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[ABAQUS]有限元仿真中的沙漏现象及其控制

2014-02-08 17:08阅读:
原文地址:[ABAQUS]有限元仿真中的沙漏现象及其控制作者:Wakelyn

关于沙漏问题,建议看看abaqus的帮助文档,感觉讲的非常好,由浅入深,把深奥的东西讲的很容易理解。


沙漏的产生是一种数值问题,单元自身存 在的一种数值问题,举个例子,对于单积分点线性单元,单元受力变形没有产生应变能--也叫0能量模式,在这种情况下,单元没有刚度,所以不能抵抗变形,不 合理,所以必须避免这种情况的出现,需要加以控制,既然没有刚度,就要施加虚拟的刚度以限制沙漏模式的扩展---人为加的 沙漏刚度就是这么来的。
关于沙漏现象的判别,也就是出现0能模式的方法最简单的是察看单元变形情况,就像刚才所说的单点积分单元,如果如果单元变成交替出现的梯形形状,如果多个这样的单元叠加起来,是不是象我们windows中的沙漏图标呢?
ABAQUS中沙漏的控制:
*SECTION CONTROLS:指定截面控制
警告:对于沙漏控制,使用大于默认值会产生额外的刚度响应,甚至当值太大时有时导致不稳定。默认沙漏控制参数下出现沙漏问题表明网格太粗糙,因此,更好的解决办法是细化网格而不是施加更大的沙漏控制。
该选项用来为减缩积分单元选择非默认的沙漏控制方法,和standard中的修正的四面体或三角形单元或缩放沙漏控制的默认系数;在explicit中, 也为8节点块体单元选择非默认的运动方程:为实体和壳选择二阶方程、为实体单元激活扭曲控制、缩放线性和二次体积粘度、设置当单元破损时是
否删除他们、或 为上述完全破损的单元指定一标量退化参数。等
必需参数:
NAME:名字
可选参数
DISTORTION CONTROL:只用于explicit分析。=YES激活约束防止 负体积单元出现或其他可压缩材料的过度变形,这对超弹材料是默认的。DISTORTION CONTROL参数对线性动力学不可用并且不能防止单元由于时间不稳定、沙漏不稳定或不切实际的物理变形造成的扭曲。 =NO不激活约束,对于除了超弹材料等单元都是默认值。
HOURGLASS:设置HOURGLASS=COMBINED定义沙漏控制的单元粘性-刚 度形式;HOURGLASS=ENHANCED基于假定的增强应变方法来控制沙漏;HOURGLASS=RELAX STIFFNESS使用整合的粘弹性形式控制沙漏;HOURGLASS=STIRRNESS对于standard分析除了超弹材料和修正的四面体和三角形 外的单元默认,为所有减缩积分单元定义沙漏控制是严格的弹性;HOURGLASS=VISCOUS为缩减积分单元定义沙漏阻尼。
数据行:
第一行,仅一行
1、对于沙漏刚度的比例因子,影响移动自由度。如果为空,默认值是1.0。建议范围是0.2~3
2、对于沙漏刚度的比例因子,影响转动自由度。如果为空,默认值是1.0。建议范围是0.2~3
3、对于沙漏刚度的比例因子,在explicit中,影响小应变壳单元的超出平面的移动自由度,如果为空,默认值是1.0,建议范围是0.2~3。不用于standard中。
4、explicit中的线性体积粘度的比例系数。如果为空,默认值是1.0,建议范围是0.0~1.0。不用于standard中。
5、explicit中的二次体积粘度的比例系数。如果为空,默认值是1.0,建议范围是0.0~1.0。不用于standard中。
转自:
http://blog.163.com/zhengshengwei@126/blog/static/308845232011318104910702/
另:附网上的精彩解释:
Q:abaqus沙漏对结果有哪些影响?
A:减缩积分导致单元刚度矩阵求解不完全,某一个运动模式上刚度为零。刚度为零是很麻烦的,譬如理想弹簧刚度为零,随便给个力就会产生无限大的位移。出现零刚度运动模式时,如果不加处理,计算是发散的,这就是沙漏现象。常用的处理办法是施加沙漏阻尼,针对零刚度的运动模态,施加很小的阻尼,使得计算不发散。
减缩积分单元没有刚度去抵挡变形,这就叫做沙漏。影响应该就是使网格变软,出现比实际情况更大的应变。



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