搜索Abaqus有限元分析中的沙漏效應
2017-01-23 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
1.沙漏的定義
沙漏hourglassing一般出現(xiàn)在采用縮減積分單元的情況下:
比如一階四邊形縮減積分單元,該單元有四個節(jié)點“o”,但只有一個積分點“*”。而且該積分點位于單元中心位置,此時如果單元受彎或者受剪,則必然會發(fā)生變形,如下圖a所示。
沙漏的產(chǎn)生是一種數(shù)值問題,單元自身存在的一種數(shù)值問題,舉個例子,對于單積分點線性單元,單元受力變形沒有產(chǎn)生應變能--也叫0能量模式,在這種情況下,單元沒有剛度,所以不能抵抗變形,不合理,所以必須避免這種情況的出現(xiàn),需要加以控制,既然沒有剛度,就要施加虛擬的剛度以限制沙漏模式的擴展---人為加的沙漏剛度就是這么來的。
關于沙漏現(xiàn)象的判別,也就是出現(xiàn)0能模式的方法最簡單的是察看單元變形情況,就像剛才所說的單點積分單元,如果單元變成交替出現(xiàn)的梯形形狀,如果多個這樣的單元疊加起來,就像我們windows中的沙漏圖標。
2.ABAQUS中沙漏的控制
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*SECTIONCONTROLS:指定截面控制:
警告:對于沙漏控制,使用大于默認值會產(chǎn)生額外的剛度響應,甚至當值太大時有時導致不穩(wěn)定。默認沙漏控制參數(shù)下出現(xiàn)沙漏問題表明網(wǎng)格太粗糙,因此,更好的解決辦法是細化網(wǎng)格而不是施加更大的沙漏控制。
該選項用來為減縮積分單元選擇非默認的沙漏控制方法,和standard中的修正的四面體或三角形單元或縮放沙漏控制的默認系數(shù);在explicit中,也為8節(jié)點塊體單元選擇非默認的運動方程:為實體和殼選擇二階方程、為實體單元激活扭曲控制、縮放線性和二次體積粘度、設置當單元破損時是否刪除他們、或為上述完全破損的單元指定一標量退化參數(shù)。
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必需參數(shù):
NAME:名字
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可選參數(shù):
DISTORTION CONTROL:只用于explicit分析。設置為YES則激活約束防止負體積單元出現(xiàn)或其他可壓縮材料的過度變形,這對超彈材料是默認的。DISTORTION CONTROL參數(shù)對線性動力學不可用并且不能防止單元由于時間不穩(wěn)定、沙漏不穩(wěn)定或不切實際的物理變形造成的扭曲。設置為NO則不激活約束,對于除了超彈材料等單元都是默認值。
HOURGLASS設置:
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HOURGLASS=COMBINED定義沙漏控制的單元粘性-剛度形式;
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HOURGLASS=ENHANCED基于假定的增強應變方法來控制沙漏;
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HOURGLASS=RELAXSTIFFNESS使用整合的粘彈性形式控制沙漏;
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HOURGLASS=STIRRNESS對于standard分析除了超彈材料和修正的四面體和三角形外的單元默認,為所有減縮積分單元定義沙漏控制是嚴格的彈性;
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HOURGLASS=VISCOUS為縮減積分單元定義沙漏阻尼。
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數(shù)據(jù)行:
1、對于沙漏剛度的比例因子,影響移動自由度。如果為空,默認值是1.0。建議范圍是0.2~3;
2、對于沙漏剛度的比例因子,影響轉(zhuǎn)動自由度。如果為空,默認值是1.0。建議范圍是0.2~3;
3、對于沙漏剛度的比例因子,在explicit中,影響小應變殼單元的超出平面的移動自由度,如果為空,默認值是1.0,建議范圍是0.2~3。不用于standard中;
4、explicit中的線性體積粘度的比例系數(shù)。如果為空,默認值是1.0,建議范圍是0.0~1.0。不用于standard中;
explicit中的二次體積粘度的比例系數(shù)。如果為空,默認值是1.0,建議范圍是0.0~1.0。不用于standard中。
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