動(dòng)態(tài)松弛
關(guān)注創(chuàng)建者：不給吃的橙 創(chuàng)建時(shí)間：2021-09-16
動(dòng)態(tài)松弛的視頻教程
Hypermesh+LS-DYNA教程——顯式動(dòng)力學(xué)
首先加載重力載荷并進(jìn)行動(dòng)態(tài)松弛，收斂后自動(dòng)轉(zhuǎn)顯式分析，在擠壓過程中采用網(wǎng)格自適應(yīng)來處理大變形問題。設(shè)置接觸力傳感器，當(dāng)擠壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)終止計(jì)算。
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動(dòng)態(tài)松弛的實(shí)例教程
在一些分析中我們經(jīng)常會(huì)考慮到預(yù)應(yīng)力或者其他一些preload的影響，或者使用動(dòng)態(tài)松弛來消除動(dòng)能進(jìn)行多次沖擊，這時(shí)候選擇使用動(dòng)態(tài)松弛是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。
關(guān)鍵字：*CONTROL_DYNAMIC_RELAXTION。
1.考慮預(yù)應(yīng)力的影響
一般來說，卡片使用默認(rèn)設(shè)置就行，其中有兩個(gè)設(shè)置選項(xiàng)需要注意：
1：DRTOL：該卡片為收斂容差的選擇，默認(rèn)為0.001，你可以設(shè)置自己想要的收斂容差，想要快速收斂，可以設(shè)置成0.1。
對(duì)于螺栓預(yù)緊力來說，默認(rèn)設(shè)置都能很快收斂，對(duì)于重力影響，收斂會(huì)比較慢，這時(shí)候可以稍微調(diào)大一些容差加快收斂。
2：IDRFLG：這是控制動(dòng)態(tài)松弛關(guān)閉和開啟的選項(xiàng)，選項(xiàng)很多，但我們基本只用0和1。0代表關(guān)閉，1代表開啟。
當(dāng)你在進(jìn)行顯示動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，開啟和關(guān)閉都對(duì)計(jì)算沒有影響，只要在載荷曲線（Curve）中SIDR一欄設(shè)置為1，就能強(qiáng)制開啟動(dòng)態(tài)松弛。
當(dāng)進(jìn)行隱式分析時(shí)候，建議打開將IDRFLG設(shè)置為1（當(dāng)然SIDR也要設(shè)置為1），當(dāng)該選項(xiàng)為0的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一些奇怪的結(jié)果，大家可以去試一下。
2.消除動(dòng)能
首先我更建議大家使用阻尼法來消除動(dòng)能進(jìn)行多次沖擊，如果大家想使用動(dòng)態(tài)松弛的話，要注意幾點(diǎn)：
在進(jìn)行第一次沖擊分析完成后，需要將*CONTROL_DYNAMIC_RELAXTION中DRTERM設(shè)置好結(jié)束時(shí)間，IDRFLG設(shè)置1開啟，
*CONTROL_TERMINATION中的ENDTIM設(shè)置為0，即不設(shè)置終止時(shí)間，這就代表著模型將開始動(dòng)態(tài)松弛來消除動(dòng)能。
展開 本文主要講述：
1、拉伸試驗(yàn)的CAE建模及分析，涉及樣片拉伸試驗(yàn)仿真的約束和加載等；
2、通過關(guān)鍵字輸出拉伸試驗(yàn)后樣片的殘余應(yīng)力應(yīng)變厚度變化等信息；
3、通過映射和動(dòng)態(tài)松弛，將殘余應(yīng)力應(yīng)變引入試片拉伸分析，驗(yàn)證加工硬化的影響。
拉伸試驗(yàn)樣片基礎(chǔ)尺寸如下：
拉伸試驗(yàn)CAE建模：
1、網(wǎng)格基本尺寸2mm，試片厚度1.2mm，材料B250P1。
2、左端對(duì)兩排單元的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行全約束（*BOUNDARY_SPC_option），右端對(duì)兩排單元的節(jié)點(diǎn)施加強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)（*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID）。
3、在試片中間建立彈簧單元來模擬標(biāo)距，可以通過彈簧的變化量來計(jì)算應(yīng)變。
工況一：加載端強(qiáng)迫位移15mm。
工況二：加載端強(qiáng)迫位移3mm，輸出dynain文件（包含殘余應(yīng)力應(yīng)變等）。
工況三：對(duì)拉伸試片映射工況二的殘余應(yīng)力應(yīng)變后，采用動(dòng)態(tài)松弛，最后加載端強(qiáng)迫位移15mm。
以上僅作為學(xué)習(xí)研究的方法，涉及具體拉伸試驗(yàn)對(duì)標(biāo)等工作，需要做一定的調(diào)整。
展開 程序采用經(jīng)典的動(dòng)態(tài)松弛算法（Dynamic Relaxation），將動(dòng)力學(xué)方程轉(zhuǎn)化為解決準(zhǔn)靜態(tài)問題的工具，模擬二維材料在單軸壓縮載荷下的響應(yīng)及裂紋擴(kuò)展過程。
準(zhǔn)靜態(tài)模擬方案：利用動(dòng)態(tài)松弛代碼，通過人為阻尼迭代，穩(wěn)定求解準(zhǔn)靜態(tài)單軸壓縮過程。
預(yù)制裂隙建模：代碼內(nèi)置預(yù)制裂隙邏輯，用戶可根據(jù)需求自定義裂隙的位置、角度和長度，觀察裂隙對(duì)材料強(qiáng)度的影響。
鍵基 PD 理論基礎(chǔ)：嚴(yán)格遵循 BBPD 理論，涵蓋近場(chǎng)半徑（Horizon）確定、微模量計(jì)算及斷裂準(zhǔn)則。
單軸壓縮工況：預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的單軸壓縮邊界條件，模擬材料在受壓狀態(tài)下的損傷演化。
應(yīng)力應(yīng)變曲線計(jì)算：通過反力計(jì)算試樣的應(yīng)力應(yīng)變曲線。
MATLAB/Fortran 編寫：代碼結(jié)構(gòu)清晰，算法邏輯直觀，無須配置復(fù)雜的第三方環(huán)境，適合學(xué)習(xí)與二次開發(fā)。
損傷演化可視化：程序包含后處理模塊，可生成裂紋擴(kuò)展路徑、損傷場(chǎng)分布圖。
參數(shù)可調(diào)：材料參數(shù)、幾何尺寸、離散間距及迭代終止條件均可靈活修改。
展開 k文件來自于論壇大神，原作者冰刀，Email： yj152052520@163.com QQ395550334
技術(shù)鄰原帖：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/284766
drelax1test和drelax2test分別為動(dòng)力松弛過程應(yīng)力初始化和后續(xù)載荷施加過程，第一步重力加速度加載實(shí)現(xiàn)應(yīng)力初始化，第二步重力加速度繼續(xù)加載；
drelax3test為動(dòng)力松弛過程應(yīng)力初始化和后續(xù)加載一步過程，下面我們看看它們的關(guān)鍵字設(shè)置具體區(qū)別在哪：
下圖為drelax1test計(jì)算得到的，用時(shí)37s，可以看到時(shí)間顯示是0，只有兩步
這里設(shè)置了IDRFLG=1，ENDTIM=0.0，*DEFINE_CURVE的SIDR=1，意味著該曲線只能用來應(yīng)力初始化
運(yùn)行drelax2test進(jìn)行重啟動(dòng)時(shí)，需要選取Implicit-to-explicit Sequential Solution，
然后計(jì)算時(shí)候會(huì)提示要求輸入重啟動(dòng)文件，在命令框輸入m=drdisp.sif點(diǎn)擊回車
就會(huì)繼續(xù)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)后面的計(jì)算
注意這里設(shè)置了IDRFLG=2 ENDTIM=0.03，*DEFINE_CURVE的SIDR=1，意味著該曲線只用于瞬態(tài)分析或其他應(yīng)用。
下圖是Drelax3test計(jì)算得到的，用時(shí)49s，發(fā)現(xiàn)有后續(xù)的計(jì)算，也就是后續(xù)的重力加載，導(dǎo)致結(jié)果稍有差別，可以看到時(shí)間顯示是0.03，一共32步
注意這里設(shè)置了IDRFLG=1 ENDTIM=0.03，*DEFINE_CURVE的SIDR=2，意味著該曲線同時(shí)用于初始化和瞬態(tài)分析
注意，約束的是端面
使用上述的動(dòng)態(tài)松弛法進(jìn)行土壤重力的施加，得到的土壤重力分布如下圖所示
展開 三、仿真思路簡述
1）密封圈壓縮仿真需要考慮密封螺栓預(yù)緊過程，基于Ls-dyna的動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)這一過程；
圖1 創(chuàng)建螺栓截面關(guān)鍵字
圖2 施加螺栓預(yù)緊力關(guān)鍵字
圖3 動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字
2）密封圈類型分兩種，一種是完全不可壓縮材料（如硅橡膠），另一種完全可壓縮材料（如發(fā)泡材料），需要使用不同的材料本構(gòu)進(jìn)行模擬；
圖4 完全不可壓縮材料本構(gòu)MATL27
圖5 完全可壓縮材料本構(gòu)MATL57
3）密封圈壓縮仿真會(huì)出現(xiàn)密封圈網(wǎng)格畸變導(dǎo)致仿真報(bào)錯(cuò)終止、主從剛度差異較大導(dǎo)致接觸穿透等棘手問題，本人總結(jié)了許多操作技巧解決了網(wǎng)格畸變、接觸穿透等問題：
a.根據(jù)密封圈的設(shè)計(jì)形式（開孔型、閉合型）分別采取不同的網(wǎng)格離散方式；
b.對(duì)于和密封圈接觸的零部件不能進(jìn)行過度的前處理簡化；
c.密封圈材料不推薦使用全積分單元；
d.密封圈網(wǎng)格邊界應(yīng)小于其它施壓零部件的網(wǎng)格邊界；
e.采用SPH方法模擬密封圈壓縮過程。
4）上述仿真思路將會(huì)在2024年11月26日技術(shù)鄰直播中做詳細(xì)展示，敬請(qǐng)期待，點(diǎn)擊下方圖片報(bào)名預(yù)約??
四、結(jié)果
圖6 壓塊重力預(yù)緊密封墊被壓縮(動(dòng)態(tài)松弛法)
圖7壓塊受到推力與密封墊脫離接觸
圖8 動(dòng)態(tài)松弛預(yù)緊轉(zhuǎn)推力仿真過程
五、重要說明
上述仿真思路是本人基于Ls-dyna官方學(xué)習(xí)資料和試用版軟件總結(jié)的，注意僅限于學(xué)習(xí)交流，請(qǐng)勿傳播，請(qǐng)勿商用，違者必究。
-end-
技術(shù)鄰簡介:
技術(shù)鄰專注于工科技術(shù)社區(qū)，從最早的CAE技術(shù)社區(qū)（中國CAE聯(lián)盟）發(fā)展而來，在CAE領(lǐng)域有20年的教學(xué)和咨詢服務(wù)經(jīng)驗(yàn)。
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動(dòng)態(tài)松弛的最新內(nèi)容
我們的測(cè)試體系覆蓋動(dòng)態(tài)振動(dòng)與靜態(tài)松弛兩大范疇，為您捕捉材料從瞬時(shí)響應(yīng)到長期松弛的完整力學(xué)圖譜。
01
動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試（DMA）
通過施加小幅振蕩載荷，精準(zhǔn)測(cè)量材料在不同頻率、溫度與應(yīng)變幅值下的動(dòng)態(tài)模量與阻尼。這是評(píng)估產(chǎn)品動(dòng)態(tài)剛度、振動(dòng)傳遞與生熱潛力的關(guān)鍵。
動(dòng)態(tài)松弛法 (Dynamic Relaxation)：采用 Madenci 專著中的動(dòng)態(tài)松弛策略，確保靜力學(xué)問題的準(zhǔn)靜態(tài)求解穩(wěn)定性?？梢暬筇幚恚簝?nèi)置 3D 散點(diǎn)云圖顯示、實(shí)時(shí)能量曲線監(jiān)控（Energy Balance Check），數(shù)據(jù)可靠性高。
程序采用經(jīng)典的動(dòng)態(tài)松弛算法（Dynamic Relaxation），將動(dòng)力學(xué)方程轉(zhuǎn)化為解決準(zhǔn)靜態(tài)問題的工具，模擬二維材料在單軸壓縮載荷下的響應(yīng)及裂紋擴(kuò)展過程。
準(zhǔn)靜態(tài)模擬方案：利用動(dòng)態(tài)松弛代碼，通過人為阻尼迭代，穩(wěn)定求解準(zhǔn)靜態(tài)單軸壓縮過程。
預(yù)制裂隙建模：代碼內(nèi)置預(yù)制裂隙邏輯，用戶可根據(jù)需求自定義裂隙的位置、角度和長度，觀察裂隙對(duì)材料強(qiáng)度的影響。
將介紹動(dòng)態(tài)松弛、剛?cè)徂D(zhuǎn)換等方法是否適用于刮底仿真，綜合考量計(jì)算效率與建模效率，推薦節(jié)點(diǎn)替換方法。該方法在保證模型精度的前提下，大幅簡化建模流程，縮短計(jì)算時(shí)間，為電動(dòng)汽車電池包刮底工況的高效仿真提供了新路徑。
三、仿真思路簡述
1）密封圈壓縮仿真需要考慮密封螺栓預(yù)緊過程，基于Ls-dyna的動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)這一過程；
圖1 創(chuàng)建螺栓截面關(guān)鍵字
圖2 施加螺栓預(yù)緊力關(guān)鍵字
圖3 動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字
2）密封圈類型分兩種，一種是完全不可壓縮材料（如硅橡膠），另一種完全可壓縮材料（如發(fā)泡材料），需要使用不同的材料本構(gòu)進(jìn)行模擬；
圖4 完全不可壓縮材料本構(gòu)MATL27
在本課程可以學(xué)到材料本構(gòu)選擇、螺栓預(yù)緊力動(dòng)態(tài)松弛、密封圈壓縮仿真技術(shù)問題解決方案、密封圈壓縮仿真技術(shù)路線拓展等內(nèi)容。
直播福利：
1、可免費(fèi)獲取課程案例文件；
2、八折購買電池包涉水沖擊仿真系列課程；
3、八折購買利用SPH方法進(jìn)行電池包密封圈壓縮仿真課程。
三、仿真思路簡述
1）密封圈壓縮仿真需要考慮密封螺栓預(yù)緊過程，基于Ls-dyna的動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)這一過程；
2）密封圈類型分兩種，一種是完全不可壓縮材料（如硅橡膠），另一種完全可壓縮材料（如發(fā)泡材料），需要使用不同的材料本構(gòu)進(jìn)行模擬；
3）密封圈壓縮仿真會(huì)出現(xiàn)密封圈網(wǎng)格畸變導(dǎo)致仿真報(bào)錯(cuò)終止、主從剛度差異較大導(dǎo)致接觸穿透等棘手問題，本人總結(jié)了許多操作技巧解決了網(wǎng)格畸變、接觸穿透等問題；
持續(xù)1秒以上的事件可以模擬但是需要較長的時(shí)間，通過諸如質(zhì)量縮放和動(dòng)態(tài)松弛之類的技術(shù)可用于提高模擬效率減少計(jì)算時(shí)長。
求解效果圖如下：
在進(jìn)行動(dòng)態(tài)松弛方法模擬地應(yīng)力時(shí)，為什么每次獲取動(dòng)態(tài)松弛文件進(jìn)行顯式計(jì)算都無法正常計(jì)算，實(shí)現(xiàn)這一操作的規(guī)范步驟是怎樣的，有無大佬指導(dǎo)一下，痛苦死了。
下圖是Drelax3test計(jì)算得到的，用時(shí)49s，發(fā)現(xiàn)有后續(xù)的計(jì)算，也就是后續(xù)的重力加載，導(dǎo)致結(jié)果稍有差別，可以看到時(shí)間顯示是0.03，一共32步
注意這里設(shè)置了IDRFLG=1 ENDTIM=0.03，*DEFINE_CURVE的SIDR=2，意味著該曲線同時(shí)用于初始化和瞬態(tài)分析
注意，約束的是端面
使用上述的動(dòng)態(tài)松弛法進(jìn)行土壤重力的施加，得到的土壤重力分布如下圖所示
