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Ls-dyna沙漏产生原因及控制措施

2011-03-29 15:14阅读:
技术来源:安世亚太。
原因:
实际情况下,单元形状经常为四边形与六面体;出于计算速度与稳定性考虑,常采用单点积分;从而导致了沙漏。
三角形与四面体以及梁单元等没有沙漏。
控制措施:
•采用四面体与三角形划分网格(不推荐),但缺点是在许多应用中被认为过于刚硬
•采用全积分或减缩积分(S/R)(不推荐),类型2体单元比缺省的单点积分体单元计算开消大;在大变形应用时更不稳定(更容易出现负体积);类型2体单元当单元形状比较差时在一些应用中会趋向于剪切锁死(shear-lock),因而表现得过于刚硬。
•细化网格,但这并不现实
•避免单点载荷
•体积粘度来控制*control_bulk_viscosity,对软材料(比如泡沫),建议降低线性与二次体积粘度
•对于流体部件,缺省的沙漏系数通常是不合适的(太高),建议缩小一到两个数量级,采用基于粘性的沙漏控制,缺省的沙漏方程(type 1)对流体通常是可以的
•对于结构部件,基于刚性的沙漏控制(type 4,5)比粘性沙漏控制更有效。当使用刚性沙漏控制时,习惯于减小沙漏系数到0.03-0.05的范围,这样最小化非物理的硬化响应同时又有效抑制沙漏模式。
•对于高速冲击,即使对于固体结构部件,推荐采用基于粘性的沙漏控制(type 1,2,3)。
•类型8沙漏控制仅用于单元类型16的壳,该沙漏类型激活了16号壳的翘曲刚度,因此单元的翘曲不会使解退化。
•使用沙漏控制类型6和系数1.0,一个弹性部件在厚度方向仅仅需要划分一层类型1的体单元就可以获得正确的弯曲刚度。在隐式计算里面,对于类型1的体单元应该总是使用类型6的沙漏控制当使用大长细比或歪斜形状的体单元时沙漏类型6非常鲁棒。
•类型4和5的沙漏控制对大长细比和歪斜形状单元反应变不好,它趋向于对某些沙漏模式反应的过于刚硬而对其它模式反应得过弱。
•类型6的沙漏控制通常对软的材料更好,像泡沫或蜂窝材料在计算中会有非常明显的变形。
•材料不是特别软或者单元有合理的形状且网格不是太粗糙时,类型4,5和6沙漏控制似乎都能得到同样的结果。这种情况推荐用类型4的沙漏控制,因为它比其它的更快。
•沙漏控制类型6,同时设置沙漏刚度参数为1.0,可对在厚度方向只有一个单元的梁在弹性弯曲问题中得到准确的解
•对切线模量相对与弹性模量很小时,沙漏系数建议取小值,一般为0.001-0.1

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