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如何快速計算完成旋轉(zhuǎn)成形工藝，SFTC公司一直以來在算法方面大膽創(chuàng)新，謹(jǐn)慎驗證，為DEFORM軟件提供了許多全新的算法，將計算效率提高十幾倍、甚至百倍。 首先，目前的已知的旋轉(zhuǎn)成形工藝模擬，工件可完全采用六面體網(wǎng)格自動劃分和局部細(xì)化，包括變形后復(fù)雜幾何的六面體網(wǎng)格自動重劃分。

Keywords: 金屬射流；ALE2D軸對稱；ALE局部細(xì)化Tools: LS-PrePost , LS-DYNA SMP 本案例以NO.8 二維金屬射流模型為基礎(chǔ)，在ALE2D模擬中，引入dyna中的局部細(xì)化ALE四邊形殼單元功能。每次細(xì)化，一個父單元分裂成四個子單元，可進(jìn)行多級細(xì)化。

圖1 模型案例 為了檢查分析是否不受網(wǎng)格細(xì)化靈敏度的影響，考慮非局部效應(yīng)，將對網(wǎng)格進(jìn)行兩次細(xì)化。第一次細(xì)化的結(jié)果足夠精確，足以計算總等效塑性應(yīng)變和極限載荷。通過對比可以看出，第一次和第二次細(xì)化得到仿真結(jié)果非常接近。

圖1 模型案例 為了檢查分析是否不受網(wǎng)格細(xì)化靈敏度的影響，考慮非局部效應(yīng)，將對網(wǎng)格進(jìn)行兩次細(xì)化。第一次細(xì)化的結(jié)果足夠精確，足以計算總等效塑性應(yīng)變和極限載荷。通過對比可以看出，第一次和第二次細(xì)化得到仿真結(jié)果非常接近。

中，DEFORM畫幾何模型不方便。

給坯料劃分網(wǎng)格，為了演示劃分16000個網(wǎng)格，實(shí)際計算時可酌情進(jìn)行局部細(xì)化。邊界條件設(shè)置。首先是固定邊界條件，將底部x，y，z方向固定。設(shè)置換熱邊界條件，除了設(shè)置常規(guī)的換熱邊界條件外，還需要設(shè)置一個額外的淬火窗口(傳熱窗口),點(diǎn)擊Env.Windows，然后進(jìn)入窗口定義，設(shè)置成矩形框，輸入坐標(biāo)進(jìn)行矩形框繪制。

ALE算法避免了單元大變形引起的不斷細(xì)化問題，大大降低了攪拌摩擦焊的計算難度和計算耗時。 1.8 新增振動摩擦焊工藝 DEFORM早期版本在摩擦焊方面已經(jīng)有不少應(yīng)用，新版本推出基于壓力及正弦周期運(yùn)動方式的振動/線性摩擦焊工藝分析功能，振動參數(shù)模型涉及振動時施加的壓力、振幅及頻率。

作者沿 Tvergaard–Needleman 的思路，把孔隙率的演化率做非局部積分平均（積分型非局部），并在顯式算法里給出一套能“真正規(guī)模不敏感”的數(shù)值實(shí)現(xiàn)：1，用權(quán)函數(shù)實(shí)現(xiàn)非局部孔隙率演化2，提出“交替推進(jìn)”的非局部更新，更加穩(wěn)健3，彈性區(qū)也更新非局部量4，鄰接矩陣用“當(dāng)前構(gòu)形”逐步更新（精度更高，計算成本更大）通過這一套精心設(shè)計的非局部數(shù)值方案實(shí)現(xiàn)了全局力學(xué)響應(yīng)隨網(wǎng)格細(xì)化明顯趨于網(wǎng)格無關(guān)

局部感應(yīng)窗口降低了等效模型尺寸并可保證合理的計算精度，通過計算窗口內(nèi)的工件表面來降低計算規(guī)模。在合理的窗口尺寸外的區(qū)域被認(rèn)為線圈對工件加熱的影響很小。

相關(guān)做法完美的集中到damask3.0版本里面，然而需要指出的是：DAMASK/譜方法更偏向規(guī)則網(wǎng)格與RVE范式，而工程里經(jīng)常需要：任意幾何與復(fù)雜邊界（非周期、接觸、局部細(xì)化等），以及不同工藝路徑（多道次、換向、局部約束），Abaqus CPFEM（UMAT/VUMAT）在這些方面更“通用”，所以把“remesh + 狀態(tài)變量映射”做成一套工作流，就能把大變形晶體塑性更穩(wěn)地推進(jìn)到更高壓縮/更大應(yīng)變階段

自適應(yīng)會降低局部細(xì)化網(wǎng)格的網(wǎng)格質(zhì)量。許多自適應(yīng)過程使用分而治之的方法來豐富網(wǎng)格，從而將現(xiàn)有網(wǎng)格元素局部劃分為其他元素。雖然編程方便，但這種方法會導(dǎo)致網(wǎng)格質(zhì)量隨著細(xì)化而穩(wěn)步下降，降低魯棒性，增加運(yùn)行時間，甚至可能增加離散化 在流動變量的梯度很大的近壁剪切層中的適應(yīng)具有許多挑戰(zhàn)。蠻力方法通常在壁附近使用各向同性細(xì)化，導(dǎo)致網(wǎng)格大小爆炸。

適應(yīng)無法解析正確的幾何形狀 局部細(xì)化網(wǎng)格時，自適應(yīng)會降低網(wǎng)格質(zhì)量 流動變量梯度廣泛的近壁剪切層的適應(yīng)面臨許多挑戰(zhàn) 適應(yīng)過程通常會導(dǎo)致運(yùn)行時間過長，要么是因為網(wǎng)格過度細(xì)化，要么是在適應(yīng)過程中網(wǎng)格質(zhì)量下降 隨著將系統(tǒng)和近壁湍流建模誤差降至盡可能低的水平的需求，控制和減少數(shù)值誤差（局部網(wǎng)格尺寸相對于局部流動變化而產(chǎn)生的誤差）提出了新的、具有挑戰(zhàn)性的要求。

局部細(xì)化網(wǎng)格時，自適應(yīng)會降低網(wǎng)格質(zhì)量。許多適應(yīng)過程使用分而治之的方法來豐富網(wǎng)格。這種方法會導(dǎo)致網(wǎng)格質(zhì)量隨著細(xì)化而穩(wěn)步下降，從而導(dǎo)致穩(wěn)健性下降、運(yùn)行時間延長，甚至可能增加離散化誤差。 近壁剪切層適應(yīng)的多重挑戰(zhàn)。蠻力方法通常在壁附近使用各向同性細(xì)化，導(dǎo)致網(wǎng)格大小爆炸。避免這種網(wǎng)格尺寸爆炸的常見策略是使用拉伸四面體來解決垂直于壁的大梯度，而不會過度細(xì)化平行于壁。

為了指定較細(xì)的網(wǎng)格，我們將一個局部大小節(jié)點(diǎn)添加到第二個自由三角形網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，并指定預(yù)定義的大小為超細(xì)化。網(wǎng)格劃分序列包含一個全局大小節(jié)點(diǎn)、兩個自由三角形網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)和一個局部大小節(jié)點(diǎn)。 繪制生成的網(wǎng)格時，我們可以看到左側(cè)域完全由粗化網(wǎng)格劃分，而右側(cè)域共享邊界附近有一些粗化單元。這是因為共享邊界的邊界網(wǎng)格由第一個操作固定，因此在它附近不存在任何細(xì)化單元。

04 網(wǎng)格自適應(yīng)細(xì)化（Adaptive Meshing)這種方法嚴(yán)格的說并不屬于Global-Local分析方法，但是可以部分的實(shí)現(xiàn)類似的功能，即：既可以快速的得到結(jié)構(gòu)整體的性能又可以準(zhǔn)確的掌握局部細(xì)節(jié)的表現(xiàn)，因此在這里一并介紹一下。網(wǎng)格自適應(yīng)細(xì)化技術(shù)可以應(yīng)用于SOL 101和SOL 400中的線性求解。

網(wǎng)格細(xì)化通常分為幾種類型： H 型細(xì)化 R 型細(xì)化 P 型細(xì)化 以上類型的組合 3.1 網(wǎng)格細(xì)化和粗化 (H型) 網(wǎng)格細(xì)化，又稱為 H 型細(xì)化，是通過增加單元或點(diǎn)來減少局部特征邊長的一種技術(shù)。

變量volcvol是與局部網(wǎng)格單元體積相關(guān)的預(yù)定義變量。此處用于計算網(wǎng)格剛度值。)分析：最小正交角度始終滿足要求，和方案2相比外域最小正交角度波動有所增大，內(nèi)域變化基本與方案2接近，但是從網(wǎng)格運(yùn)動的實(shí)際效果看外域與內(nèi)域相接位置小體積網(wǎng)格單元變化很小。

表面細(xì)化可選的表面和局部細(xì)化功能可以提高目標(biāo)區(qū)域中網(wǎng)格的分辨率。網(wǎng)格均勻性、邊緣接近度和局部曲率都是決定表面網(wǎng)格是否進(jìn)一步細(xì)化的因素。全局設(shè)置當(dāng)處理具有多個表面的復(fù)雜幾何形狀時，細(xì)化每個表面并檢查表面邊緣之間的接近度可能會很乏味。在這種情況下，全局設(shè)置有助于細(xì)化整個幾何體。下圖所示的船舶上層建筑的幾何形狀是使用 V2S 方法在 Fidelity CFD 平臺上進(jìn)行網(wǎng)格劃分的。

</p><p>步驟二：元素分析（Element Analysis） 在此階段，進(jìn)行局部的分片插值。這意味著在每個離散元素內(nèi)，利用特定的形狀函數(shù)和節(jié)點(diǎn)上的函數(shù)值，對元素內(nèi)任意點(diǎn)的未知函數(shù)進(jìn)行插值展開。這可能涉及建立線性或非線性插值函數(shù)，以便在局部層面上近似真實(shí)的物理行為。