Abaqus-Explicit
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-09-30
Abaqus-Explicit的視頻教程
Abaqus_Explicit顯式動力分析
邀請到的臺灣士盟科技老師鄭鈞為大家再講解一趟系列課程《Abaqus_Explicit顯式動力分析》，已更新完成。
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Abaqus/Explicit復(fù)合材料結(jié)構(gòu)顯式分析建模方（“以漁計劃”第一季第3部分）
課程說明： 該課程為“以漁計劃”第一季中的部分內(nèi)容，本課程主要講解Abaqus/Explicit中復(fù)合材料顯式分析模型建模方法，包括單元涉及殼單元、連續(xù)殼單元、實體單元，材料涉及Lamina、Engineering constant。 聲明： 為保護(hù)版權(quán)，該課程不提供電子版講義下載，配套模型可在課程附件中下載。 視頻課程相關(guān)問題請在課程下方留言反饋。
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abaqus案例：Voronoi與FDEM結(jié)合的晶體斷裂仿真專題
，兩邊密，中間稀疏，類似于金屬材料經(jīng)過表面處理后的晶粒細(xì)化，這種模型需要人為指定晶體控制點位置才能實現(xiàn)；此外，模型中的實體單元采用彈塑性材料的，因此是一種基于Cohesive方法的彈塑性斷裂分析的案例 【案例：晶體切削仿真】 本例采用ABAQUS/Explicit顯式動力學(xué)分析方法。
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Abaqus-Explicit的實例教程
ABAQUS_Explicit_終極完美版
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展開 一旦模型生成，ABAQUS/CAE可提交并監(jiān)控要分析的作業(yè)，可視化模塊就可用來顯式結(jié)果。
2、ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit的比較
ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都具有解決廣泛的各種類型問題的能力。對于一個給定的間題，隱式和顯式算法的特點決定了采用哪一種算法更適合。對于采用任何算法都可以解決的間題，求解間題的效率可能決定了采用哪種產(chǎn)品。下表列出了兩者之間的主要區(qū)別。
展開 如圖：
這是一個典型的監(jiān)視器圖，從這個監(jiān)視器中可以看到，采用的是Explicit ，增量步為2.5e-9.對于時間總長為1s，或者0.1s的分析來說，明顯太長了。那么到底是什么原因造成的呢？
（以下內(nèi)容摘自《abaqus有限元分析常見問題解答》曹金鳳 石亦平老師著）
什么是穩(wěn)定極限值?如何確定穩(wěn)定極限值?影響穩(wěn)定極限值大小的因素有哪些?
默認(rèn)情況下,ABAQUS/Explicit在分析過程中的增量步大小完全由求解器自動控制,即分所過程中是有條件穩(wěn)定的,增量步必須小于某個極限值,以保證加速度在每個增量步中盡量接近常數(shù),這樣才能對速度和位移進(jìn)行精確積分,此極限值稱為穩(wěn)定極限值(syhm),即分析所允許的最大穩(wěn)定增量步長。它是ABAQUS/Explicit分析必須考慮的重要因素之一。為了提高求解效率,ABAQUS/Explicit在分析過程中總是盡可能選取穩(wěn)定極限值作為增量步長。
確定穩(wěn)定極限值的方法有兩種:單元-單元估計法和總體估計法。ABAQUS/Explicit總是先根據(jù)單元-單元估計法估計穩(wěn)定極限值的大小,然后在某些特定條件下跳轉(zhuǎn)到總體估計法確定穩(wěn)定極限值。
單元-單元估計法比較保守,它給出一個比實際的穩(wěn)定極限值更小的穩(wěn)定增量步長。一般情況下,模型中的各種約束和接觸關(guān)系都有抑制特征值頻譜的效應(yīng),單元-單元估計法不考慮這些因素的影響。
總體估計法采用當(dāng)前擴(kuò)張波速估計整個模型的最大頻率wmax,在分析過程中不斷地更新最大頻率的估計值。總體估計法算得的穩(wěn)定增量步長往往超過單元-單元估計法算得的穩(wěn)定增量步長。總體估計法確定穩(wěn)定極限值△tstable的計算公式為:
對于高階振動問題,wmax,較大,因此穩(wěn)定極限值較小,總的增量步數(shù)會非常大,這時ABAQUS/Explicit會通過引人體積粘性(bulkviscosity)的方法來引入一個小的阻尼。
展開 邊界條件設(shè)置
通過Abaqus/Explicit仿真計算得到羽毛球在拍子擊打的瞬間，它的動態(tài)變形與運動狀態(tài)如下圖所示。
羽毛球受到球拍打擊的瞬間
我們還可以獲得羽毛球的速度曲線與其離拍之后的運動姿態(tài)，可以看到羽毛球在離拍的瞬間獲得60m/s的初始速度。
羽毛球上某測點速度曲線
你應(yīng)該已經(jīng)注意到了，上面的仿真結(jié)果中，羽毛球并沒有調(diào)頭啊？是的，我們忽略了一個極其重要的因素：空氣阻力。
由于打擊過程考慮了羽毛球的變形，再考慮流固耦合的話，計算耗時巨大，我們就單純的分析羽毛球姿態(tài)變化而言，合理地簡化一下這個過程：
a. 假設(shè)羽毛球從接觸到離開網(wǎng)拍的過程中（1ms左右），空氣對羽毛球的離拍速度影響可以忽略不計；
b. 假設(shè)離拍后空氣和羽毛球的相互作用過程中，空氣阻力致使羽毛球的變形是極小的，并且對于姿態(tài)分析是無關(guān)緊要的。
拋去這些次要因素，再通過流固耦合方法來分析羽毛球的姿態(tài)變化就簡單多了，在這個分析過程里，羽毛球考慮為剛體，剛體上的拉格朗日網(wǎng)格與空氣域的歐拉網(wǎng)格進(jìn)行相互接觸。我們以前面的仿真為基礎(chǔ)，取離拍的瞬間，球頭豎直向下、初始速度60m/s，方向水平作為流固耦合分析時羽毛球的初始狀態(tài)。
注意，為了節(jié)省計算時間，這里僅對羽毛球可能劃過的區(qū)域進(jìn)行空氣域建模，歐拉邊界離相互作用區(qū)域比較近，針對這個問題而言，要對所有面設(shè)置無反射邊界條件。
羽毛球姿態(tài)變化的CEL分析
通過Abaqus/Explicit計算可以得到羽毛球的姿態(tài)在空氣阻力作用下，調(diào)整為指向球頭的狀態(tài)。
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Abaqus-Explicit的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
Abaqus-Explicit的最新內(nèi)容
UMAT / VUMAT 的二次開發(fā)： 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)材料庫無法覆蓋新興材料（如具有形狀記憶效應(yīng)的鎳鈦合金、相變誘發(fā)塑性的TRIP鋼、或者超高周疲勞退化材料）時，最高階的仿真工程師必須依賴Fortran或C++編寫用戶自定義材料子程序（UMAT用于Abaqus/Standard隱式求解，VUMAT用于Abaqus/Explicit顯式求解）。
/Explicit 平臺的參數(shù)化前處理插件，將上述文獻(xiàn)驗證的高精度建模流程封裝為可重復(fù)運行的自動化工具，減少人工操作與參數(shù)設(shè)定偏差。
/Explicit
② V&V 專用工具層
NESSUS：NASA 開發(fā)的不確定性量化與可靠性分析軟件
DAKOTA：Sandia 國家實驗室的優(yōu)化與 UQ 工具包，支持 MC、LHS、PCE、Sobol 分析
UQLab：基于 MATLAB 的 UQ 框架，學(xué)術(shù)與工業(yè)界廣泛采用
OpenTURNS：開源 C++/Python UQ 庫，適合二次開發(fā)
③ 編程與數(shù)據(jù)分析層
在 Abaqus/Explicit 中，剛性模具的 uz 位移是通過一個速度邊界條件來規(guī)定的，該速度值逐漸增加至 20 m/s，然后保持恒定，直到模具總共移動了 9 mm。Abaqus/Explicit 分析的總模擬時間為 0.55 毫秒，加載速率足夠慢，可以被視為準(zhǔn)靜態(tài)。在 Abaqus/Standard 和 Abaqus/Explicit 中，剛性模具的徑向和旋轉(zhuǎn)自由度均受到約束。
通常用于絕熱瞬態(tài)動態(tài)模擬;與Abaqus/Explicit中的Johnson-Cook動態(tài)失效模型結(jié)合使用;Abaqus/Explicit中，可以結(jié)合拉伸破壞模型來模擬拉伸剝落或壓力斷口;可與漸進(jìn)損傷和失效模型(漸進(jìn)損傷和失效)結(jié)合使用，以指定不同的損傷起始準(zhǔn)則和損傷演化規(guī)律，同時允許材料剛度的漸進(jìn)退化和網(wǎng)格單元的移除;必須與線彈性材料模型(線性彈性行為)或狀態(tài)方程材料模型(狀態(tài)方程)結(jié)合使用。
3?? 工具選型建議
Abaqus： Standard與Explicit切換極其絲滑，適合處理復(fù)雜的非線性接觸（如密封件、橡膠）。
啟用ALE自適應(yīng)網(wǎng)格 (Abaqus/Explicit)</strong></p><p>當(dāng)預(yù)測磨損量與單元尺寸相當(dāng)時，建議啟用ALE自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)以保持精度。
目 錄
-《ABAQUS Explicit有限元軟件入門指南》莊茁.pdf
-《ABAQUS Python二次開發(fā)攻略》.pdf
-《ABAQUS standard 有限元軟件入門指南》朱以文-蔡元奇譯.pdf
-《ABAQUS Standard有限元軟件入門指南》莊茁譯.pdf
-《ABAQUS動力學(xué)有限元分析指南》張文元.pdf
-《ABAQUS非線性有限元分析實例》莊茁
1 vumat與umat的區(qū)別
從程序?qū)崿F(xiàn)的角度，我們重點關(guān)注以下幾點區(qū)別：
? vumat不需要輸出一致性切線剛度矩陣
? vumat中應(yīng)力應(yīng)變存儲順序與umat不同
? vumat中存儲的應(yīng)變值為張量應(yīng)變值，而umat中為工程應(yīng)變
? vumat的應(yīng)力和狀態(tài)變量的更新方式不同，其分為old和new兩個數(shù)組
Abaqus/Explicit在啟動計算前，會進(jìn)行數(shù)據(jù)檢查
本文是關(guān)于 Abaqus/Explicit 中質(zhì)量縮放（Mass Scaling）設(shè)定的技術(shù)文檔，主要介紹了質(zhì)量縮放的原理、設(shè)定方法以及相關(guān)注意事項
1、 質(zhì)量縮放的背景和原理
1． 背景：
Abaqus/Explicit 在分析接觸、碰撞等高度非線性問題或 Abaqus/Standard 難以收斂時具有優(yōu)勢，但求解時使用非常小的時間增量，計算成本龐大。
