1. 简介
在 Abaqus/Explicit 中提供了三种网格和底层材料之间的三种关系:
1. 拉格朗日 (Lagrangian)
节点固定在材料中,因此很容易跟踪自由表面和应用边界条件。但是网格会随着高应变梯度而扭曲。
2. 任意拉格朗日 - 欧拉 (ALE) 自适应网格
网格运动仅限于自由边界处的材料运动,很容易跟踪自由曲面。通过使用无材料边界调整网格,可以最小化网格变形。
3. 欧拉 (Eulerian)
当材料流过网格时,节点保持固定,由于网格是固定的,因此没有网格变形。跟踪自由表面非常困难,但可以用于模拟结构经历任意大变形的场景。
传统的拉格朗日公式通常能够提供准确性和计算效率,但纯拉格朗日模型在经历极端变形时往往会表现出网格极度扭曲,以至于准确性降低。欧拉公式牺牲了一些几何和结果的准确性,以换取涉及非常大变形的分析的稳健性;在拉格朗日公式产生不可靠的解或根本获取不到解的情况下,可以使用欧拉公式来获得合理的解。
可以使用CEL分析技术,即耦合欧拉-拉格朗日分析技术,将拉格朗日和欧拉单元组合在同一模型中。在 CEL 分析中,经历大变形的结构使用欧拉网格,而模型中较硬的物体则使用更高效的拉格朗日网格。
一般来说,在运行时间和文件大小方面,欧拉分析比可比较的拉格朗日分析更昂贵。此外,欧拉模型的精度略低于具有相同网格密度的拉格朗日模型。因此在选择分析公式时,应该将这种性能权衡与欧拉分析公式对大变形的稳健性的好处进行权衡。特别是当使用拉格朗日技术失败时,这种精度的折衷是可以接受的。
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