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abaqus ale自适应网格(abaqus自适应网格实例)

ABAQUS自适应网格划分(ALE)

ABAQUS中的自适应技术主要分为三种:ALE自适应网格划分、自适应网格重划分、网格-网格映射,本期我们聊聊ALE方法,并通过一个简单案例说明其应用效果。

ALE全称Arbitrary Lagrangian-Eulerian或者任意拉格朗日-欧拉法,可提供对大变形或材料损失时单元形状扭曲的控制,提高模型计算的鲁棒性,在Abaqus/Explicit中普遍适用并在Abaqus/standard部分可用(如声学、磨损、烧蚀,应用于后两者情况又通常可与UMESHMOTION联合使用),该方法可允许网格独立于材料移动,注意与CEL(Coupled Eulerian-Lagrangian)方法的区分。

下面以一实例说明(结果无参考作用仅讨论网格扭曲控制):

1前处理

1.1 几何模型的构建

模型在ABAQUS中直接构建,模型空间选择轴对称,压头为解析刚体,头部半径4,压块为变形体,尺寸10x20。

1.2 材料参数的定义

1.2.1 材料本构

在property模块中创建材料结构钢材料,输入弹性相关材料参数。

1.2.2 截面创建

通过Create Section创建截面类型为solid-homogeneous,选择对应材料,完成创建。

1.2.3 截面指派

通过Assign Section将创建好的截面指派给模型。

1.3 有限元系统构建

1.3.1 单元划分

指定全局尺寸0.5划分,进行网格划分。

abaqus ale自适应网格(abaqus自适应网格实例)

图1 网格模型

1.3.2 单元类型

这里需要注意单元只能为低阶单元,且所有被设为自适应网格划分区域内的单元形状需要一样。

1.3.3 装配

在Assembly模块中,通过Create Instance进行装配。

2求解

2.1 求解器的设定

在Step模块中通过Create Step创建1个动力显式分析步,加载时间0.5s,默认自动增量步。

2.2 连接关系的构建

2.2.1 接触创建

创建接触类型Contact,选择切向行为,罚函数定义方式,指定摩擦系数0.1,法向默认;分别指定压头下及压块上为主从面。

2.3 边界条件的设定

2.3.1 位移边界条件

在Load模块中,通过Create Boundary Condition在Initial创建Displacement/Rotation约束,对对称轴及压块模型边界施加如图2位移边界约束。

通过Create Boundary Condition在Step1创建Displacement/Rotation约束,刚体参考点施加位移-8,并创建斜坡加载曲线选择。

abaqus ale自适应网格(abaqus自适应网格实例)

图2 边界条件

切换到Job模块,创建作业,并提交求解。

3后处理

3.1 ALE结果

abaqus ale自适应网格(abaqus自适应网格实例)

图3 ALE结果

3.2 不使用ALE结果

abaqus ale自适应网格(abaqus自适应网格实例)

图4 不使用ALE结果

可以看到接触位置及附近,网格得到了平滑处理保正了较好的质量。而不使用ALE方法的网格则发生了扭曲畸变,这种单元畸变可能会导致计算的终止。

在多数情况下,ALE方法采取了以精度换取对网格的扭曲控制,但是个别情况下分析结果却较之网格严重扭曲时更接近实际情况,因此需要注意。

温馨提示:通过以上关于ABAQUS自适应网格划分(ALE)内容介绍后,相信大家有新的了解,更希望可以对你有所帮助。