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Abaqus中的质量缩放技术

6月前浏览23680

本文摘要(由AI生成):

本文主要介绍了质量缩放技术在冲压成形等分析中的应用。质量缩放技术可以通过人为增加材料密度和稳定时间增量,使得可以以自然时间周期分析成型过程。同时,质量缩放对惯性效应具有同样的影响,但过多的质量缩放将导致非真实的解。如果质量缩放用于完全的动态条件下,总质量的变化应该尽量小(小于1%)。使用“FIXED MASS SCALING”关键字可以在分析步开始时施加质量缩放。需要注意的是,Abaqus/Explicit求解器因为不涉及到迭代,更加容易收敛,但是并非分析结果收敛就一定是正确的,大家在有限元分析的过程中,一定进行模型有效性验证,保证分析的结果是收敛且正确的。


在冲压成形等分析中,经常用到质量缩放技术,实现高效仿真。最近,也有不少用户提问这个问题,今天给大家详细解答一下。


大家知道,显式动力学过程稳定极限的估计公式为:
    其中 是最小的特征单元长度, 是材料的膨胀波速。
    材料的膨胀波速为:
其中 E 为杨氏模量, 为材料密度。
(1)如果以 的方式人为的增加材料密度:膨胀波速以的方式减小;稳定时间增量以的方式增加。
(2)通过质量缩放的方式人为的增加稳定时间,使得可以以自然时间周期分析成型过程。
(3)人为的增加工具速度之后,质量缩放对惯性效应具有同样的影响。过多的质量缩放将导致非真实的解。
(4)如果质量缩放用于完全的动态条件下,总质量的变化应该尽量小(小于1%)。
 使用*FIXED MASS SCALING关键字可以在分析步开始时施加质量缩放。
句法如下:
    在相应的单元集中,每个单元的密度以 f 2的方式增加,因此以f 的方式增加稳定时间增量。
    下面以单轴拉伸测试为例,说明设置正确质量缩放系数的重要性(图1):
图1  模型验证
下图给出了三种分析的不同结果 (PEEQ云图),可以看出:
                             a)                               b)                                 c)
图2 不同质量缩放因子的分析结果图
    图2a)和图2b)的结果几乎相同,但是图2b)的分析时间仅为图2a)分析时间的1/5。但是,与原始的静态解相比图2c)的结果基本是没有意义的。
切记切记:Abaqus/Explicit求解器因为不涉及到迭代,更加容易收敛,但是并非分析结果收敛就一定是正确的,大家在有限元分析的过程中,一定进行模型有效性验证,保证分析的结果是收敛且是正确的。


作者:曹金凤 仿真秀专栏作者


首发:力学与Abaqus仿真公 众号


Abaqus
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2019-11-12
最近编辑:6月前
力学与Abaqus仿真
博士 | 副教授 达成所愿 索见未来 助力科技 实现...
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未登录
2条评论
Austin
签名要不你给我编辑
5月前
学到了
回复
伊芙利特
keep moving
4年前
学习了
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