和壓容積應變率的情況，這兩項設置主要用于控制高頻噪聲與數值振蕩。
其功能覆蓋線性/非線性結構分析、振動聲學、疲勞壽命、熱-結構耦合等多場景（例如電子設備的熱-結構協同仿真、新能源汽車電池包的電-熱-力耦合優化），尤其在輕量化設計與創新優化中表現突出：
支持拓撲優化（如復雜晶格結構）、形貌優化（薄壁件）等多種算法，可在滿足強度要求的同時實現材料高效利用；
通過統一模型架構，工程師能無縫銜接隱式與顯式分析（如從螺栓預緊力計算到跌落測試仿真），避免多軟件切換的效率損耗
/顯式動力學等算法研發
任職要求：
1.力學、航空航天、數學、機械、化機、土木水利等相關專業，碩士及以上學歷
2.具有5年及以上結構數值仿真軟件研發經驗者優先考慮
3.熟悉有限元理論，掌握非線性有限元算法、隱式/顯式動力學算法等相關知識
4.具有ANSYS/Nastran/Abaqus等仿真軟件應用經驗者優先考慮
5.熟悉VisualStudio開發環境，熟練使用C++/Python
