abaqus橡膠網(wǎng)格畸變的案例
解決橡膠大變形網(wǎng)格畸變，ABAQUS有絕招（下）
在《解決橡膠大變形網(wǎng)格畸變，ABAQUS有絕招（上）》中介紹到，運(yùn)用ABAQUS中的map solution功能和強(qiáng)大的前處理軟件ANSA以及ABAQUS/CAE聯(lián)合操作，可以實(shí)現(xiàn)大變形中由于網(wǎng)格畸變而導(dǎo)致的計(jì)算不收斂問題，本文將進(jìn)一步介紹，map solution的實(shí)現(xiàn)方法和橡膠大變形實(shí)例的操作。
在上篇文章中講到，試樣被下壓30mm后進(jìn)行重構(gòu)網(wǎng)格，之后導(dǎo)入ABAQUS/CAE中進(jìn)行前處理的重新設(shè)置，最后將map solution命令寫入INP文件中，如下圖所示。
提取試樣頂部中間節(jié)點(diǎn)的載荷曲線可以看到，由于map solution的將節(jié)點(diǎn)應(yīng)力映射到新的網(wǎng)格上，兩個(gè)模型的載荷曲線基本達(dá)到首尾相連的狀態(tài)，少量的誤差也是在可接受范圍之內(nèi)的，這樣就通過映射網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的方法，對(duì)畸變的網(wǎng)格進(jìn)行重新劃分，使得模型能夠成功的完成整個(gè)下壓50mm的大變形過程。
變形后應(yīng)力云圖如下圖所示，可以看到，由于重構(gòu)了網(wǎng)格，橡膠的填充效果比較理想，并沒有出現(xiàn)大的畸變和因此導(dǎo)致的不收斂情況發(fā)生。
可見，對(duì)于大變形中的網(wǎng)格畸變問題，我們只要運(yùn)用ABAQUS的map solution功能，并結(jié)合強(qiáng)大的前處理軟件ANSA以及ABAQUS/CAE聯(lián)合作用，便可以在網(wǎng)格發(fā)生畸變之前進(jìn)行重構(gòu)，并映射前一步結(jié)果，再通過重啟動(dòng)分析使計(jì)算繼續(xù)的進(jìn)行下去，使得網(wǎng)格畸變不再是影響大變形不收斂的限制性因素。
來源：有限元在線的博客，版權(quán)歸作者所有。
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一直以來，這樣一個(gè)問題始終在困擾著CAE工程師及有限元仿真族們：在橡膠材料的大變形問題中，往往由于過于劇烈的材料變形，導(dǎo)致開始時(shí)劃分的網(wǎng)格畸變嚴(yán)重，不再適用于新的幾何形狀，局部應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果不收斂，分析無法繼續(xù)進(jìn)行。如原本球形的橡膠材料最終變?yōu)榱⒎襟w，又或者截面形貌發(fā)生劇烈變形等等，隨著變形的加劇，網(wǎng)格的不再適應(yīng)對(duì)于大變形問題是一直是困擾工程師們的頭疼問題。
不需要的復(fù)雜拉格朗日-歐拉自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)，也不需要效果欠佳的自適應(yīng)ALE劃分，今天，我們就通過一個(gè)實(shí)例來看看，如何運(yùn)用ABAQUS的*map solution功能，聯(lián)合強(qiáng)大的前處理軟件ANSA，來快速、輕松、高效解決大變形中網(wǎng)格畸變的問題。
如圖所示，在ABAQUS/CAE中建立幾何模型并劃分網(wǎng)格定義接觸和邊界條件，在橡膠試樣頂部施加-Y方向50mm的位移，提交計(jì)算后可以看到，因?yàn)榇笞冃螌?dǎo)致的網(wǎng)格畸變使得計(jì)算無法完成。
可以看到隨著橡膠試樣被擠入左右的耳腔里，網(wǎng)格發(fā)生嚴(yán)重畸變，長(zhǎng)寬比急劇增大，導(dǎo)致計(jì)算到0.89秒時(shí)，無法收斂而終止。我們可以將此分析分為以下兩步來完成：首先，對(duì)橡膠試樣下壓30mm（此時(shí)網(wǎng)格剛剛開始發(fā)生畸變，注意：不要用計(jì)算不收斂時(shí)的最后一步做為重構(gòu)網(wǎng)格的初始模型，因?yàn)椴皇諗恐?em>網(wǎng)格已經(jīng)發(fā)生的劇烈的變形，局部應(yīng)力集中，計(jì)算已經(jīng)不再準(zhǔn)確），隨后通過下壓30mm的odb結(jié)果文件導(dǎo)出最后一步中的part模型，在前處理軟件ANSA中進(jìn)行網(wǎng)格重構(gòu)。
重構(gòu)后的網(wǎng)格較為規(guī)整，更加利于計(jì)算的收斂。接著將重構(gòu)后的網(wǎng)格導(dǎo)入ABAQUS/CAE中進(jìn)行前處理的重新定義，并寫入INP文件。
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