Abaqus中的质量缩放技术
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。
其中 是最小的特征单元长度, 是材料的膨胀波速。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。 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):
下图给出了三种分析的不同结果 (PEEQ云图),可以看出: 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