关于ABAQUS的显式计算精度问题

本次分享主要内容：聊一聊ABAQUS显示计算精度对计算结果的影响。

接触仿真多一些的同学应该知道显式计算中的一些精度问题，尤其是单精度和双精度之间的差距，两者间具体有多大差距或者说对计算结果影响有少的概念可能不那么具象。所以本期就拿个例子来讨论下关于ABAQUS的显示计算精度问题。

在讨论之前我们先看个表简单了解下单精度和双精度的差异。

下面我们就从一块板的冲压仿真结果的三个角度来直观地比较下两者的差距。

   计算时长  

从上表就能大致了解到一点，双精度计算时间必然要比单精度长，但本次用的是小模型，用时差距较小，单元规模约四五万。

但随着模型规模的增加，双精度的计算时长将比单精度计算花费更多时间。

   数据结果  

在计算板件冲压中，我们通常会采用两种加载方式，一种是定位移，另一种是定速度。下图为提取计算结果的反力、位移及速度历程数据。具体数值附在正文末。

反力历程曲线：在位移作为输入控制下，单双精度的反力随时间增加差距越大，且单精度情况下会出现巨大 波动，双精度情况下则会趋于稳定；而速度作为输入控制下，两种精度的反力差距比较小，但从数值上看还是存在较大误差；不论是位移或是速度作为输入控制条件，双精度计算得到的反力几乎相同。

位移历程曲线：在位移作为输入控制下，双精度位移结果与输入一致，但单精度出现了减小的现象，并未能完全按照输入的数值输出；速度作为输入控制下，在曲线上几乎看不出差距，但从数据上仍存在一定差距。

速度历程曲线：在位移作为输入控制下，两种精度的速度结果几乎一致，数据上误差也极小；速度作为输入控制下，单精度在曲线上出现极大 波动。

   结果云图  

采用位移控制条件计算的单精度情况下，应力云图表现出严重的斑驳状，表明该计算存在较大问题，不能满足计算要求；速度控制条件计算的单精度结果也同样出现应力云图斑驳现象，仍存在连续问题，相比位移控制条件少了些，但同样无法保证计算结果合理。

而在双精度计算结果中，不论是速度控制，还是位移控制，应力云图都呈现出较好的连续性，符合仿真计算要求。

PS：曲线拐点处为模型在冲压的上下模具开始挤压，对单元厚度方向上存在挤压现象。

计算模型为显式计算类型要选择双精度计算，虽然ABAQUS中有多种双精度选择，但尽可能选择Double-analysis+packager，切莫为了节约时间和空间而牺牲精度。（下表中有误，最后一列数据为位移双精度）