⽹格⾃适应_Abaqus中的ALE⾃适应⽹格技术
ALE ⾃适应⽹格主要⽤于 Abaqus/Explicit 的⼤变形分析,以及 Abaqus/Standard 中的声畴(acoustic domain)、冲蚀(ablation)和磨损问题。在 Abaqus/Standard 的⼤变形分析中,尽管也可以设定 ALE ⾃适应⽹格,但不会起到明显的作⽤。
虽然在 Abaqus/Standard 和 Abaqus/Explicit 分析中都可以定义 ALE ⾃适应⽹格,⽽且定义的界⾯相似,但是⼆者的功能却有很⼤的差异(见表1)。
表1 ALE ⾃适应⽹格在不同求解器中的⽐较
Abaqus/Standard 求解器Abaqus/Explicit 求解器
适⽤
范围
声畴、冲蚀和磨损问题⼤变形问题
分析
问题
拉格朗⽇类型问题或冲蚀、磨损问题拉格朗⽇类型问题和欧拉问题
分析步类型⼏何⾮线性静⼒分析、稳态传输分析、耦合的孔隙流体
-应⼒分析、耦合的温度-位移场分析
⼤变形的瞬态分析(碰撞问题、穿透问题、锻造问题);稳态过程分析(挤压问题、轧制问
题);显式动⼒学分析(绝热分析)和完全耦合的热-应⼒分析
平滑算法原始构型投影法(original configuration projection)、
体积法(volume smoothing)
体积法(volume smoothing)、拉普拉斯法(Laplacian smoothing)、等势法
(equipotential smoothing)
诊断
信息
不提供诊断信息功能提供诊断信息功能
功能功能相对较弱,使⽤过程中有很多限制条件功能强⼤,应⽤⼴泛
单元
类型
声学单元和部分实体单元⼀阶减缩积分实体单元
分析
信息
分析过程中与⾃适应⽹格相关的信息都写⼊ MSG ⽂件
⾮线
性
⾃适应⽹格必须⽤于考虑⼏何⾮线性的分析步中
使⽤ ALE ⾃适应⽹格时,还需要注意下列问题:
1)在 Abaqus/Explicit 中分析超弹性材料和泡沫材料时,最好采⽤增强沙漏控制(enhanced hourglass control)的⽅法控制单元的变形,⽽不要采⽤ ALE ⾃适应⽹格。
2)在 INP ⽂件中,可以使⽤下⾯的关键词定义多个 ALE ⾃适应⽹格区域:
*ADAPTIVE MESH, ELSET = elset_name
但是,在 Abaqus/CAE 中,每个分析步只能定义⼀个 ALE ⾃适应⽹格区域。
对应的Abaqus/CAE操作: Step 功能模块,菜单 Other → ALE Adaptive Mesh Domain → Edit,设置各项参数(如图1所⽰)。 如果在某个分析步中不希望定义⾃适应⽹格区域,则选中 No ALE adaptive mesh domain for this step 。adaptive
图1 设置⾃适应⽹格参数
3)不使⽤ ALE ⾃适应⽹格时,在分析过程中单元⽹格会跟随材料⼀起运动,每个节点和每个单元的输出变量都与材料点⼀⼀对应,在Visualization 功能模块中看到的单元变形和材料运动情况就是真实解。
使⽤ ALE ⾃适应⽹格时,随着单元变形的增加,Abaqus 求解器将逐渐更新节点和单元的位置,以避免单元过度变形,同时求解变量也将从旧的单元⽹格变换到新的单元⽹格中。此时⽹格的位置和材料点的位置不再保持⼀致,在 Visualization 功能模块中查看计算结果时,应注意这⼀问题。
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