FE-SPH耦合的案例
基于FE耦合SPH算法的磨粒變切深刻劃碳化硅陶瓷仿真
粒子拋擲效果及損傷分布與相關文獻中基本一致，驗證了FE耦合SPH算法的合理性，可用于磨粒精密加工領域。
基于FE-SPH耦合的算法采用ANSYS/LSDYNA仿真磨粒磨削硬脆材料的裂紋仿真方法總結 ￥9.99
30angle 裂紋云圖
30angle 沿深度方向的裂紋分布云圖
調試許久的金剛石磨粒磨削硬脆材料引起的裂紋延伸擴展云圖終于有了一定的進展，紀念一下。2021-12-7.
【LSDYNA操作技巧三】SPH后處理 ￥1
在用ANSYS/LSDYNA建立SPH或者FE-sph耦合模型進行后處理時候，因為SPH為獨特的粒子化建模方式，故在后處理中也有自己獨特的一些后處理方式。
除了常用的應力應變云圖、壓力云圖、損傷云圖外，針對SPH 部分，還可以觀看SPH密度變化、能量變化、相鄰粒子數變化、影響半徑、單元質量變化及1-8號定義的歷史變量。
具體操作如下：
基于LS-DYNA的FEM-SPH耦合算法模擬高位突水對露天臺階的影響（附K文件） ￥38.79
傳統的有限元方法在求解流固耦合問題時存在許多困難，而FEM-SPH(有限元-光滑粒子法)在求解流固耦合問題時可以完美解決這個問題，FEM-SPH耦合算法可以作為一種新的思路求解流固耦合問題。本案例中采用FE-SPH耦合算法有效地模擬了高突水問題對露天臺階的影響，露天臺階采用FEM有限元模型，高位水庫采用SPH粒子，可以實現流體與固體系統的動態耦合分析。模擬結果較好地反映了突水對臺階的沖擊造成的動力破壞過程和動力響應。模擬過程及結果如下：
圖1 高位突水對露天臺階動態響應
圖2 高位突水對露天臺階模擬過程
“基于LS-DYNA的FEM-SPH耦合算法模擬高位突水對露天臺階的影響”這個案例是關于FEM-SPH耦合算法比較經典的一個算例，案例后附有K文件供各位參考學習，歡迎一起交流學習！
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你不知道的CAE小常識（二十八）
7) LS-DYNA/SPH模型的建立方法：把有限元模型用LS-DYNA生成K文件，用文本編輯器編輯K文件，刪除*ELEMENT_SOID、*SECTION_SOLID等Lagrange單元信息，添加SPH質點及其相關屬性*ELEMENT_SPH、*SECTION_SPH和*CONTROL_SPH等關鍵字，保存修改后的單元類型、材料類型及參數、接觸方式、節點編號等設置，重新生成K文件。單元網格劃分一定要均勻，單元質量=總質量/粒子總數。由于是無網格方法，SPH算法要求粒子的初始質量和坐標滿足一定的條件：所有的SPH粒子應具有相同的質量，即同種材料的粒子（具有相同的初始密度）具有相同的體積。【詳見#12樓，感謝zhuliuxian】
8）如何進行SPH-FEM聯合仿真：SPH方法中node與element其實是一一對應的關系，聯合仿真一般用接觸來實現，SPH接觸一般采用node形式，FEM接觸可進行選擇node或者element。基礎理論與工程實踐一書中有彈體侵徹靶板的FE/SPH耦合計算實例。
9）虛粒子多少層合適：個人建議不低于3層。
展開 【公益帖】LS-DYNA SPH方法使用注意事項(穿透和常規問題)
Yes 如果是對稱面，不建議使用，建議用SPH專有的對稱邊界條件
6）SPH專用邊界關鍵字：*Boundary_SPH_Flow, *Boundary_SPH_Symmetry_Plane.前者用于施加流體邊界，后者用于虛粒子配置。
7) LS-DYNA/SPH模型的建立方法：把有限元模型用LS-DYNA生成K文件，用文本編輯器編輯K文件，刪除*ELEMENT_SOID、*SECTION_SOLID等Lagrange單元信息，添加SPH質點及其相關屬性*ELEMENT_SPH、*SECTION_SPH和*CONTROL_SPH等關鍵字，保存修改后的單元類型、材料類型及參數、接觸方式、節點編號等設置，重新生成K文件。單元網格劃分一定要均勻，單元質量=總質量/粒子總數。由于是無網格方法，SPH算法要求粒子的初始質量和坐標滿足一定的條件：所有的SPH粒子應具有相同的質量，即同種材料的粒子（具有相同的初始密度）具有相同的體積。
8）如何進行SPH-FEM聯合仿真：SPH方法中node與element其實是一一對應的關系，聯合仿真一般用接觸來實現，SPH接觸一般采用node形式，FEM接觸可進行選擇node或者element。 基礎理論與工程實踐一書中有彈體侵徹靶板的FE/SPH耦合計算實例
ANSYS+11_0_LS-DYNA基礎理論與工程實踐.pdf
9）虛粒子多少層合適：個人建議不低于3層
展開 了解SPH的源流、特點、應用及在LS-DYNA中模擬的注意事項
8）如何進行SPH-FEM聯合仿真：SPH方法中node與element其實是一一對應的關系，聯合仿真一般用接觸來實現，SPH接觸一般采用node形式，FEM接觸可進行選擇node或者element。 基礎理論與工程實踐一書中有彈體侵徹靶板的FE/SPH耦合計算實例
9）虛粒子多少層合適：個人建議不低于3層。
基于FEM-SPH耦合算法的磨粒仿真研究
長方體工件（長×寬×高）：2.0mm×1.0mm×0.3mm
圓錐磨粒尺寸：圓錐角120°，圓錐倒角半徑R=0.2mm
3.仿真方法
3.1仿真算法選擇
FEM-SPH（Finite Element Method-Smoothed Particle Hydrodynamics）耦合算法，即有限元-光滑質點流體動力學耦合的方法。
本文所用的加工材料單晶碳化硅屬于典型的硬脆材料，對于硬脆材料的研磨加工仿真，單純用有限元法（FE）來模擬往往會因為網格畸變而導致計算精度低甚至計算強行終止的情況。這是因為在磨屑的形成過程中，材料的去除會經歷彈性變形階段、彈塑性轉變階段、塑性變形階段、塑脆性轉變階段及脆性斷裂，且這一過程中工件材料會產生大量的不連續裂紋。因此，網格劃分的精度及材料失效判據的參數選取直接影響了模型計算的精度與效率，而采用SPH方法則避免了上述問題[4]。
SPH方法是一種純Lagrange方法，其基本思想是:將連續的流體（或固體）用相互作用的質點組來描述，各個物質點上承載各種物理量，包括質量、速度等，通過求解質點組的動力學方程并跟蹤每個質點的運動軌道，求得整個系統的力學行為。SPH用質點代替了網格，因此不會出現網格大變形問題，同時采用SPH方法進行建模不受尺度的限制，對于微納尺度的動態仿真（本文工件模型尺寸為μm級）結果仍然具有較高可信度。但FE方法在計算效率上相比SPH方法仍然具有極大的優勢，因此本文采用FEM-SPH耦合方法建立單顆磨粒劃擦單晶碳化硅模型。
3.2仿真流程
本文選用ANSYS 19.0版本進行模型建模相關操作，全程建模均采用統一的g-mm-ms單位制。首先，在Workbench中選用Workbench LSDYNA模塊，完成磨粒和工件的有限元模型工作。
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