
發布
注冊
/
登錄ansys單點積分的案例
基于無網格(mesh-free)策略實現單積分點幾何必須為錯(GND)的計算
參考文獻:《Physically based crystal plasticity FEM including geometrically necessary dislocations: Numerical implementation and applications in micro-forming》
GND 演化方程依賴依賴于剪切應變率的梯度或者塑性變形梯度的旋度,而標準FEM/VUMAT 只告訴你每個積分點本身的 γ˙a、Fp,不會直接給梯度。以往廣泛應用的數值方案通常是:先把 積分點的數據外推到節點,再用線性形函數求梯度,然而這類方案只能用特定單元(如 C3D8),對自適應網格、復雜接觸不友好。
該文章提出的一個mesh-free的方案,該方案的主要優勢是不改單元、不加 DOF,只在材料子程序內部,用鄰近積分點的數據做一次局部重構,就算出梯度,該策略對某個積分點 x,附近有一團“鄰居積分點” xI,作者把它們當成 mesh-free 的“節點”,對每個場變量 u(x)(可以是 γ˙a,Fp 的分量)做 MLS 擬合,如下圖所示:
權函數使用立方樣條,有緊支撐,距離越近權越大:
在實現上作者提到,立方支撐三個方向尺寸約為5個單元尺寸,最多取最鄰近60個(3D)或者30個(2D)積分點,作者指出:當鄰域尺寸比網格尺寸還小的時候,這個非局域模型就自然退化為傳統的局域模型。也就是說,鄰域尺寸本身就扮演了“材料內在長度標度”的角色。
為了提高計算效率秒作者使用了一個“時間滯后 + 公共塊”的策略對GND進行更新。
展開