顯式計算
關注創建者：它是不是你？ 創建時間：2021-05-14
顯式計算的視頻教程
Abaqus建筑抗震分析【首場免費】
） 3.2靜力彈塑性三種加載方式（均布，倒三角，振型）定義及如何根據ATC-40進行后處理 3.3考慮施工模擬接續動力的import技術 3.4 顯式與顯式計算結果對比
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基于ANSYS/LS-DYNA的巖石雙孔微差爆破數值模擬
課程介紹:本課程是基于ANSYS/LS-DYNA軟件進行巖石雙孔微差爆破數值模擬過程，采用隱-顯式算法以及流固耦合算法，觀察爆生裂紋的萌生、擴展、發育，包括后處理的數據處理、應力云圖導出等內容。 課程內容： （1）workbench建模 （2）APDL隱式計算 （3）APDL顯式計算，導出k文件 （4）求解器求解 （5）LS-prepost后處理
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顯式計算的實例教程
注意：這些類型的分析中的每一種都可以包括溫度和熱傳遞效應
顯式積分的主要優勢為
顯式方法特別適合解決需要許多小增量才能獲得高分辨率解決方案的高速動態事件。如果事件的持續時間很短，則可以有效地獲得解決方案。
接觸條件和其他極其不連續的事件很容易用顯式方法表示，并且可以在逐個節點的基礎上強制執行而無需迭代?？梢哉{整節點加速度以平衡接觸期間的外力和內力。顯式方法最顯著的特點是沒有隱式方法所需的全局切線剛度矩陣。由于模型的狀態是顯式推進的，因此不需要迭代和容差。
需要注意的是在顯式計算中，收斂性是有條件的，即給定的時間步長，必須小于最小的穩定時間步長，以避免結果發散。通常顯式計算的穩定時間步長在1E-7，對于晶體塑性這類復雜的本構模型計算穩定時間步長通常在1E-9之下，所以計算時間往往較長，當然可以適用質量縮放來提高最小穩定時間步長，從而節約計算時間，（質量密度會影響穩定性極限，因此在某些情況下縮放質量密度可能會提高分析效率。例如，由于許多模型的復雜離散化，通常存在包含控制穩定性極限的非常小的或形狀不良的元素的區域。這些控制元素的數量通常很少，并且可能存在于局部區域。通過僅增加這些控制元素的質量，可以顯著增加穩定性極限，而對模型整體動態行為的影響可以忽略不計。）但要保證縮放對于計算結果影響很小。因為顯著改變模型的質量可能會改變問題的物理特性。
另外，由于穩定性極限與最短元素尺寸大致成比例，因此保持元素尺寸盡可能大是有利的。不幸的是，為了進行準確的分析，通常需要精細的網格。為了在使用所需級別的網格細化時獲得盡可能高的穩定性限制，最好的方法是使用盡可能均勻的網格。由于穩定性極限基于模型中的最小單元尺寸，因此即使是單個小的或形狀不佳的單元也可以大大降低穩定性極限。
展開 昨日展示了三維的對比情況，因此這里對比針對二維情況，考慮拉伸和剪切變形（即考慮不同的應力狀態和單元類型）
模型包含500個晶粒，60000個單元，使用平面應變三節點單元（CPE3）
對比指標：等效應力分布，累計剪切應變分布，滑移系統當前強度分布
結果如下（默認左側為顯式結果，右側為對應的隱式結果）：
拉伸情況：
等效應力分布;
累計剪切應變分布:
滑移系統當前強度分布:
剪切情況：
等效應力分布;
累計剪切應變分布:
滑移系統當前強度分布:
可以看到使用隱式計算結果與顯式計算結果幾乎一致，然而顯式的優勢是顯而易見的，尤其是在模擬高速沖擊以及其他類似的接觸問題
模擬多晶沖擊的視頻效果如下（隱式計算無法收斂，而顯式可以輕松完成）
模擬效果可以在公眾號查看
展開 注意：這些類型的分析中的每一種都可以包括溫度和熱傳遞效應
顯式積分的主要優勢為
顯式方法特別適合解決需要許多小增量才能獲得高分辨率解決方案的高速動態事件。如果事件的持續時間很短，則可以有效地獲得解決方案。
接觸條件和其他極其不連續的事件很容易用顯式方法表示，并且可以在逐個節點的基礎上強制執行而無需迭代。可以調整節點加速度以平衡接觸期間的外力和內力。顯式方法最顯著的特點是沒有隱式方法所需的全局切線剛度矩陣。由于模型的狀態是顯式推進的，因此不需要迭代和容差。
需要注意的是在顯式計算中，收斂性是有條件的，即給定的時間步長，必須小于最小的穩定時間步長，以避免結果發散。通常顯式計算的穩定時間步長在1E-7，對于晶體塑性這類復雜的本構模型計算穩定時間步長通常在1E-9之下，所以計算時間往往較長，當然可以適用質量縮放來提高最小穩定時間步長，從而節約計算時間，（質量密度會影響穩定性極限，因此在某些情況下縮放質量密度可能會提高分析效率。例如，由于許多模型的復雜離散化，通常存在包含控制穩定性極限的非常小的或形狀不良的元素的區域。這些控制元素的數量通常很少，并且可能存在于局部區域。通過僅增加這些控制元素的質量，可以顯著增加穩定性極限，而對模型整體動態行為的影響可以忽略不計。）但要保證縮放對于計算結果影響很小。因為顯著改變模型的質量可能會改變問題的物理特性。
另外，由于穩定性極限與最短元素尺寸大致成比例，因此保持元素尺寸盡可能大是有利的。不幸的是，為了進行準確的分析，通常需要精細的網格。為了在使用所需級別的網格細化時獲得盡可能高的穩定性限制，最好的方法是使用盡可能均勻的網格。由于穩定性極限基于模型中的最小單元尺寸，因此即使是單個小的或形狀不佳的單元也可以大大降低穩定性極限。
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
在上一篇《為什么顯式動力學分析中要慎用質量縮放Mass scaling?》文章中，提到了除質量縮放之外的另一種提高顯式分析計算效率的方法，即子循環技術“subcycling”，后臺有很多小伙伴咨詢子循環如何使用，本篇就簡單舉例示意一下子循環技術在Abaqus中的使用方法。
01
子循環技術
Abaqus / Explicit中的子循環方法基于域分解。在該方法中，要先定義一個在分析期間保持不變的子循環域，即單元集合。定義了子循環區域以后，計算過程中將自動調用域級的并行算法。
顯式計算的相關專題、標簽、搜索
顯式計算的最新內容
考慮GND的大變形冷軋模擬4個月前
作者提供的GND計算方式可以作為顯式GND計算的一個高效的引入方式：
使用作者提供的理論模型，構建相同的數值模型，模擬包含500個晶粒的316L模型，測試顯式GND引入的計算效率。
</p><p>使用DynaFomr5.9.x系列的筆者建議顯式計算使用R7.1.2系列；假如使用DynaForm 6.X/7.0/7.1/7.2系列，建議使用SMP_F14.1系列(ANSYS FORMING 2023R1內置)；</p><p>Ansys Forming 系列軟件，建議使用內置的MPP求解器；</p><p>使用其他的前處理工具的比如JSTAMP,建議使用官方推薦的求解器，經過此次測試
基LS-DYNA的超薄件拉延及回彈分析10個月前
，顯式和隱式計算趨勢接近，但是數值差異比較大??！
但是，作為顯式動力學計算鼻祖的LS-DYNA也是早早引進了DEM方法，并提供了多物理場耦合的強大功能。LS-DYNA采用離散元可以進行實現的不僅包括基本的物料運輸，還能與其強大的瞬態求解器進行耦合，模擬沖擊爆炸產生的材料破碎問題以及與流場耦合的多相流問題。
</li><li><strong style="color: var(--md-box-samantha-deep-text-color) ;">MADYMO 軟件</strong>：融合了多體動力學和顯式動態有限元計算功能，可用于對安全帶和安全氣囊進行模擬，包括氣囊的折疊以及氣囊充氣罐的試驗分析，能為工程師和設計師提供準確的仿真結果，幫助制定合理的設計方案。
</p><p>B：時間步長的自動優化</p><p>相對于隱式算法，顯式計算方法本身的時間步長就小，再加上在計算過程中軟件不能實時的自動調整（一直變?。?，需要自動優化時間步長，以相對盡量大的時間步長方式完成分析；</p><p>C：空跑距離的縮短</p><p>模面和板材沒有接觸時，不能快速的接觸計算，雖然現在有了減少沖壓行程的控制項，但是在中間步驟時還是存在短距離空跑的現象；</p><p>業界基于顯式算法的求解器可以想辦法在上面
它通過在數值模擬中人為地增加模型的質量，從而使得時間步長增大，以加快顯式分析的計算過程。質量縮放通常用于顯式動力學分析（Explicit Dynamics），因為在顯式分析中，
時間步長與模型中的最小特征尺寸和最高聲速成反比，因此較小的時間步長會導致計算時間過長。
●質量縮放的基本原理是通過增加質量來提高臨界時間步長，從而加快計算速度。
另外，對固體來說，體積模量也可用用來估計聲速，而聲速決定了顯式動力學計算中的穩定時間步長極限。
體積模量的最原始定義在熱力學中，定義為一個系統的壓強變化量dp與其所引起的體積變化程度（或者體積應變）之間的比值：-△p/(△V/V)。
按照兩個理想的熱力學過程來劃分，體積模量分為等溫體積模量和絕熱體積模量。
參考文獻：《Influence of texture distribution in magnesium welds on their non-uniform mechanical behavior: A CPFEM study》
主導孿晶重定向（PTR）方案作為目前處理HCP晶格結構的多晶材料孿晶模擬中最常使用的方案被廣泛討論，然而晶體取向旋轉過程可能會造成模擬的收斂性問題，選擇一個相對穩定的本構框以及迭代變量對模擬計算效率的提升是有意義的
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。
