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ABAQUS软件分析指南194:何时使用或不使用质量缩放

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2024-02-19 | 1051 次浏览 | 分享到:

何时使用或不使用质量缩放

本节讨论当质量定标用于或不用于单元质量定标和接触质量定标时

元素质量缩放

l以下实体不受元素质量缩放的影响

l热应力全耦合分析中的热解响应

l重力载荷、粘性压力载荷

l绝热热计算

l材料状态方程

l流体和流体连接元件

l基于表面的流体腔

l弹簧和减震器元件

 

与此列表中任何相关项目关联的密度将保持未缩放。质量、转动惯量、无限和刚性元素可以缩放。但是,由于没有一个元素具有相关的稳定时间增量,因此只能使用用户指定的比例因子或均匀应用的逐个元素的稳定时间增量来缩放它们。如果指定了逐元素的稳定时间增量,则在元素质量缩放定义中必须至少包含一个具有稳定时间增量的元素。壳单元、梁单元和管单元的转动惯量是以质量为尺度的。

无限元素的质量可以缩放,然而,无限元素将不会作为安静的边界,除非每个相邻的变形元素的密度由相同的因子缩放。如果两个元素都包含在相同的固定或可变元素质量缩放定义中,则它们的质量将按相同的因子进行缩放。

 

接触质量缩放

以下实体不受接触质量缩放的影响

l耦合欧拉一拉格朗日分析法(CEL)

l粒子方法(SPH、DEM和LKM)

l非默认跟踪算法,用于解决某些类型的分析,例如折叠安全气囊的膨胀(激活Node-to-Face contact的非默认跟踪算法)

 

批量轧制分析的自动质量标度法

散装金属轧制通常被认为是一个准静态的过程,但该过程往往是与Abaqus软件/Explicit建模,因为它能够很好地处理接触问题。为了使用Abaqus软件/Explicit实现经济的解决方案,通常可以人为地增加产品的质量。然而,必须选择质量比例因子,使得质量的变化和相应的惯性力的变化不改变的解决方案显着。选择过高的比例因子将不会产生准静态结果。选择太低的缩放因子,虽然是保守的,但会导致长时间的运行。滚动可变质量缩放可以用来使该过程的最佳缩放因子的选择自动化。

 

自动策略是基于缩放所有元素具有相等的元素稳定的时间增量的半自动方法。通过从轧制过程的几个参数中确定目标稳定时间增量的适当值,使该方法自动化。用于目标稳定时间增量At的值基于轧制方向上的平均单元长度Le、进给速度V和产品横截面中的节点数,n.进给速度定义为稳态条件下产品沿轧制方向的平均速度。At的值在分析过程中进行调整,以考虑进料速率的实际值。您必须指定平均速度的估计值,在轧能够方向上的平均单元长度,以及产品横截面中的节点数。

 

任何元素的质量都不会降到原来的质量以下。这不同于按比例缩放所有元素以获得相等的元素稳定时间增量的方法。施加这一一限制意味着,具有显著惯性效应的滚动问题在分析为准静态时不会自动调整其质量。

 

要取得好的效果,建议

l通过挤出产品的二维横截面来对产品进行网格化;轧制方向上的平均元件长度沿着产品的长度没有显著变化;

l产品在轧制方向上具有大约等于稳态进给率的初始速度;

l在横截面中的元件尺寸等于或小于在滚动方向上的尺寸;和

l在用滚动自动可变质量缩放进行缩放的元件上不使用其他质量缩放。

 

输入文件用法

*可变质量缩放,ELSET=elsetl,频率=n

类型=轧制,进给速度=V,挤出长度=勒,截面节点=n

Abaqus软件/CAE用法步骤模块创建步骤常规、动态、显式或动态、临时分配、显式成批缩放使用以下缩放定义创建自动成批缩放,进给率V,挤出元素长度Le,横截面中的节点n

 

输出

您可以请求以下输出变量以支持元素质量缩放的贡献

输出变量EMSF提供元素质量比例因子。您可以使用Abaqus软件/CAE获得EMSF的等高线和历史图。

输出变量EDT提供元件稳定的时间增量。元素的稳定时间增量包含了质量标度效应。您可以使用Abaqus软件/CAE获得EDT的历史图。

 

质量缩放

您可以请求以下输出变量以支持接触质量缩放的贡献

l输出变量CNMSF提供节点接触质量比例因子。

l输出变量CDMASS提供了由于接触质量导致的模型质量的总百分比变化缩放比例。

l您可以请求以下输出变量以支持元素和接触质量缩放的贡献

l输出变量DMASS提供了由于接触和单元质量缩放而导致的模型质量的总百分比变化,并可用于Abaqus软件/CAE中的历史绘图。输出变量DMASS在元素集的基础上不可用。

l输出变量NDTTOTAL在元件和接触质量缩放的影响下提供了接触表面上的稳定时间增量。

 

温馨提示:

此文档为达索官方英文文档翻译,尽管我们已经尽力确保准确性,但在翻译过程中可能会有一些错误或细微差别。如果想要了解官方原版,可联系客服进行索取。

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