15 使用 Abaqus 软件进行有限元分析时,如何减少计算时间?

请问老师,建立一个abaqus有限元分析工作站,如何减少计算时间?主要是对客车整车车身进行有限元计算分析,对电脑配置有什么要求,希望能具体点,比如cpu要达到什么样的...
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    提高求解精度和缩短计算时间是有限元分析的两个重要目标,而这二者往往是互相矛盾的,缩短计算时间往往要以牺牲计算精度作为代价。如何根据不同的问题类型和求解要求,建立最合理的模型,用尽量短的计算时间得到足够精确的结果,是有限元分析过程中的一个重要问题。

    影响分析时间的主要因素包括下列几个方面:

    1 分析类型

    二维平面应力、平面应变和轴对称问题要比三维问题的模型规模小得多,如果所分析的问题符合二维模型的特征,就没有必要建立三维模型。《实例详解》中的很多实例都使用了二维模型,读者可以仔细思考一下在什么情况下可以选择二维模型。

    另外,非线性问题比线性问题迭代收敛难度大,如果在模型中定义了接触、几何非线性、弹塑性材料等非线性参数,计算时间也会大大增加。

    2 网格密度

    网格越细化,单元和节点数目就越多,计算时间也就越长。

    3 单元类型

    对于同样的网格,二次单元(例如 C3D20R)比线性单元(例如 C3D8R)增加了很多内部节点,因此计算时间会大大增加;完全积分单元(例如 C3D8)和非协调单元(例如 C3D8I)的积分点比减缩积分单元(例如 C3D8R)多,计算时间也相对更长一些。

    4 接触的定义

    接触面上的节点越多,计算时间就越长。有限滑移接触算法(finite sliding)比小滑移接触算法(**all sliding)计算量大,计算时间也更长。

    5 分析步时间、增量步和迭代步

    静力分析中,分析步时间没有实际的物理含义,计算时间取决于迭代步和增量步的数量。问题越复杂,收敛难度越大,增量步长就越小,需要的迭代次数也就越多,计算时间就越长。

    在动力分析中,分析步时间对应实际的物理时间,分析步时间越长,则求解时间越长。一般情况下,在 Abaqus/Explicit 分析中都只定义很短的分析步时间(例如0.02 s),否则可能计算时间过长。

    另外,影响 Abaqus/Explicit 分析时间的关键因素是稳定极限值,它取决于最小单元尺寸、材料性质、材料密度、单元类型等因素,详见本书第15.4.2节“Abaqus/Explicit 分析的增量步长”

    6 计算机的性能

    增大内存可以大大缩短 Abaqus/Standard 分析的计算时间,而对 Abaqus/Explicit 分析影响不大。提高 CPU 的主频、使用多 CPU 或并行计算对于加快 Abaqus/Standard Abaqus/Explicit 的分析速度都很有效。


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