ansys中動力松弛
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys中動力松弛的視頻教程
ansys在結構動力學仿真中的應用
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Ansys在動力電池設計中的技術進展及應用
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ansys中動力松弛的實例教程
動力松弛Dynamic Relaxation
動力松弛功能（可通過點擊 LSDYNA Pre 選項卡上的相應按鈕，或右鍵點擊 LS - DYNA 系統并從 Insert 菜單中選擇 Dynamic Relaxing 來啟用）可為 LS - DYNA 中的顯式動力學求解提供預加載。真正的動力松弛（Relaxation Type: Explicit）能讓顯式求解器通過增加阻尼直至動能降為零來進行靜態分析。
阻尼的作用機制是：在每個時間步長，通過 Dynamic Relaxation Factor 對節點速度進行縮放，直至當前畸變動能與峰值畸變動能的比值（收斂因子）低于收斂容差（Tolerance）。
默認情況下，收斂性檢查是在整個模型上進行的。通過將 “Convergence Scope” 設置為 “Geometry Selection”，可將收斂性檢查限制在一組實體上。
當使用 Ansys 隱式求解器提供預加載時（Relaxation Type: Explicit After Ansys Solution），采用的方法略有不同。此時應力初始化基于規定的幾何形狀（即隱式求解得到的節點位移結果）。在這種情況下，顯式求解器僅用 101 個時間步長來施加預加載。而在前一種情況下，求解器默認每 250 個循環檢查一次動能，直至施加的預加載產生的動能消散。
若將 “Convergence Type” 設置為 “Termination occurs at Pseudo End Time” 而非 “Program Controlled”，動力松弛將在偽結束時間終止。
“Time Step Scale Factor” 可用于在動力松弛期間縮放計算出的時間步長。
展開 那么在常規方法在lsdyan中，只能在0.001s內懸臂梁加載受力，懸臂梁在很短的時間內彎曲，在0.001s撤銷受力之后，懸臂梁恢復原始形狀的同時并上下搖擺振動。但是仿真中在加載初始力之后，懸臂梁會產生抖動，對于后續撤銷受力之后產生影響，那么如何消除這個現象？
3.動力松弛
在設置中可以添加dynamic relaxation，設置如下所示，其中
pseudo end time表示偽時間
在顯式動力學分析中，計算時間步長通常非常小（受材料波速和單元尺寸限制），導致模擬真實時間較長的過程需要極多的計算步數，效率低下。Pseudo End Time 通過以下方式優化計算：
縮短實際計算時間：通過人為設定一個 “偽時間”，讓程序在該時間點提前終止計算，但仍保持物理過程的相似性。
加速準靜態過程：對于緩慢加載或變形過程（如金屬成型、結構靜壓試驗），使用較大的偽時間可以在不影響結果精度的前提下顯著減少計算量。
3.1靜力學計算
在此之前可以進行一個靜力學分析，加載指定的受力，得到懸臂梁的變形結果，
3.2導入動力學分析
靜力學得到初始狀態，再添加一個lsdyna模塊，將結果導入lsdyna，如圖所示。得到的結果只能是位移變形，這樣就能得到初始的預添加受力的變形了
3.3動力學設置
在添加一個動力松弛dynamic relaxation，選項設置為explicit after ansys solution，之后的設置為顯示動力學計算的設置收斂方法
計算結果如圖所示，可以明顯的看到懸臂梁明顯的上下周期性抖動，消除了局部的抖動
仿真就是一個坑，一入仿真深似海，勸君莫入仿真圈！
展開 在workbench的lsdyna中添加模型，設置材料后計算時間設置為0.002s，很短的時間完成沖壓成型，結果如下
可以看到，由于慣性的作用，平板在極短的時間內左側并沒有彈起來，而是產生了變形，理想狀態應該豎直，這就是慣性導致.
如果將時間設置為0.02s，時間延長，可以發現左側平板彈起來過大，慣性導致平板過沖，碰到了沖壓模，發生折彎，而這也不是我們需要的模型
3.dynamic relaxation動力松弛
建立動力松弛，如下圖所示，結果無效，和0.02s加載的結果類似。這種方法不可行
而真正的結果應該是下面想要的結果，平板被擠壓，之后彈出去，左邊的平板豎立，并沒有產生大的折彎，這就是需要的結果
這種方法的原理就是將密度調整很小，換來的是計算時間的數倍延長.
仿真就是一個坑，一入仿真深似海，勸君莫入仿真圈！
你鉆研著物理知識，操著軟件開發的心，忙著機械設計的事，拿著別人零頭的錢！
仿真就是一門玄學，結果飄忽不定而又極其重要！
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展開 1.問題描述
前面計算了螺栓連接為beam方式建立的方法，當前考慮螺栓為實體螺栓，當一組零件中有螺栓的存在，螺栓會添加一個預緊力，之后組件受到其他的沖擊碰撞等受力，查看整體變形和應力分布情況
2.問題分析
由于lsdyna自身的原因，計算的步長受到材料密度、彈性模量、網格大小等因素影響，不可控制，只能計算很短時間內的一個變形。如果延長時間則計算量過大，沒有意義了。
那么在常規方法在lsdyan中，只能在0.001s內施加螺栓預緊力，組件在短時間內受到螺栓預緊力的作用就會在后期產生抖動，對于后續加載的沖擊碰撞等載荷后產生影響，那么如何消除這個現象？
3.模型處理
實體螺栓模型需要將螺栓設置表面印記，將螺栓的圓柱部分切割出來，建立局部坐標系，加載螺栓預緊力，加載的載荷只能是應力值，結果為預緊力/截面積
4.lsdyna螺栓驗證
建立螺栓模型，加載預緊力的應力之后，看到結果中螺栓被分成兩端，并重合擠壓，得到需要的螺栓預緊力，所以需要考慮設置中shear and bending
5.動力松弛+螺栓預緊力
建立動力松弛，其中設置為隱式算法并加載螺栓預緊力
結果如下，可以看到兩側被擠壓，整體有微小的抖動，但是并不明顯，整體的應力比較穩定
6.靜力學+動力松弛方法加載預緊力
6.1靜力學計算
預緊力中載荷加載和靜力學相同，為切斷圓柱方式，按照常規方式在靜力學中加載螺栓預緊力100N，獲取靜力學的變形
6.2靜力變形+動力松弛
在lsdyna中讀取靜力學變形，再添加一個lsdyna模塊，將結果導入lsdyna，如圖所示。得到的結果只能是位移變形，這樣就能得到初始的預添加受力的變形了.
展開 1.問題描述
當一組零件中有螺栓的存在，螺栓會添加一個預緊力，之后組件受到其他的沖擊碰撞等受力，查看整體變形和應力分布情況
2.問題分析
由于lsdyna自身的原因，計算的步長受到材料密度、彈性模量、網格大小等因素影響，不可控制，只能計算很短時間內的一個變形。如果延長時間則計算量過大，沒有意義了。
那么在常規方法在lsdyan中，只能在0.001s內施加螺栓預緊力，組件在短時間內受到螺栓預緊力的作用就會在后期產生抖動，對于后續加載的沖擊碰撞等載荷后產生影響，那么如何消除這個現象？
3.動力松弛方式加載
3.1建立梁連接
在螺栓添加之間建立一個梁連接，設置好對應的接觸面，梁連接的好處是僅僅考慮質量慣性，沒有自身的彎曲，預緊力中載荷加載和靜力學相同，為切斷圓柱方式.
3.2加載動力松弛
在設置中可以添加dynamic relaxation，并且添加bolt pretension，設置如下所示，其中動力松弛中的方法設置為implicit隱式算法，螺栓預緊力中添加螺栓載荷.
3.3結果查看
在lsdyna中計算0.01s的時間，查看變形和應力結果，可以看到螺栓預緊力將兩個梁壓彎，但是并沒有產生過大的抖動，達到了初始預緊力的加載需求
4.靜力學+動力松弛方法加載預緊力
4.1靜力學計算
按照常規方式在靜力學中加載螺栓預緊力100N，獲取靜力學的變形
4.2靜力變形+動力松弛
在lsdyna中讀取靜力學變形，再添加一個lsdyna模塊，將結果導入lsdyna，如圖所示。得到的結果只能是位移變形，這樣就能得到初始的預添加受力的變形了.
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由于lsdyna自身的原因，計算的步長受到材料密度、彈性模量、網格大小等因素影響，不可控制，只能計算很短時間內的一個變形。如果延長時間則計算量過大，沒有意義了。
那么在常規方法在
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動力松弛Dynamic Relaxation
動力松弛功能（可通過點擊 LSDYNA Pre 選項卡上的相應按鈕，或右鍵點擊 LS - DYNA 系統并從 Insert 菜單中選擇 Dynamic Relaxing 來啟用）可為 LS - DYNA 中的顯式動力學求解提供預加載。真正的動力松弛（Relaxation Type: Explicit）能讓顯式求解器通過增加阻尼直至動能降為零來進行靜態分析
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