abaqus反射邊界的案例
無反射邊界條件和負(fù)體積問題
本人在做磨料射流切割巖石的仿真過程中，對(duì)巖石四周施加了無反射邊界條件。
數(shù)值模型計(jì)算過程中，總是提示巖石單元出現(xiàn)負(fù)體積，造成數(shù)值模型無法計(jì)算。
如果去除無反射邊界條件且正常計(jì)算。后處理中查看產(chǎn)生負(fù)體積的巖石單元并未出現(xiàn)大變形。
嘗試過提高巖石單元的硬化程度，修改時(shí)間步長(zhǎng)，加密或放大網(wǎng)格尺寸，控制沙漏等操作均為解決上述問題。
請(qǐng)問各位經(jīng)驗(yàn)豐富的網(wǎng)友指點(diǎn)一下，不勝感激。
DIANA中遠(yuǎn)場(chǎng)邊界的振動(dòng)波反射抑制
但是受限于計(jì)算能力，我們不可能建立無限寬廣的有限元模型，數(shù)值模型必然有其邊界。所以，分析人員就需要對(duì)邊界進(jìn)行相應(yīng)的處理，以便近似達(dá)到模擬無限空間的效果。
我們知道，土層中的振動(dòng)波可以分為橫波（S波）和縱波（P波）兩大類。無論哪種類型的振動(dòng)波，在傳遞至有限元模型的邊界處時(shí)，若不經(jīng)處理便都會(huì)發(fā)生反射，如圖1所示。而在實(shí)際情況中，振動(dòng)波會(huì)完全出射，并不會(huì)發(fā)生反射。所以，我們就需要在邊界處進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置來消彌振動(dòng)波在邊界處反射帶來的影響。
圖1 振動(dòng)波在邊界處的反射
處理該類邊界的方法，通常是在邊界處添加阻尼單元，吸收入射波，如圖2所示。
圖2 DIANA中遠(yuǎn)場(chǎng)邊界吸收振動(dòng)波機(jī)制
DIANA中處理的方式略有不同，本期公眾號(hào)的內(nèi)容就是向大家介紹如何在DIANA中實(shí)現(xiàn)振動(dòng)波在邊界處的吸收。出于這一目的，我們建立了一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試模型，如圖3所示。建立單層土層模型，僅考慮振動(dòng)波在豎向的傳遞。對(duì)土層模型側(cè)面及底部邊界施加固定約束，在頂部施加豎直向下的沖擊荷載。
圖3 遠(yuǎn)場(chǎng)吸收邊界測(cè)試模型
在未對(duì)底部邊界進(jìn)行處理時(shí)，土層內(nèi)各點(diǎn)處在5秒內(nèi)的豎向位移如圖4所示。由于振動(dòng)波在底部邊界處發(fā)生反射，且未設(shè)置材料阻尼，故能量不發(fā)生耗散，振動(dòng)波在豎向反復(fù)傳播。
圖4 未添加遠(yuǎn)場(chǎng)邊界時(shí)測(cè)
試模型內(nèi)各點(diǎn)位移變化情況
接下來，我們?cè)谕翆拥撞刻砑右粋€(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)邊界條件。如前文所述，遠(yuǎn)場(chǎng)邊界實(shí)際上是在邊界處添加阻尼（damper）。但是在添加阻尼時(shí)，我們又需要確認(rèn)阻尼系數(shù)的大小，這樣才能正確地模擬出土層的動(dòng)力響應(yīng)情況。吸收阻尼系數(shù)的大小與土層本身的材料屬性是相關(guān)的，其計(jì)算方法如下。
展開 關(guān)于LS-DYNA無反射邊界條件的小討論
案例.zip
無論是教材還是各大論壇中對(duì)無反射邊界條件的使用情況存在爭(zhēng)議，為解決此問題，通過建立有限元模型探究不同邊界條件值情況下無反射邊界的使用效果。得出如下結(jié)論：
1）無反射邊界條件值100情況下能取得理想的效果；2）無反射邊界條件值取為101或10時(shí)，能取得一定效果，但效果不甚理想；3）無反射邊界條件值111與自由邊界條件下的使用效果無區(qū)別。
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LS-DYNA二維分析計(jì)算中無反射邊界（BOUNDARY_NON_REFLECTING_2D）報(bào)錯(cuò)的解決方案
最近在使用LS-DYNA進(jìn)行二維軸對(duì)稱分析時(shí)候，遇到無反射邊界報(bào)錯(cuò)的問題，一個(gè)簡(jiǎn)單的算例如下，二維軸對(duì)稱分析空氣爆炸，在邊界處施加無反射邊界，通過關(guān)鍵字*BOUNDARY_NON_REFLECTING_2D 添加。
圖 1 算例簡(jiǎn)介
提交計(jì)算后報(bào)錯(cuò)：
The node set of *BOUNDARY_NON_REFLECTING_2D 1 has 2 non-consecutive nodes：2 49
圖 2 報(bào)錯(cuò)提示
二、報(bào)錯(cuò)分析
錯(cuò)誤提示直指關(guān)鍵字的*BOUNDARY_NON_REFLECTING_2D中Node_set中節(jié)點(diǎn)不連續(xù)，翻看了關(guān)鍵字手冊(cè)中的規(guī)定：在二維模型中定義透射邊界節(jié)點(diǎn)集(node set)時(shí)，需要沿邊界逆時(shí)針方向連續(xù)定義節(jié)點(diǎn)編號(hào)。
圖 3 關(guān)鍵字手冊(cè)中關(guān)于2D透射邊界node set 定義的要求
檢查關(guān)鍵字后發(fā)現(xiàn)，出錯(cuò)的關(guān)鍵字文件中node set中的節(jié)點(diǎn)編號(hào)果然不是連續(xù)的，詭異的在中間部分?jǐn)嚅_了，且把模型節(jié)點(diǎn)后半截按照逆時(shí)針排序放在關(guān)鍵字的前面，模型節(jié)點(diǎn)前半截按照順時(shí)針排序放在關(guān)鍵字的后面。
圖 4 報(bào)錯(cuò)關(guān)鍵字的節(jié)點(diǎn)集定義
圖 5 模型底邊的節(jié)點(diǎn)號(hào)
三、解決方案
嘗試后發(fā)現(xiàn)問題是出在定義節(jié)點(diǎn)集的方式上，初始關(guān)鍵字中定義節(jié)點(diǎn)集，選擇節(jié)點(diǎn)是通過ByEdge的方式選取添加的，導(dǎo)致了節(jié)點(diǎn)排序的不規(guī)則，當(dāng)調(diào)整后選用ByPath后，成功獲得了正確排序的節(jié)點(diǎn)編號(hào)，程序正確運(yùn)行，Nice!
展開 
彈丸侵徹碳化硅陶瓷/纖維復(fù)合材料靶板，對(duì)稱模型、復(fù)合材料鋪層、材料方向、粘結(jié)接觸、無反射邊界設(shè)置 ￥9.9
基于ABAQUS的反射式霍普金森拉桿SHTB仿真（附.cae.inp） ￥15
1 問題介紹
反射式霍普金森拉桿（SHTB）是在常規(guī)霍普金森壓桿（SHPB）基礎(chǔ)上改進(jìn)而來，相比于直接式SHTB，反射式SHTB結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于改造，但需要對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)修正。
本案例將介紹韌性材料的反射式霍普金森拉桿原理及其Abaqus仿真方法。
1.1.SHTB原理
反射式霍普金森拉桿SHTB（仿真）結(jié)構(gòu)
反射式SHTB結(jié)構(gòu)基于SHPB改造而來，除具備常規(guī)SHPB結(jié)構(gòu)的撞擊桿、入射桿，還需要在拉伸試樣外圍加上與入射桿、透射桿相配合的承壓環(huán)。并且反射式SHTB的入射桿、透射桿與常規(guī)SHPB位置相反。開始撞擊桿以一定速度撞擊透射桿，在透射桿形成一個(gè)傳播的壓縮載荷脈沖，壓縮波從透射桿主要通經(jīng)過承壓環(huán)傳遞到入射桿，并在入射桿自由端反射形成拉伸波，此拉伸波為試樣的拉伸加載脈沖。拉伸加載脈沖對(duì)試樣進(jìn)行拉伸加載，承壓環(huán)不承受拉力，拉伸脈沖一部分進(jìn)入透射桿形成透射波，一部分反射回入射桿形成反射波。試樣與入射桿、透射桿通過連接結(jié)構(gòu)固定，連接方式有螺紋連接以及卡具連接等方式。
由于承壓環(huán)受到壓縮變形，部分壓縮波會(huì)進(jìn)入試樣引起試樣的壓縮變形。因此需要對(duì)承壓環(huán)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其承受壓縮波的主要部分，使試樣幾乎不變形或者只發(fā)生彈性變形。
展開 Abaqus三維周期性邊界和一般周期性邊界施加
針對(duì)ABAQUS周期性邊界手動(dòng)施加繁瑣，復(fù)雜的問題，開發(fā)了兩款腳本文件，用于施加周期性邊界和一般周期性邊界。其中，周期性邊界的單元類型沒有任何限制；一般周期性邊界的單元類型需為四節(jié)點(diǎn)，如C3D4、C3D4R等。這兩款代碼，實(shí)現(xiàn)的效率比較高，對(duì)于節(jié)點(diǎn)數(shù)量在10W的模型，其需要的時(shí)間在1分鐘內(nèi)（一般筆記本電腦）；計(jì)算結(jié)果合理，其測(cè)試模型為100mm*100mm*100mm的立方體，材料彈性模型為2.1e5MPa，泊松比為0.3，施加x向?yàn)?mm的拉伸位移，用周期性或一般周期性代碼進(jìn)行施加邊界，具體如下圖所示。
作者QQ：2812468512
展開 適用于ABAQUS的黏彈性邊界(粘彈性邊界)及等效地震荷載施加插件程序 v3.2.1 ￥9999
本程序已停售，由于之前有人購(gòu)買所以無法刪除帖子，價(jià)格設(shè)置為防拍價(jià)，請(qǐng)勿購(gòu)買，謝謝
適用于ABAQUS的粘彈性人工邊界及其等效節(jié)點(diǎn)力的施加程序 ￥150
程序適用于二維多土層粘彈性邊界和地震波等效節(jié)點(diǎn)力的加載；可以實(shí)現(xiàn)P波和SV波的斜入射。程序用MATLAB編寫
注意:本程序用MATLAB編寫；本程序僅限于模型網(wǎng)格是規(guī)則的，請(qǐng)參考圖片；由于本物品并非實(shí)體，因此賣出概不退換，因此購(gòu)買前請(qǐng)?jiān)儐柷宄?
編輯
Abaqus混凝土周期性邊界代表體單元插件：Random Sphere RVE 3D (Mesh) - AbyssFish ￥698
說明提醒
插件可運(yùn)行在Windows8、10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus6.14、Abaqus2017~2023版本。
插件需要注冊(cè)，售價(jià)為單機(jī)許可的價(jià)格，購(gòu)買后請(qǐng)聯(lián)系微信：AbyssFish_LJR或QQ：1135122921獲取許可證。
abaqus模擬周期性邊界條件（單向纖維復(fù)材單胞） ￥19.89
本實(shí)驗(yàn)在邊界上只有12個(gè)節(jié)點(diǎn)，總共添加了14個(gè)約束方程，但考慮到實(shí)際問題有很對(duì)對(duì)稱的節(jié)點(diǎn)，這時(shí)用這種手動(dòng)添加的方法會(huì)非常麻煩，這種情況下需要編寫自動(dòng)識(shí)別對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)并添加周期性邊界的腳本。</p><p><br></p>
hypermesh關(guān)聯(lián)abaqus-坐標(biāo)系關(guān)聯(lián)邊界 ￥10
有時(shí)候使用hm去設(shè)置坐標(biāo)系，都不太清楚邊界是否關(guān)聯(lián)上相應(yīng)的坐標(biāo)系，只有打開abaqus查看才發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)bug，重新校核下。
現(xiàn)下看下abaqus默認(rèn)的
*Nset, nset=_T-PART-1-1-WW, internal
_M18,
_M19,
_M20,
_M21,
_M22,
_M23,
_M24,
*Transform, nset=_T-PART-1-1-WW
0.650207662680776, -0.749978756954605, 0.121498393026525, -0.152359230545774, 0.027956435087132, 0.987929705295229
嗯，abaqus是單獨(dú)將對(duì)應(yīng)的點(diǎn)作為一個(gè)Nset，然后調(diào)用*Transform關(guān)鍵字搞定的。
展開 關(guān)于ABAQUS無限元邊界
大家修改完文件里面的單元類型后，容易出現(xiàn)單元節(jié)點(diǎn)順序不對(duì)的情況，這里只需要大家在劃分網(wǎng)格的時(shí)候，使用掃掠，并且需要定義掃掠的路徑?。。。。÷窂椒浅Ｖ匾窂降姆较?yàn)槌?，這樣就不會(huì)出現(xiàn)單元節(jié)點(diǎn)順序錯(cuò)誤的情況，也不用很麻煩的一個(gè)個(gè)的節(jié)點(diǎn)修改。
我還會(huì)做一些盾構(gòu)開挖，抗震，基坑模擬等等，需要的給我留言。
abaqus粘彈性人工邊界
有研究abaqus粘彈性人工邊界的可以交流下嗎
abaqus黏彈性人工邊界的實(shí)現(xiàn)
網(wǎng)上的文章都挺多的，肝了一個(gè)月終于肝出matlab程序了，還是挺有成就感的，以后抗震分析可以一鍵生成了哈哈
