Abaqus能量問題

2016-11-24 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

能量輸出經(jīng)常是ABAQUS/Explicit分析的一個重要部分?？梢詰?yīng)用在各種能量分量之間的比較,幫助你評估一個分析是否得到了合理的響應(yīng)。

能量平衡的表述

對于整體模型的能量平衡可以寫出為

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其中, EI 為內(nèi)能,EV為粘性耗散能,EFD是摩擦耗散能,EKE是動能,EW是外加載荷所做的功。這些能量分量的總和為,它必須是個常數(shù)。在數(shù)值模型中, 只是近似的常數(shù),一般有小于1%的誤差。

內(nèi)能

內(nèi)能是能量的總和,它包括可恢復(fù)的彈性應(yīng)變能EE;非彈性過程的能量耗散(例如塑性)EP;粘彈性或者蠕變過程的能量耗散ECD;和偽應(yīng)變能EA:

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偽應(yīng)變能包括了儲存在沙漏阻力以及在殼和梁單元的橫向剪切中的能量。出現(xiàn)大量的偽應(yīng)變能則表明必須對網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)劃或?qū)W(wǎng)格進(jìn)行其它的修改。

偽應(yīng)變能ALLSE<5%,說明沙漏可以控制的

單元偽應(yīng)變能密度可以查看每個單元的偽應(yīng)變能情況,比較直觀.

粘性能

粘性能是由阻尼機(jī)制引起的能量耗散,包括體粘性阻尼和材料阻尼。作為一個在整體能量平衡中的基本變量,粘性能不是指在粘彈性或非彈性過程中耗散的那部分能量。

施加力的外力功

外力功是向前連續(xù)地積分,完全由節(jié)點(diǎn)力(力矩)和位移(轉(zhuǎn)角)定義的功。指定的邊界條件也對外力功作出貢獻(xiàn)。

能量平衡的輸出

對于整體模型、特殊的單元集合、單獨(dú)的單元、或者在每個單元中的能量密度,都可以要求輸出每一種能量值和繪出能量的時間歷史。在表1中列出了在整個模型或者單元集上與能量值有關(guān)的變量名稱。

表1 整個模型能量輸出變量

變量名	能量值
ALLIE	內(nèi)能, :ALLIE=ALLSE+ALLPD+ALLCD+ALLAE
ALLKE	動能,
ALLVD	粘性耗散能,
ALLFD	摩擦耗散能,
ALLCD	粘彈性耗散能,
ALLWK	外力的功,
ALLSE	存儲的應(yīng)變能,
ALLPD	非彈性耗散能,
ALLAE	偽應(yīng)變能,
ETOTAL	能量平衡:

另外,ABAQUS/Explicit能夠提供單元水平的能量輸出和能量密度輸出,如表2所列。

表2 整個單元能量輸出變量