ansys網(wǎng)格重劃分技術(shù)的案例
設(shè)計(jì)仿真 | Marc 基于網(wǎng)格重劃分技術(shù)的裂紋擴(kuò)展分析
MARC基于網(wǎng)格重劃分技術(shù)的裂紋擴(kuò)展分析
裂紋萌生和擴(kuò)展研究對(duì)于核工業(yè)、石油和天然氣工業(yè)、航空航天和其它工業(yè)都非常關(guān)鍵，安全問題十分重要。本案例介紹了VCCT方法使用網(wǎng)格重劃分技術(shù)進(jìn)行裂紋擴(kuò)展，針對(duì)橡膠塊的裂紋進(jìn)行分析，觀察裂紋在加載過程中的增長(zhǎng)。
01
設(shè) 置 方 法
圖1 橡膠塊模型
使用的模型（如圖1所示）是一個(gè)橡膠件，每側(cè)都有初始裂紋。采用單位厚度的平面應(yīng)變。橡膠塊的底面粘在固定的剛體上，其上側(cè)也粘在另一個(gè)剛體上，這個(gè)剛體可移動(dòng)，以便加載結(jié)構(gòu)。初始網(wǎng)格也如圖1所示。初始模型中只使用了九個(gè)元素，該網(wǎng)格只需要描述幾何結(jié)構(gòu)。
圖2 橡膠件材料參數(shù)
使用典型的Mooney材料模型。所用的材料特性參數(shù)為c10=0.8 MPa和c01=0.1 MPa
圖3 裂紋擴(kuò)展設(shè)置
加載-卸載序列的時(shí)間段為1秒，該序列重復(fù)20次。VCCT選項(xiàng)中輸入的時(shí)間段為1。然后程序?qū)⒂涗涊d荷序列內(nèi)的最大能量釋放率以及相應(yīng)的估計(jì)裂紋擴(kuò)展方向。在每個(gè)加載序列結(jié)束時(shí)，進(jìn)行重新網(wǎng)格化，裂紋沿裂紋擴(kuò)展方向擴(kuò)展。VCCT選項(xiàng)中規(guī)定的0.05的量。這兩種裂縫的設(shè)置相同。
圖4 網(wǎng)格重劃分功能
每個(gè)加載序列結(jié)束時(shí)的重新網(wǎng)格為自動(dòng)觸發(fā)。重新網(wǎng)格設(shè)置的唯一輸入是要使用的元素?cái)?shù)量應(yīng)進(jìn)行網(wǎng)格重劃分。
02
仿 真 結(jié) 果
圖5~10顯示了疲勞情況下裂紋擴(kuò)展的結(jié)果。演出了裂紋在生長(zhǎng)中采取的路徑。從水平方向出發(fā)，轉(zhuǎn)向邊界，然后轉(zhuǎn)向再次返回。注意到裂縫尖端周圍的精細(xì)網(wǎng)格。此網(wǎng)格密度比用于網(wǎng)格重新更新。當(dāng)增長(zhǎng)增量小于默認(rèn)網(wǎng)格密度時(shí)，它將覆蓋最小邊長(zhǎng)度以允許在不斷增長(zhǎng)的裂紋尖端周圍形成精細(xì)的網(wǎng)格。它還可以在每個(gè)裂紋尖端周圍設(shè)置更精細(xì)的網(wǎng)格。
展開 ABAQUS網(wǎng)格重劃分插件 ￥1
針對(duì)大變形扭曲，破壞導(dǎo)致的網(wǎng)格質(zhì)量很差，通過這個(gè)插件可以運(yùn)算結(jié)束后重新劃分網(wǎng)格，達(dá)到收斂的目的。
插件無法正常使用的原因：
（1）ABAQUS版本過低，尚未能支持這個(gè)plugin，現(xiàn)測(cè)試2020和2021版本是可以用的。
（2）ABAQUS內(nèi)置的python版本過低，與py不兼容，正常情況下都能使用。
（3）模型存在問題，可以自己測(cè)試下其他orphan mesh的部件是否可用。
PS：我自己嘗試二維模型無法正常使用，三維的大部分可以，具體原因還不清楚。會(huì)出現(xiàn)如下錯(cuò)誤提示： max() arg is an empty sequence。
安裝方法和插件如下：
晶體塑性模擬中的大變形網(wǎng)格重劃分
相關(guān)做法完美的集中到damask3.0版本里面，然而需要指出的是：DAMASK/譜方法更偏向規(guī)則網(wǎng)格與RVE范式，而工程里經(jīng)常需要：任意幾何與復(fù)雜邊界（非周期、接觸、局部細(xì)化等），以及不同工藝路徑（多道次、換向、局部約束），Abaqus CPFEM（UMAT/VUMAT）在這些方面更“通用”，所以把“remesh + 狀態(tài)變量映射”做成一套工作流，就能把大變形晶體塑性更穩(wěn)地推進(jìn)到更高壓縮/更大應(yīng)變階段。
因此結(jié)合作者提供的思路，嘗試把相關(guān)方法遷移到abaqus，并初步實(shí)現(xiàn)了理想的效果。
這里展示模擬的案例的效果，初始模型尺寸0.1*0.03mm的二維模型，并沿著RD方向壓縮40%.vs.20%（remesh）+20%使用簡(jiǎn)單的唯象模型測(cè)試
初始模型如下圖所示：
壓縮20%后應(yīng)力分布如下：
累計(jì)剪切滑移如下：
晶粒旋轉(zhuǎn)角度：
在20%變形后進(jìn)入網(wǎng)格重劃分，重劃分后的變量傳遞：
累計(jì)剪切滑移分布如下：
晶粒旋轉(zhuǎn)角度如下圖：
可以看到所有相關(guān)變量良好的映射到規(guī)則網(wǎng)格上面。
接下來對(duì)比單次壓縮40%（左側(cè)）和20%remesh（右側(cè)）之后再壓縮20%的結(jié)果對(duì)比：
應(yīng)力分布結(jié)果：
累計(jì)剪切滑移分布：
晶粒旋轉(zhuǎn)角度分布：
累計(jì)剪切滑移------應(yīng)力曲線分布
重劃分后應(yīng)力略低于不劃分單次壓縮的結(jié)果，其余結(jié)果網(wǎng)格重劃分和原始模型基本一致，驗(yàn)證了作者提出方案的準(zhǔn)確性。做成型和大變形相關(guān)內(nèi)同可以參考文章進(jìn)行對(duì)應(yīng)的嘗試
展開 DEFORM網(wǎng)格重劃分失敗，運(yùn)算停止！
到了最后一個(gè)，網(wǎng)格變形太大出錯(cuò)，然后軟件立馬就報(bào)錯(cuò)，然后運(yùn)算停止了。而且也沒有進(jìn)行重劃分，或者說重劃分失敗了，試了很多了都這樣。懇請(qǐng)各位大佬能指點(diǎn)下，實(shí)在是沒辦法了！
案例27-帶有3D網(wǎng)格重劃分的結(jié)構(gòu)鋼熱軋分析
如果網(wǎng)格重劃分之后在初始運(yùn)行的不收斂時(shí)間之前又不收斂了，則新劃分的網(wǎng)格質(zhì)量不夠好，或者存在其他與網(wǎng)格畸變無關(guān)的問題（如幾何或材料失穩(wěn)）。
建議
要使用網(wǎng)格重劃分進(jìn)行類似的三維模擬，請(qǐng)考慮以下提示和建議：
• 熱軋過程可以通過兩個(gè)載荷步的靜態(tài)分析進(jìn)行模擬。第一個(gè)加載步驟推動(dòng)鋼坯，直到鋼坯與輥?zhàn)咏⒔佑|，第二個(gè)加載步通過旋轉(zhuǎn)輥?zhàn)永瓌?dòng)鋼坯。
• 網(wǎng)格重劃分之前，備份結(jié)果并在單獨(dú)的目錄中新啟動(dòng)與初始運(yùn)行相關(guān)的文件。重劃分會(huì)更新結(jié)果并重啟動(dòng)文件，因此如果希望在另一個(gè)子步中嘗試重劃分，則原始文件將不再可用。
• 如果在原始網(wǎng)格過于扭曲的子步驟中執(zhí)行網(wǎng)格重劃分（其中形狀檢查[SHPP或CHECK]指示錯(cuò)誤），則網(wǎng)格重劃分將不起作用。因此，應(yīng)在更早的子步中重劃分。
• 與原始網(wǎng)格相比過于精細(xì)的新網(wǎng)格可能會(huì)導(dǎo)致映射（MAPSOLVE）錯(cuò)誤。
• 新網(wǎng)格的主要要求是它應(yīng)正確捕捉變形模型的外表面幾何圖形。
• 重劃網(wǎng)格（REMESH、FINISH）后檢查模型，以驗(yàn)證所有邊界條件、接觸對(duì)，并且載荷已經(jīng)從原始網(wǎng)格正確地轉(zhuǎn)移到新網(wǎng)格。
• 重劃分后，如果分析在經(jīng)過初始運(yùn)行的發(fā)散時(shí)間后再次發(fā)散，則多次重劃分可能是必要的。如果分析在通過初始運(yùn)行的發(fā)散時(shí)間之前再次發(fā)散，則新網(wǎng)格質(zhì)量不足，或其他與網(wǎng)格變形無關(guān)的問題（如幾何和材料不穩(wěn)定性）。
展開 APDL Showcase4: 圓盤鍛造-網(wǎng)格重劃分分析
在學(xué)習(xí)過程中，我了解了ANSYS和Abaqus在塑性本構(gòu)模型功能上的異同，也看到江丙云博士主編的《ABAQUS分析之美》中有類似的案例。但是我運(yùn)行了一下那個(gè)案例，發(fā)現(xiàn)它使用的是ALE網(wǎng)格，并沒有像本例那樣進(jìn)行兩次網(wǎng)格重劃分。所以我還需要學(xué)習(xí)Abaqus中使用網(wǎng)格重劃分的方法。
學(xué)海無涯，下次再見咯
在marc運(yùn)行中的網(wǎng)格重劃分問題---不錯(cuò)的帖子
Q:各位同志好，現(xiàn)有一問題請(qǐng)教大家：在程序運(yùn)行中，網(wǎng)格自適應(yīng) local adaptivity 這一項(xiàng)是否可與globe remeshing這一項(xiàng)同時(shí)使用，或者又有其它用法，望大家?guī)兔庖伞?A:個(gè)人認(rèn)為，目前在mentat中還不行。網(wǎng)格自適應(yīng)是在分析過程中，通過某種誤差識(shí)別自動(dòng)地將網(wǎng)格的密度根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，以提高分析的精度和效率。而網(wǎng)格的重劃是由于網(wǎng)格發(fā)生干涉或網(wǎng)格發(fā)生畸變導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確甚至不能繼續(xù)分析而采取的措施。目前在mentat中只能進(jìn)行整體網(wǎng)格重劃（局部重劃也可以，但是要通過從。dat中輸入），新網(wǎng)格的生成是在舊網(wǎng)格的基礎(chǔ)上生成的（主要是單元的幾何形態(tài)相對(duì)較好）。此外，還想請(qǐng)大家注意以下幾點(diǎn)：
1。頻繁地進(jìn)行網(wǎng)格重劃對(duì)結(jié)果的精度有影響，這主要是由于新舊網(wǎng)格之間進(jìn)行場(chǎng)量傳遞的過程會(huì)有誤差。
2。在marc2001版以后，網(wǎng)格整體重劃中的接觸不能用解析描述。
3。marc中的網(wǎng)格重劃是基于更新的拉格朗日描述法，在job中要注意選中相應(yīng)的選項(xiàng)。
4。在job中還要定義最大接觸節(jié)點(diǎn)數(shù)、設(shè)定最大最小單元/節(jié)點(diǎn)數(shù)等。
5。對(duì)稱問題請(qǐng)大家也要注意，由于網(wǎng)格重劃后，會(huì)導(dǎo)致單元的不對(duì)稱，可能會(huì)得出意想不到的結(jié)果，建議先將對(duì)稱問題簡(jiǎn)化。
6。不同材料在analysis option里的參數(shù)設(shè)置不同。
7。三維重劃問題，要定義最小單元邊長(zhǎng)。
8。選擇重劃判據(jù)時(shí)也要注意，如接觸問題既要防止穿透，還要防止內(nèi)部單元畸變。
展開 #ABAQUS圍線積分+網(wǎng)格重劃分--模擬裂紋任意路徑擴(kuò)展
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</div><p>前面的帖子已經(jīng)介紹過在ABAQUS中模擬裂紋都有哪些技術(shù)，事實(shí)上，目前各大商業(yè)軟件對(duì)于裂紋擴(kuò)展的模擬還是有很多很多限制的，更不要說模擬裂紋的任意路徑擴(kuò)展了，截止目前，分析裂紋任意路徑擴(kuò)展的方法主要包括以下幾種方法：</p><p>1 使用ABAQUS（或者ls-dyna等）自帶材料損傷本構(gòu)，達(dá)到失效的單元會(huì)被刪除；</p><p> 例如：brittle cracking、ductile damage等</p><p>2 使用ABAQUS自帶的擴(kuò)展有限單元法xfem模擬裂紋任意路徑擴(kuò)展，裂紋可以穿過單元；</p><p> 例如：基于LEFM或者粘性片段法的xfem</p><p>3 在實(shí)體單元間批量插入cohesive單元模擬裂紋的任意路徑擴(kuò)展；</p><p> 例如：在所有實(shí)體單元間批量插入cohesive單元</p><p>4 使用圍線積分+網(wǎng)格重新劃分模擬裂紋的任意路徑擴(kuò)展；</p><p> 例如：自己編程實(shí)現(xiàn)圍線積分+網(wǎng)格重新劃分，或者franc2d/3d，zencrack3d，ALOF，adapcrack等</p><p>********</p><p>前三種其實(shí)目前用的比較多，各種例子視頻講解都有，但是對(duì)于第四種方法，往往由于使用起來太復(fù)雜被大家所拋棄，下面我們就重點(diǎn)講解一下這種方法，為大家提供一種思路，有興趣的可以自己使用python二次開發(fā)來完成。
展開 ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-06manifold網(wǎng)格劃分
02 進(jìn)入meshing模塊，設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格。
Auto-Manifold.7z
ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-04三通網(wǎng)格劃分
02 進(jìn)入meshing模塊，設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格。
03 更改設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格。
厚度方向上只有一層單元：
04 更改設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格。
厚度方向上約有三層單元：
05 更改設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格（網(wǎng)格數(shù)量減少，厚度方向上有兩層單元）
tee.7z
ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-07掃掠網(wǎng)格劃分
02 進(jìn)入meshing模塊，設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格。
multi.7z
ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-08多區(qū)域劃分網(wǎng)格
02 進(jìn)入meshing模塊，設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格
03 設(shè)置膨脹層（邊界層）
generate mesh，劃分網(wǎng)格
blockandpipes.7z
ANSYS ICEM CFD 網(wǎng)格劃分技術(shù)實(shí)例詳解(紀(jì)兵兵，陳金瓶著)(轉(zhuǎn)自csdn)
找了好久才找到，希望對(duì)剛接觸icem cfd的童鞋們有用。你的鼓勵(lì)會(huì)成為我繼續(xù)上傳的動(dòng)力
ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-08多區(qū)域劃分網(wǎng)格2
02 進(jìn)入meshing模塊，設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格
2-pipe-tank.7z
ANSYS-Meshing網(wǎng)格劃分教程-07掃掠網(wǎng)格劃分2
02 進(jìn)入meshing模塊，設(shè)置如下：
generate mesh，劃分網(wǎng)格。
03 虛擬拓?fù)?04 掃掠設(shè)置如下
generate mesh，劃分網(wǎng)格。
thinmodel.7z
