離散元與有限元耦合的案例
快速了解離散元仿真軟件Altair EDEM（與多體/有限元/流體軟件實現(xiàn)耦合）
EDEM可以聯(lián)合主流的CAE工具軟件進行顆粒系統(tǒng)與流體、機械結(jié)構(gòu)及電磁場的耦合模擬仿真。
1、與 MBD（多體動力學） 軟件耦合
EDEM與 MBD（多體動力學） 進行耦合，可以仿真設(shè)備的動態(tài)力學響應(yīng)，不僅可獲取固體散料對機械設(shè)備的真實載荷大小及其對設(shè)備性能產(chǎn)生的影響，同時可通過分析固體散料的力學響應(yīng)，為機械設(shè)備作業(yè)質(zhì)量評估提供依據(jù)。
Altair HyperWorks? 2019.1實現(xiàn)了Altair MotionSolve和EDEM之間的實時雙向耦合。
在EDEM中創(chuàng)建散料的模型，設(shè)定顆粒的形狀和質(zhì)量等屬性，創(chuàng)建顆粒間的接觸。在MotionSolve創(chuàng)建系統(tǒng)的多體動力學模型，與EDEM共享相關(guān)的幾何。耦合仿真同時計算，每個時間步交換數(shù)據(jù)：MotionSolve計算設(shè)備部件的位置和速度，共享數(shù)據(jù)給EDEM，EDEM計算散料顆粒之間的接觸力，以及與設(shè)備部件之間的相互作用，共享各部件上的合力和力矩給MotionSolve。兩者耦合計算整個系統(tǒng)的運動狀態(tài)。
借助EDEM與MotionSolve的雙向耦合，可以分析挖掘機的鏟斗在不同操作工況下的載荷，評估挖掘深度、鏟斗裝載率、結(jié)構(gòu)件載荷分布、動力系統(tǒng)匹配等。
2、與FEA（有限元分析）軟件耦合
EDEM可以與有限元分析軟件耦合，從而實現(xiàn)對施加在機器零件的載荷進行仿真分析，并將結(jié)果直接導出到所選的結(jié)構(gòu)分析工具中。
鏟斗應(yīng)力分析
3、與 CFD（計算流體動力學） 進行耦合
EDEM可以與 CFD（計算流體動力學） 進行耦合，用于顆粒級的固-液相系統(tǒng)的建模。
展開 第四屆離散元培訓班（The 4th DEM Summer School）開啟報名！
為促進我國離散元法及應(yīng)用研究的推廣，由華僑大學脆性材料產(chǎn)品智能制造技術(shù)學科創(chuàng)新引智基地主辦、廣州中望龍騰軟件股份有限公司承辦的第四屆離散元培訓班（The 4th DEM Summer Schoo1）將于2024年9月8日-10日于廣州市舉辦。
本次培訓班特邀離散元著名學者/英國斯旺西大學馮云田教授、華僑大學譚援強教授、中山大學賴正首博士、香港科技大學瞿同明博士等專家到場授課。歡迎報名參與！
01 培訓日程
02 主講人簡介
馮云田，博士，辛克維奇計算工程中心，英國 Swansea 大學教授
研究方向：離散元基礎(chǔ)理論及算法研究。Y. Feng 教授一直從事計算力學和大型工程與科學計算研究，目前的主要研究領(lǐng)域為離散-連續(xù)介質(zhì)的離散元-有限元耦合模型、流體-固體顆粒的熱力耦合模型、大規(guī) 模工程和科學計算、工程中的高性能計算等。
Y. Feng教授在離散元法基礎(chǔ)理論和算法的發(fā)展、完善與應(yīng)用方面做出了許多獨創(chuàng)性的研究成果,包括任意形狀顆粒的能量守恒接觸理論和模型等， 在國際顆粒與塊體離散元研究領(lǐng)域有很大的影響，其研究領(lǐng)域涉及土木工程、采礦與礦石加工、化工、機械、核能工程等，發(fā)表相關(guān)學術(shù)論文250余篇，在國際學術(shù)會議中做大會報告或主題報告10余次。
2008年Y. Feng教授聯(lián)合中國科學院力學研究所成功舉辦“國際離散元及非連續(xù)介質(zhì)力學數(shù)值模擬研討會”，2009 年共同籌辦第一屆國際顆粒方法會議(PARTICLE’2009)；2012 年與大連理工大學李錫夔教授、湘潭大學譚援強教授（2016 年調(diào)入華僑大學）共同發(fā)起了我國第一屆顆粒材料計算力學會議。 近年來，Y.
展開 有限元與離散元。
目前世界上結(jié)構(gòu)計算方法一般分為有限元（FEM finite element method）、離散元（DEM discrete element method）、還有邊界元(EEM)。
離散元方法是由分析離散單元的塊間接觸入手找出其接觸的本構(gòu)關(guān)系建立接觸的物理力學模型并根據(jù)牛頓第二定律對非連續(xù)、離散的單元進行模擬仿真。而有限元方法是將介質(zhì)復雜幾何區(qū)域離散為具有簡單幾何形狀的單元通過單元集成、外載和約束條件的處理得到方程組再求解該方程組就可以得到該介質(zhì)行為的近似表達。
離散元方法的基本概念
離散元方法也被稱為散體單元法，最早是1971年由Cundall 提出的一種不連續(xù)數(shù)值方法模型離散元理論是由分析離散單元的塊間接觸入手找出其接觸的本構(gòu)關(guān)系建立接觸的物理力學模型并根據(jù)牛頓第二定律建立力、加速度、速度 及其位移之間的關(guān)系對非連續(xù)、離散的單元進行模擬仿真。
離散元法是專門用來解決不連續(xù)介質(zhì)問題的數(shù)值模擬方法。該方法把節(jié)理巖體視為由離散的巖塊和巖塊間的節(jié)理面所組成,允許巖塊平移、轉(zhuǎn)動和變形,而節(jié)理面可被壓縮、分離或滑動。因此,巖體被看作一種不連續(xù)的離散介質(zhì)。其內(nèi)部可存在大位移、旋轉(zhuǎn)和滑動乃至塊體的分離,從而可以較真實地模擬節(jié)理巖體中的非線性大變形特征。離散元法的一般求解過程為:將求解空間離散為離散元單元陣,并根據(jù)實際問題用合理的連接元件將相鄰兩單元連接起來;單元間相對位移是基本變量,由力與相對位移的關(guān)系可得到兩單元間法向和切向的作用力;對單元在各個方向上與其它單元間的作用力以及其它物理場對單元作用所引起的外力求合力和合力矩,根據(jù)牛頓運動第二定律可以求得單元的加速度;對其進行時間積分,進而得到單元的速度和位移。從而得到所有單元在任意時刻的速度、加速度、角速度、線位移和轉(zhuǎn)角等物理量。
展開 離散元-邊界元動力耦合模型
本文提出了一種二維變形體離散元與時域邊界元的耦合模型，這一模型可以將非連續(xù)體的模擬與無限域的模擬統(tǒng)一在一個模型中，可用于在地震波動輸入條件下，考慮輻射阻尼的巖體邊坡或地下結(jié)構(gòu)等的動力穩(wěn)定和變形分析，拓寬了離散元動力分析的領(lǐng)域。算例分析表明本耦合分析模型具有較高的精度
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第四屆離散元培訓班（The 4th DEM Summer School）開啟報名！
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本次培訓班特邀離散元著名學者/英國斯旺西大學馮云田教授、華僑大學譚援強教授、中山大學賴正首博士、香港科技大學瞿同明博士等專家到場授課。歡迎報名參與！
培訓日程安排
編輯
主講人簡介
馮云田，博士，辛克維奇計算工程中心，英國 Swansea 大學教授
研究方向：離散元基礎(chǔ)理論及算法研究。Y. Feng 教授一直從事計算力學和大型工程與科學計算研究，目前的主要研究領(lǐng)域為離散-連續(xù)介質(zhì)的離散元-有限元耦合模型、流體-固體顆粒的熱力耦合模型、大規(guī) 模工程和科學計算、工程中的高性能計算等。Y. Feng教授在離散元法基礎(chǔ)理論和算法的發(fā)展、完善與應(yīng)用方面做出了許多獨創(chuàng)性的研究成果,包括任意形狀顆粒的能量守恒接觸理論和模型等， 在國際顆粒與塊體離散元研究領(lǐng)域有很大的影響，其研究領(lǐng)域涉及土木工程、采礦與礦石加工、化工、機械、核能工程等，發(fā)表相關(guān)學術(shù)論文250余篇，在國際學術(shù)會議中做大會報告或主題報告10余次。2008年Y.
展開 離散元與有限元優(yōu)缺點（附inp文件）
來源：ABAQUS大世界 （ABAQUSworld）
文末有離散元法模擬攪拌過程案例文件
目前世界上結(jié)構(gòu)計算方法一般分為有限元（FEM finite element method）、離散元（DEM discrete element method）、還有邊界元(EEM)。
離散元方法是由分析離散單元的塊間接觸入手找出其接觸的本構(gòu)關(guān)系建立接觸的物理力學模型并根據(jù)牛頓第二定律對非連續(xù)、離散的單元進行模擬仿真。而有限元方法是將介質(zhì)復雜幾何區(qū)域離散為具有簡單幾何形狀的單元通過單元集成、外載和約束條件的處理得到方程組再求解該方程組就可以得到該介質(zhì)行為的近似表達。
離散元方法的基本概念
離散元方法也被稱為散體單元法，最早是1971年由Cundall 提出的一種不連續(xù)數(shù)值方法模型離散元理論是由分析離散單元的塊間接觸入手找出其接觸的本構(gòu)關(guān)系建立接觸的物理力學模型并根據(jù)牛頓第二定律建立力、加速度、速度 及其位移之間的關(guān)系對非連續(xù)、離散的單元進行模擬仿真。
離散元法是專門用來解決不連續(xù)介質(zhì)問題的數(shù)值模擬方法。該方法把節(jié)理巖體視為由離散的巖塊和巖塊間的節(jié)理面所組成,允許巖塊平移、轉(zhuǎn)動和變形,而節(jié)理面可被壓縮、分離或滑動。
因此，巖體被看作一種不連續(xù)的離散介質(zhì)。其內(nèi)部可存在大位移、旋轉(zhuǎn)和滑動乃至塊體的分離,從而可以較真實地模擬節(jié)理巖體中的非線性大變形特征。
展開 有限離散元FDEM
目前在學習FDEM，想用有限離散元方法做些計算，并在此基礎(chǔ)上做研究，希望學習過FDEM的大佬談?wù)剬W習經(jīng)驗，互相交流，共同學習~
歡迎有FDEM學習經(jīng)驗的大佬、想要學習或了解FDEM的同學加QQ群：821022127
淺談有限元方法的核心思想：數(shù)值近似和離散化
有限元法是基于近代計算機的快速發(fā)展而發(fā)展起來的一種近似數(shù)值方法，用來解決力學，數(shù)學中的帶有特定邊界條件的偏微分方程問題。而這些偏微分方程是工程實踐中常見的固體力學和流體力學問題的基礎(chǔ)。
有限元和計算機發(fā)展共同構(gòu)成了現(xiàn)代計算力學的基礎(chǔ)。有限元法的核心思想是“數(shù)值近似”和“離散化”，所以它在歷史上的發(fā)展也是圍繞著這兩個點進行的。
1. 數(shù)值近似
由于在有限元法被發(fā)明之前，所有的力學問題和工程問題中出現(xiàn)的偏微分方程只能依靠單純的解析解得到解答。這種方法對數(shù)學要求很高，而且非常依賴于一些理想化的假定。比如在土木工程中梁柱計算中出現(xiàn)的平截面假定，小應(yīng)變假定，理想塑性假定。這些假定其實是和實際工程問題有很大偏差的，而且一旦工程問題稍微復雜一些我們就不能直接得到解析解，或者解析解的答案誤差過大。
而有限元法把復雜結(jié)構(gòu)離散到有限個單元，再把這種理想化的假定和力學控制方程施加于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的每一個單元，然后通過單元分析組裝得到結(jié)構(gòu)總剛度方程，通過邊界條件和其他約束解得每個單元的反應(yīng)，這樣就可以避免直接建立復雜結(jié)構(gòu)的力學和數(shù)學模型了。其總過程可以描述為：
總結(jié)構(gòu)離散化 — 單元力學分析 — 單元組裝 — 總結(jié)構(gòu)分析 — 施加邊界條件 — 得到結(jié)構(gòu)總反應(yīng) — 單元內(nèi)部反應(yīng)分析
在進行單元分析和單元內(nèi)部反應(yīng)分析的時候，形函數(shù)插值和高斯數(shù)值積分被用來近似表達單元內(nèi)部任意一點的反應(yīng)，這就是有限元數(shù)值近似的重要體現(xiàn)。一般來說，形函數(shù)階數(shù)越高，近似精度也就越高，但其要求的單元控制點數(shù)量和高斯積分點數(shù)量也更多。另外單元劃分的越精細，其近似結(jié)果也更加精確。但是以上兩種提高有限元精度的代價就是計算量幾何倍數(shù)增加。
為了提高數(shù)值近似精度同時盡量較少地提高計算量，有限元法經(jīng)歷了很多發(fā)展和改良。
展開 接巖土工程領(lǐng)域有限元、離散元代做，擅長軟件abaqus，liggghts等
本碩985，巖土工程頂尖院校畢業(yè)不滿一年，工作較清閑，接代做，可直接私信或聯(lián)系qq1223558239
淺談有限元方法的核心思想：數(shù)值近似和離散化
有限元法是基于近代計算機的快速發(fā)展而發(fā)展起來的一種近似數(shù)值方法，用來解決力學，數(shù)學中的帶有特定邊界條件的偏微分方程問題。而這些偏微分方程是工程實踐中常見的固體力學和流體力學問題的基礎(chǔ)。
有限元和計算機發(fā)展共同構(gòu)成了現(xiàn)代計算力學的基礎(chǔ)。有限元法的核心思想是“數(shù)值近似”和“離散化”，所以它在歷史上的發(fā)展也是圍繞著這兩個點進行的。
1. 數(shù)值近似
由于在有限元法被發(fā)明之前，所有的力學問題和工程問題中出現(xiàn)的偏微分方程只能依靠單純的解析解得到解答。這種方法對數(shù)學要求很高，而且非常依賴于一些理想化的假定。比如在土木工程中梁柱計算中出現(xiàn)的平截面假定，小應(yīng)變假定，理想塑性假定。這些假定其實是和實際工程問題有很大偏差的，而且一旦工程問題稍微復雜一些我們就不能直接得到解析解，或者解析解的答案誤差過大。
而有限元法把復雜結(jié)構(gòu)離散到有限個單元，再把這種理想化的假定和力學控制方程施加于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的每一個單元，然后通過單元分析組裝得到結(jié)構(gòu)總剛度方程，通過邊界條件和其他約束解得每個單元的反應(yīng)，這樣就可以避免直接建立復雜結(jié)構(gòu)的力學和數(shù)學模型了。其總過程可以描述為：
總結(jié)構(gòu)離散化 — 單元力學分析 — 單元組裝 — 總結(jié)構(gòu)分析 — 施加邊界條件 — 得到結(jié)構(gòu)總反應(yīng) — 單元內(nèi)部反應(yīng)分析
在進行單元分析和單元內(nèi)部反應(yīng)分析的時候，形函數(shù)插值和高斯數(shù)值積分被用來近似表達單元內(nèi)部任意一點的反應(yīng)，這就是有限元數(shù)值近似的重要體現(xiàn)。一般來說，形函數(shù)階數(shù)越高，近似精度也就越高，但其要求的單元控制點數(shù)量和高斯積分點數(shù)量也更多。另外單元劃分的越精細，其近似結(jié)果也更加精確。但是以上兩種提高有限元精度的代價就是計算量幾何倍數(shù)增加。
為了提高數(shù)值近似精度同時盡量較少地提高計算量，有限元法經(jīng)歷了很多發(fā)展和改良。
展開 ABAQUS中泰森多邊形Voronoi和有限離散元FDEM結(jié)合的晶體斷裂仿真
《ABAQUS中泰森多邊形Voronoi和有限離散元FDEM結(jié)合的晶體斷裂仿真》
作者：星辰北極星
這個專題是依托于POLARIS_Voronoi插件制作的一套仿真案例視頻，講述Voronoi多邊形結(jié)合FDEM在晶體仿真中的一些應(yīng)用；FDEM是FEM和DEM的一個組合縮寫，也就是“有限離散元方法”，結(jié)合了有限元和離散元的特征，在ABAQUS中主要通過大量嵌入Cohesive單元來實現(xiàn)，這一方法目前廣泛應(yīng)用于巖石、玻璃、陶瓷等脆性材料的破碎仿真。
【課程內(nèi)容】
第1章：課程概述
第2章：POLARIS插件
2.1 POLARIS_Voronoi插件介紹
2.2 POLARIS_InsertCohElem插件介紹
第3章：ABAQUS-Standard隱式分析案例
3.1 基于Cohesive單元的彈塑性斷裂仿真基礎(chǔ)
3.2 平面二維晶體試件的彈塑性拉伸斷裂仿真（二維多邊形）
第4章：ABAQUS-Explicit顯式分析案例
4.1 晶體試件的切削仿真（三維多棱柱）
4.2 圓柱多晶體試件的壓縮破碎仿真（三維多面體）
【案例：晶體拉伸斷裂仿真】
本例采用ABAQUS/Standard隱式計算方法，模型為平面二維多邊形，Voronoi控制點的分布是非均勻的，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（本案例已經(jīng)添加到Cohesive專題中）。
【案例：晶體切削仿真】
本例采用ABAQUS/Explicit顯式動力學分析方法。
展開 
在ABAQUS中使用Python腳本將有限元離散單元轉(zhuǎn)化成SPH單元方法介紹
以將CAE中的C3D8R單元轉(zhuǎn)換為PC3D為例：
使用ABAQUS建模離散為C3D8R單元，然后生成input文件。之后用Python腳本將進行處理轉(zhuǎn)換即可（腳本見附件）。
這里需要注意的是Python腳本轉(zhuǎn)換后的input文件只是將有限元離散單元轉(zhuǎn)換為sph單元的文件，還需要自己去修改后才能用。
SPH.zip
腳本運行方法：
abaqus python solidtosph.py -inp <inputFileName> -part
有限元熱力耦合分析？
Abaqus運行后顯示User subroutine utemp is missing Abaqus/Standard Analysis exite 應(yīng)該怎么解決
有限元程序-熱力耦合彈性動力學 ￥19.89
摘要
熱力耦合的應(yīng)用在科學技術(shù)中有重要的意義。熱應(yīng)力和它所引起的強度、剛度問題，在航空、航天和核反應(yīng)堆工程的設(shè)備和構(gòu)件上的重要性是不言而喻的。所以我們要對其進行研究和求解。
本文采用線性有限元建模技術(shù)對熱環(huán)境下的梁結(jié)構(gòu)建模，求解一個線性熱彈性問題。在熱彈性狀態(tài)下，溫度場與機械場不耦合，而機械場取決于溫度，因為熱彈性本構(gòu)關(guān)系中存在熱應(yīng)變。這種情況可以描述為弱熱力耦合。本報告將討論瞬態(tài)演化問題的完全熱力耦合。在給出溫度場的基礎(chǔ)上，給定彈性力學的邊界條件和初始條件后求解熱彈性運動微分方程，得到熱位移場。然后，再由溫度場和熱位移場，根據(jù)應(yīng)力、應(yīng)變和溫度關(guān)系的本構(gòu)方程，求出熱應(yīng)力 場。通過分析得出，由于左右橫向邊界ΔT=+50 的均勻溫升，隨著溫度的增加機械場中的形變量增大，進而使應(yīng)力增加。
關(guān)鍵詞 耦合熱彈性;線性有限元建模;本構(gòu)方程
1.1課題背景
隨著人類文明的進步和科學技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的單一功能材料已經(jīng)不能滿足科學技術(shù)和工程實際的需求。20 世紀以來，許多高性能的新型材料開始
扮演著越來越重要的角色。它們具有輕質(zhì)、高強、耐久、智能等多重優(yōu)點而 且，一般而言，材料和結(jié)構(gòu)通常都是在高溫和有限制的環(huán)境中使用，在這種
情況下必須考慮材料和結(jié)構(gòu)的熱力學性能。顯然，對這類材料和結(jié)構(gòu)的研究不能完全套用經(jīng)典的連續(xù)介質(zhì)力學理論，而需要發(fā)展相關(guān)的理論來合理描述材料的力學性能。
熱彈性力學的應(yīng)用，在科學技術(shù)中有重要的意義。熱應(yīng)力和它所引起的強度、剛度問題，在航空、航天和核反應(yīng)堆工程的設(shè)備和構(gòu)件上的重要性是不言而喻的。
展開 有限元熱力耦合，顯示下面警告怎么解決？
Whenever a translation (rotation) dof at a node is constrained by a kinematic coupling definition the translation (rotation) dofs for that node cannot be included in any other constraint including mpcs, rigid bodies, etc. The option *temperature is used but the option *initial conditions,type=temperature is not. The initial temperature values are assumed to be zero. MPCS (EXTERNAL or INTERNAL, including those generated from rigid body definitions), KINEMATIC COUPLINGS, AND/OR EQUATIONS WILL ACTIVATE ADDITIONAL DEGREES OF FREEDOM Node set assembly_m_set-10 has no members and will be ignored. Nodes defined in this set may have been deleted because they were not connected to any elements. Node set assembly_m_set-11 has no members and will be ignored. Nodes defined in this set may have been deleted
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