隱式顯式耦合的案例
顯式與隱式計算
這是關于LS-DYNA的顯式與隱式計算地 ppt 講義。
顯式隱式.rar
隱式－顯式順序求解.rar
ABAQUS顯式與隱式的區別
ABAQUS顯式（explicit）和隱式（standard）算法分別對應著直接積分法中的中心差分法（顯式）和Newmark（隱式）法等。
比較兩種算法，顯式中心差分法非常適合研究波的傳播問題，如碰撞、高速沖擊、爆炸等。顯式中心差分法的M與C矩陣是對角陣，如給定某些有限元節點以初始擾動，在經過一個時間步長后，和它相關的節點進入運動，即U中這些節點對應的分量成為非零量，此特點正好和波的傳播特點相一致。另一方面，研究波傳播的過程需要微小的時間步長，這也正是中心差分法的特點。
而Newmark法更加適合于計算低頻占主導的動力問題，從計算精度考慮，允許采用較大的時間步長以節省計算時間，同時較大的時間步長還可以過濾掉高階不精確特征值對系統響應的影響。隱式方法要轉置剛度矩陣，增量迭代，通過一系列線性逼近（Newton-Raphson）來求解。正因為隱式算法要對剛度矩陣求逆，所以計算時要求整體剛度矩陣不能奇異，對于一些接觸高度非線性問題，有時無法保證收斂。
下面分別介紹這兩種算法
abaqus 顯式與隱式的區別.pdf
展開 本周討論熱點：顯式算法與隱式算法
歡迎大家討論啊，希望各位參與進來，一周后結貼給分
Abaqus隱式轉顯式分析 ￥10
我們在做顯式動態分析時經常會碰到模型中需要考慮螺栓預緊力，重力場，過盈配合，預應力等的情況，此時我們便需要用到abaqus隱式轉顯式的方法。
通過一個預緊力的小例子（隱式加載9000N預緊力，顯式工況為空載）來加以說明。
計算結果
通過調整接觸算法，得到誤差更小的接觸力。(方法2預緊力誤差為0.22)
LSDYNA-隱式－顯式順序求解
LSDYNA-隱式－顯式順序求解，電腦中存的資料
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如何在abaqus實現顯式分析與隱式分析交叉進行
如題，如何在abaqus中如何在abaqus實現顯式分析與隱式分析交叉進行
Ansys vs Abaqus：隱式與顯式求解的終極博弈
在CAE領域，選擇Standard（隱式）還是Explicit（顯式）求解器，本質上是在平衡“計算精度”與“時間尺度”。
1?? 隱式求解 (Implicit/Standard)
核心是求解 $Ku=F$。每一步都需要進行矩陣求逆和牛頓迭代，以確保力平衡。
特點： 絕對收斂。步長可以很大，不受穩定性限制。
擅長： 靜力學、線性振動、緩慢的非線性過程。
痛點： 接觸極度復雜或大變形時，收斂困難，報錯“收斂失敗”是常態。
2?? 顯式求解 (Explicit)
核心是動力學方程 $Ma=F-I$。直接根據當前時刻的狀態推導下一時刻，不求逆陣，不迭代。
特點： 沒有收斂問題。但步長受限于穩定性準則（CFL條件），通常極小（$10^{-7}$s量級）。
擅長： 跌落、碰撞、爆炸、高速切削。
痛點： 適合極短時間內的物理過程。計算長時間問題時，累計誤差大。
3?? 工具選型建議
Abaqus： Standard與Explicit切換極其絲滑，適合處理復雜的非線性接觸（如密封件、橡膠）。
Ansys： 隱式求解器極其高效穩定，配合LS-DYNA插件，在結構靜力和多物理場耦合上具有統治力。
展開 ABAQUS中隱式和顯式的節點和單元的輸出變量解析
The output variables listed below are available in Abaqus/Explicit.
Mechanical analysis–nodal quantities
CFORCE
Field: yes History: no .fil: no
Contact normal force (CNORMF) and frictional shear force (CSHEARF).
CDISP
Field: yes History: no .fil: no
Contact opening (COPEN) and accumulated tangential motions (CSLIP1, CSLIP2, and
CSLIPEQ) for general contact analyses.
CEDGEACTIVE
Field: yes History: no .fil: no
Status of contact edges for general contact analyses (active as primary, active as
secondary and deactive).
CFRICWORK
Field: yes History: no .fil: no
Contact frictional work for general contact analyses.
CNAREA
Field: yes History: no .fil: no
Contact nodal area for each node with active contact forces in general
展開 顯式動力學出現必須要用隱式求解的警告
模型設置：使用hinge連接器，一端連接剛體參考點，一端使用運動耦合連接軸孔，在使用顯示求解的時候運動耦合參考點出現了下面的錯誤，請問該錯誤會影響結果嗎，如果會該怎么處理。謝謝
【快鏈效應】與自由落體彈簧-隱式結果導入顯式
在之前介紹魔力彈簧Slinky的文章中，我們講到了它有趣的下樓梯動作和詭異的自由落體“懸浮”現象。
魔力彈簧下樓梯
魔力彈簧自由落體“懸浮”現象
魔力彈簧自由落體“懸浮”現象的模擬用到了Abaqus中的一個分析連續性技術，即從Abaqus/Standard分析轉換到Abaqus/Explicit分析，時間比較久了還有人問到這個模型，今天的USim小課堂我把建模關鍵細節說明一下。
Slinky自由落體“懸浮”試驗
→ Standard模型
1. 導入外部的彈簧幾何模型文件，或者通過刪除特征的建模思路，直接在Abaqus中創建一個3D的線體彈簧，具體方法如下：
首先通過Revolution創建一個帶升角的回轉片體結構，然后通過Shell edges生成Wire，并刪除多余的邊，得到一個三維線體的彈簧。
創建彈簧1-旋轉生成3D的片體彈簧
創建彈簧2-生成Wire并刪除多余的邊
2. 設置一個矩形梁的截面屬性（1×4）并賦予彈簧，我們只關心彈簧在自身重力下的最終響應，所以這一個分析采用靜力學分析步，考慮幾何非線性，設置重啟動輸出的間隔為1，Load模塊定義重力、固定彈簧上端點。
彈簧矩形截面梁
彈簧在自重下的變形
靜力分析結果表明，由于彈簧受到重力并且上端固定，其變形和應力自上而下逐漸減小，這個分析最后一個增量步的計算結果要傳遞到下一個分析。
彈簧在自重下的應力
→ Explicit模型
1. 在模型樹中復制Standard模型并重命名（名稱隨意），用作第二個分析，替換Static，General分析步為Dynamic，Explicit，
展開 huang隱式程序修改為顯式及計算案例
然而一些特殊的工況，如切削，軋制，沖壓等隱式存在收斂性問題。因此通常使用顯示程序進行計算。但從頭完成顯式晶體塑性構造對于一般學者顯然難度過高，一個簡單的想法就是直接將現成的黃永剛隱式程序改成顯式。abaqus里這是可以實現的。其基本的步驟是：
1，加入vumat接口程序（見附錄abaqus官網有）
2，對nblock進行循環，計算應力和狀態變量
3，更新應力與狀態變量，重復計算直到增量結束。
值得注意的是，umat與vumat程序里面剪應力分量定義順序與應力不同
umat：12，13，23（工程剪應變）
vumat：12，23，13（2*工程剪應變）
同時采用該方法計算時計算效率顯著高于完全顯式，并允許較大的時間增量。為評估模型計算效率，采用1000個晶粒80000個單元的二維模型進行20%的壓縮模擬。耗時3小時，計算結果與隱式結果類似。
展開 
6-有限元之顯式算法和隱式算法
靜力學分析中是不會用到顯式算法的，動力學分析中主要采用顯式算法（特別是響應時間很短的問題），當然也可以采用隱式算法，但需要選擇較為合適的時間步長，當時間步長取得合適時，拋開計算時間，兩種算法的結果是相差不大的，同一個問題大家可以兩種方法都試一試，但總的來說，動力學分析大多數問題還是采用顯示算法的。
顯式算法的例子：
物體以高速（比如2000m/s）落在一個平板上，交互時間為0.2秒時
飛機著陸時的瞬時響應
隱式算法的例子：
鈑金成型過程的非線性分析
【隱式顯式切換】Abaqus雙曲線輥矯直機
調直過程鋼管SDEG變化
第5個分析使用顯式準靜態方法計算鋼管的抗壓性能，結果表明，調直后的鋼管在虛擬抗壓試驗中表現很差，與新管相比，幾乎喪失掉一半的抗壓能力。
第5個分析-調直管與新管的抗壓測試對比
理論上講，對于已發生較小塑性應變的鋼管（彎曲后整體平滑），使用這種機器調直可以在一定程度上增大其屈曲時的臨界失穩載荷，這也是它存在的全部意義。然而，即便如此，也要謹慎使用，因為這種廉價機器也會帶來的肉眼不易發覺的幾何缺陷（例如仿真觀察到鋼管的厚度變化和外壁表面節點偏移），抵消掉它僅有的優點。
可以確定地說，對于大塑性應變的情況（彎管局部凹陷、屈曲失穩），調直后再次使用會非常危險。但是現在來看，租賃站的一部分工人在使用的時候，面對這個“神奇”的機器很亢奮，已經到了“見彎就調”的地步，甚至有裂紋的彎管也不放過，調直后租給建筑施工隊的另一幫工人。
鑒于這種東西已經大量進入市場，因果的維度里面，坍塌和責任人被處理事件發生的概率已經陡增，在時間的維度里坍縮為現實之前，有關部門得管一管，也許能挽救不少家庭。
展開 基于ABAQUS單點顯式VDLOAD/隱式DLOAD激光沖擊加載(圓形光斑和方形光斑) ￥50
幅值曲線、光斑約束定義
F = p
RETURN
END
VDLOAD顯式沖擊圓形和方形光斑對比
米塞斯應力：圓形成四周擴散形式，方形相對范圍較小
等效塑性應變：圓形中心區域變形較大，方形整體變形均勻，頂點處出現應力集中，變形過大
DLOAD隱式沖擊圓形和方形光斑對比
隱式計算時間成本較長，此處計算到1.5e-8
米塞斯應力：圓形呈高斯分布，方形均勻
等效塑性應變：與顯式規律基本一致
圓形光斑經VDLOAD顯式和DLOAD隱式沖擊下對比
米塞斯應力：隱式計算得到的應力分布相對均勻，且數值相對較小，但是云圖數值基本相近
等效塑性應變：隱式計算塑性變形相對均勻，變形相對較小
雖然隱式得到的結果相對均勻準確，但是計算成本相比較高。
方形光斑經VDLOAD顯式和DLOAD隱式沖擊下對比
米塞斯應力：顯式更加均勻，無應力集中產生，隱式計算結果頂點處產生應力集中
等效塑性變形：顯式計算得到的結果相比隱式更加均勻
位移比較，無明顯區別
方形實際沖擊過程并不會出現頂點的應力集中現象，模擬與網格相關，網格大小盡量能被程序所定義的約束坐標值整除。
方形光斑的應力和應變整體相對均勻，實際激光噴丸過程中方形光斑的沖擊對表面完整性更加有利。
展開 基于接口的huang顯式晶體塑性計算與隱式計算結果對比
昨日展示了三維的對比情況，因此這里對比針對二維情況，考慮拉伸和剪切變形（即考慮不同的應力狀態和單元類型）
模型包含500個晶粒，60000個單元，使用平面應變三節點單元（CPE3）
對比指標：等效應力分布，累計剪切應變分布，滑移系統當前強度分布
結果如下（默認左側為顯式結果，右側為對應的隱式結果）：
拉伸情況：
等效應力分布;
累計剪切應變分布:
滑移系統當前強度分布:
剪切情況：
等效應力分布;
累計剪切應變分布:
滑移系統當前強度分布:
可以看到使用隱式計算結果與顯式計算結果幾乎一致，然而顯式的優勢是顯而易見的，尤其是在模擬高速沖擊以及其他類似的接觸問題
模擬多晶沖擊的視頻效果如下（隱式計算無法收斂，而顯式可以輕松完成）
模擬效果可以在公眾號查看
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