abaqus顯式積分
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus顯式積分的視頻教程
Abaqus_Explicit顯式動(dòng)力分析
邀請到的臺灣士盟科技老師鄭鈞為大家再講解一趟系列課程《Abaqus_Explicit顯式動(dòng)力分析》，已更新完成。
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【ABAQUS】隱式與顯式分析（落錘試驗(yàn)、準(zhǔn)靜態(tài)分析）
【ABAQUS】隱式與顯式分析（落錘試驗(yàn)、準(zhǔn)靜態(tài)分析） ? ? ? ?本課程是本人即將推出的?“ABAQUS 結(jié)構(gòu)工程分析專題教程”?中的其中一個(gè)收費(fèi)專題。（歡迎點(diǎn)擊“試看”，貨比三家，本課程性價(jià)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(xué)）與顯式求解法的基本原理和區(qū)別，并介紹了與之相關(guān)的準(zhǔn)靜態(tài)分析方法。
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abaqus顯式積分的實(shí)例教程
本文詳細(xì)介紹了 Abaqus/explicit 中的準(zhǔn)靜態(tài)分析及其提高求解速度的方法。
我如何知道我的模擬是否是準(zhǔn)靜態(tài)的？
準(zhǔn)靜態(tài)問題是通常可以使用 Abaqus/Standard 解決的問題之一，但由于觸或材料的復(fù)雜性，可能難以收斂，從而導(dǎo)致大量迭代。具有挑戰(zhàn)性的非線性準(zhǔn)靜態(tài)問題通常涉及：
接觸條件非常復(fù)雜，Abaqus/Standard 可能會(huì)因接觸問題而無法收斂；
非常大的變形可能導(dǎo)致嚴(yán)重的網(wǎng)格變形；
例如，通常在金屬成形分析中，我們面臨這樣的困難：用 Abaqus/Standard 來模擬這樣的問題確實(shí)很困難。
示例：模擬拉深過程中的撕裂
Abaqus/Explicit顯式準(zhǔn)靜態(tài)分析問題
Abaqus/Explicit 對于高度非線性靜態(tài)（準(zhǔn)靜態(tài)分析）問題的建模更加有效。對于涉及接觸和金屬成型等非常大變形的三維問題尤其如此。
應(yīng)用 Abaqus/Explicit 模擬準(zhǔn)靜態(tài)事件需要特別考慮。在自然時(shí)間段內(nèi)對過程進(jìn)行建模在計(jì)算上是不切實(shí)際的。從字面上看，需要數(shù)百萬次的時(shí)間增量。因此，我們在模擬中人為地提高加載過程的速度以獲得經(jīng)濟(jì)的解決方案。
使用 Abaqus/Explicit 獲得經(jīng)濟(jì)的準(zhǔn)靜態(tài)分析解決方案的兩種方法是：
1、人為提高加載速率
我們可以通過提高加載率來人為地減少該過程的時(shí)間尺度。增加的加載速率會(huì)減少模擬的時(shí)間。將加載速率提高 f 倍，分析速度提高 f 倍。
2、采用質(zhì)量縮放
它增加了穩(wěn)定時(shí)間增量的大小，因此完成作業(yè)所需的增量更少。人為地將材料密度（質(zhì)量縮放）增加 f*f 倍，可以將分析速度提高 f 倍。
在本文中，我們的重點(diǎn)是提高加載速率的方法。
展開 ABAQUS中動(dòng)態(tài)分析包括兩大類基本方法：
振型疊加法：用于求解線性動(dòng)態(tài)問題；
直接積分法：主要用于求解非線性動(dòng)態(tài)問題。
ABAQUS顯式（explicit）和隱式（standard）算法分別對應(yīng)著直接積分法中的中心差分法（顯式）和Newmark（隱式）法等。
比較兩種算法，顯式中心差分法非常適合研究波的傳播問題，如碰撞、高速?zèng)_擊、爆炸等。顯式中心差分法的M與C矩陣是對角陣，如給定某些有限元節(jié)點(diǎn)以初始擾動(dòng)，在經(jīng)過一個(gè)時(shí)間步長后，和它相關(guān)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入運(yùn)動(dòng)，即U中這些節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的分量成為非零量，此特點(diǎn)正好和波的傳播特點(diǎn)相一致。另一方面，研究波傳播的過程需要微小的時(shí)間步長，這也正是中心差分法的特點(diǎn)。
而Newmark法更加適合于計(jì)算低頻占主導(dǎo)的動(dòng)力問題，從計(jì)算精度考慮，允許采用較大的時(shí)間步長以節(jié)省計(jì)算時(shí)間，同時(shí)較大的時(shí)間步長還可以過濾掉高階不精確特征值對系統(tǒng)響應(yīng)的影響。隱式方法要轉(zhuǎn)置剛度矩陣，增量迭代，通過一系列線性逼近（Newton-Raphson）來求解。正因?yàn)殡[式算法要對剛度矩陣求逆，所以計(jì)算時(shí)要求整體剛度矩陣不能奇異，對于一些接觸高度非線性問題，有時(shí)無法保證收斂。
下面分別介紹這兩種算法
abaqus 顯式與隱式的區(qū)別.pdf
展開 我做了一個(gè)落錘沖擊梁的模型，落錘用的離散剛體，加工成殼，用動(dòng)力隱式可以計(jì)算，但用動(dòng)力顯式就報(bào)錯(cuò)。
動(dòng)力隱式容易不收斂，所以現(xiàn)在不知道在顯式中怎么改。
For two-dimensional models, if a non-unity thickness is specified for two-dimensional solid elements and these elements are involved in an interaction such as contact, the same thickness should be specified for the out-of-plane thickness of the corresponding surface under *surface interaction.
展開 Abaqus顯式求解時(shí)有時(shí)勾選了多核運(yùn)算才能求解，不然報(bào)錯(cuò)，有時(shí)因?yàn)楣催x了才出錯(cuò)，這是啥原理
本文詳細(xì)介紹了 Abaqus/explicit 中的準(zhǔn)靜態(tài)分析及其提高求解速度的方法。
我如何知道我的模擬是否是準(zhǔn)靜態(tài)的？
準(zhǔn)靜態(tài)問題是通常可以使用 Abaqus/Standard 解決的問題之一，但由于觸或材料的復(fù)雜性，可能難以收斂，從而導(dǎo)致大量迭代。具有挑戰(zhàn)性的非線性準(zhǔn)靜態(tài)問題通常涉及：
接觸條件非常復(fù)雜，Abaqus/Standard 可能會(huì)因接觸問題而無法收斂；
非常大的變形可能導(dǎo)致嚴(yán)重的網(wǎng)格變形；
例如，通常在金屬成形分析中，我們面臨這樣的困難：用 Abaqus/Standard 來模擬這樣的問題確實(shí)很困難。
示例：模擬拉深過程中的撕裂
Abaqus/Explicit顯式準(zhǔn)靜態(tài)分析問題
Abaqus/Explicit 對于高度非線性靜態(tài)（準(zhǔn)靜態(tài)分析）問題的建模更加有效。對于涉及接觸和金屬成型等非常大變形的三維問題尤其如此。
應(yīng)用 Abaqus/Explicit 模擬準(zhǔn)靜態(tài)事件需要特別考慮。在自然時(shí)間段內(nèi)對過程進(jìn)行建模在計(jì)算上是不切實(shí)際的。從字面上看，需要數(shù)百萬次的時(shí)間增量。因此，我們在模擬中人為地提高加載過程的速度以獲得經(jīng)濟(jì)的解決方案。
使用 Abaqus/Explicit 獲得經(jīng)濟(jì)的準(zhǔn)靜態(tài)分析解決方案的兩種方法是：
1、人為提高加載速率
我們可以通過提高加載率來人為地減少該過程的時(shí)間尺度。增加的加載速率會(huì)減少模擬的時(shí)間。將加載速率提高 f 倍，分析速度提高 f 倍。
2、采用質(zhì)量縮放
它增加了穩(wěn)定時(shí)間增量的大小，因此完成作業(yè)所需的增量更少。人為地將材料密度（質(zhì)量縮放）增加 f*f 倍，可以將分析速度提高 f 倍。
在本文中，我們的重點(diǎn)是提高加載速率的方法。
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Ansys vs Abaqus：隱式與顯式求解的終極博弈2個(gè)月前
在CAE領(lǐng)域，選擇Standard（隱式）還是Explicit（顯式）求解器，本質(zhì)上是在平衡“計(jì)算精度”與“時(shí)間尺度”。
1?? 隱式求解 (Implicit/Standard)
核心是求解 $Ku=F$。每一步都需要進(jìn)行矩陣求逆和牛頓迭代，以確保力平衡。
特點(diǎn)： 絕對收斂。步長可以很大，不受穩(wěn)定性限制。
擅長： 靜力學(xué)、線性振動(dòng)
摘要： 彎管成型分析方法及注意點(diǎn)，分別采用顯式動(dòng)力學(xué)和隱式動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行彎管成型分析，并對兩種分析方法進(jìn)行了比較。
素材來源：
本文中所引用的案例素材來源于：錢 峰，潘笑譽(yù)，葉小奔. 基于ＡＢＡＱＵＳ的管件彎曲成型的有限元分析[J]. 機(jī)械工程與自動(dòng)化,１６７２－６４１３（２０１７）０４－００１９－０３.
案例中彎管模具以及坯料尺寸皆根據(jù)該論文進(jìn)行建模，論文中未提及的尺寸信息
<p>Abaqus官方幫助文檔中關(guān)于sph粒子的接觸設(shè)置并不十分明確，只提到了會(huì)在將網(wǎng)格轉(zhuǎn)化為sph粒子時(shí)生成一個(gè)內(nèi)部的surface集合進(jìn)而定義接觸。而直接定義通用接觸的默認(rèn)設(shè)置，即All* with self，則sph粒子僅能與實(shí)體單元外表面的一層接觸，表面侵蝕后，內(nèi)部單元不再與sph粒子接觸。如圖所示：</p><div contenteditable="false" width="100%">
激光沖擊強(qiáng)化是一種相對而言較新的機(jī)械表面處理方式。就目標(biāo)而言它與機(jī)械噴丸強(qiáng)化類似：在材料的表面和近表面引入有益的殘余壓應(yīng)力。激光沖擊強(qiáng)化使用高功率激光脈沖將表面電離成高壓等離子體，在一個(gè)透明的慣性約束介質(zhì)中（通常是水）進(jìn)行操作。可以使用一種類似黑色鋁箔膠帶的犧牲性涂層作為熱保護(hù)覆蓋層來保護(hù)靶材表面的完整性。與機(jī)械噴丸相比，使用激光沖擊的制造優(yōu)勢是可控的準(zhǔn)確性和精度，有害表面改性的減少和疲勞壽命的提高
本文詳細(xì)介紹了 Abaqus/explicit 中的準(zhǔn)靜態(tài)分析及其提高求解速度的方法。
我如何知道我的模擬是否是準(zhǔn)靜態(tài)的？
準(zhǔn)靜態(tài)問題是通常可以使用 Abaqus/Standard 解決的問題之一，但由于觸或材料的復(fù)雜性，可能難以收斂，從而導(dǎo)致大量迭代。具有挑戰(zhàn)性的非線性準(zhǔn)靜態(tài)問題通常涉及：
接觸條件非常復(fù)雜，Abaqus/Standard
另外，由于Abaqus/Standard(通用程序)和Abaqus/Explicit(顯式積分)同為Abaqus公司的產(chǎn)品，它們之間的數(shù)據(jù)傳遞非常方便，可以很容易地考慮預(yù)緊力等靜力和動(dòng)力相結(jié)合的計(jì)算情況。
本文詳細(xì)介紹了 Abaqus/explicit 中的準(zhǔn)靜態(tài)分析及其提高求解速度的方法。
我如何知道我的模擬是否是準(zhǔn)靜態(tài)的？
準(zhǔn)靜態(tài)問題是通常可以使用 Abaqus/Standard 解決的問題之一，但由于觸或材料的復(fù)雜性，可能難以收斂，從而導(dǎo)致大量迭代。具有挑戰(zhàn)性的非線性準(zhǔn)靜態(tài)問題通常涉及：
接觸條件非常復(fù)雜，Abaqus/Standard
The output variables listed below are available in Abaqus/Explicit.
Mechanical analysis–nodal quantities
CFORCE
Field: yes History: no .fil: no
Contact normal force (CNORMF) and frictional
Abaqus中考慮螺栓預(yù)緊力的顯式動(dòng)力學(xué)分析（static-to-dynamic）
Abaqus/Explicit
Abaqus/Explicit（顯式積分）是能夠高效、精確模擬廣泛的動(dòng)力學(xué)問題和準(zhǔn)靜態(tài)問題的強(qiáng)大的有限元求解器。
Abaqus/Explicit可以模擬高度非線性動(dòng)力學(xué)和準(zhǔn)靜態(tài)分析（可以考慮絕熱效應(yīng)）完全耦合瞬態(tài)-位移分析、聲固耦合分析，還可以進(jìn)行退火過程模擬，及沖壓成型的回彈分析。
