结构仿真分析可以分为两类。
1)以Mechanical,Nastran,ABAQUS/Standard等为代表的通用结构分析,主要包含静力分析,屈曲分析,模态分析,谐响应分析,随机振动分析,响应谱分析,隐式时程分析等;
2)以Explicit Dynamics,Autodyn,LS-DYNA,ABAQUS/Explicit等为代表的显式动力学分析,主要包含碰撞分析,跌落分析,冲压分析,侵彻分析,爆炸分析等。
通用结构分析和显式动力学分析对结构网格的偏好是很不一样的。
1)通用结构分析偏好网格尺寸疏密有致,显式动力学分析偏好网格尺寸均匀;
2)对于实体单元,通用结构分析偏好二阶单元;显式动力学分析偏好一阶单元;
3)相比通用结构分析,显式动力学分析更加偏好六面体单元和四边形单元;
4)相比通用结构分析,显式动力学分析更加偏好缩减积分。
5)显式动力学分析不支持二阶六面体单元;
对于一阶六面体单元。
Exact的计算精度更高,1pt Gauss的计算效率更高。
当Type = Program Controlled, High Velocity时,Hex Integration Type = Exact;当Type = Low Velocity, Efficiency, Quasi Static, Drop Test时,Hex Integration Type = 1pt Gauss。
对于一阶四面体单元。
Average Nodal Pressure(ANP),能够克服体积自锁,但不能克服剪切自锁;Constant Pressure(SCP),不能克服体积自锁和剪切自锁,一般用作局部填充单元;Nodal Strain(NBS),能够克服体积自锁和剪切自锁,在以弯曲为主的低速场景中更加精确。
当Type = Program Controlled, High Velocity时,Tet Integration = Average Nodal Pressure;当Type = Efficiency时,Tet Integration = Constant Pressure;当Type = Low Velocity, Quasi Static, Drop Test时,Tet Integration = Nodal Strain。
Taylor杆撞击仿真中,不同单元选项的仿真结果对比。
悬臂梁弯曲仿真中,不同单元选项的仿真结果对比。