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[精华汇总] Explicit+稳定时间增量+高频震荡的控制

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发表于 2012-12-31 15:59:16 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 江苏南京

前言  问题的提出:
Alex-dreamer(南理工)
    在动态显示算法Explicit对于高速、大变形、模具成型等方面具有比implicit很好的优越性,但是会带来许多问题,比如下图会发生数值振荡,而常常由于自身知识水平有限,难以发现这个问题,即使发现了也不知道如何解决,因此本文研究这些问题,从引起数值振荡的原因,到抑制数值振荡的方法进行说明。虽然大部分来源于《基于abaqus的有限元分析和应用-庄茁.pdf》这本书里,但是我也花了不少时间来整理,没有功劳可言。仅仅是苦劳。其实我早就发现这个问题,可是没有太注重这个问题,懵懵懂懂,现在才开始研究这个问题。相信一些老师也没有解决这类问题。通过对比,发现改变线性体积粘性阻尼,得到了下方几乎没有数值振荡的结果。




研究内容有:

















































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发表于 2013-4-5 11:30:59 | 显示全部楼层 来自 江苏南京
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hljwc1987 发表于 2013-3-29 08:50
请问版主瑞利阻尼中的质量系数和刚度系数分别是ABAQUS中的阿尔法和贝塔吗? ...

rayleigh阻尼,阻尼矩阵C是质量矩阵M和刚度矩阵K的线性组合:C=αM+βK,α即是阻尼的质量矩阵系数,β即为阻尼的刚度矩阵系数。
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发表于 2012-12-31 16:08:05 | 显示全部楼层 来自 新加坡
  1. 通过对比,发现改变线性体积粘性阻尼,得到了下方几乎没有数值振荡的结果。
复制代码
很关键的一环,不知道lz是否考虑了:
1)体积粘性阻尼的大小如何确定?
2)添加体积粘性阻尼是否对计算结果又显著影响?
3)什么情况下影响很小?
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 楼主| 发表于 2012-12-31 16:43:16 | 显示全部楼层 来自 江苏南京
tianjian 发表于 2012-12-31 16:08
很关键的一环,不知道lz是否考虑了:
1)体积粘性阻尼的大小如何确定?
2)添加体积粘性阻尼是否对计算结果 ...

看来你也是研究过这个问题的,直接问中要害。
带着你的问题我查了一下手册,abaqus/explicit提供了一次体积粘性阻尼是(default = 0.06), 二次是1.2.手册中没有找到对这两个参数如何选取或者相关公式之类的,因此很遗憾。如果你知道相关公式的话,可否赐教?我的经验值,一次阻尼系数在0.06~0.6之间,至于多少看你的问题,如果0.1就可以满足没有高频震荡,那么就选取这个参数。对于二次系数,我没有详细的对比,这里也不敢妄自给一个范围。
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发表于 2013-1-5 11:19:24 | 显示全部楼层 来自 法国
huihappy 发表于 2012-12-31 16:43
看来你也是研究过这个问题的,直接问中要害。
带着你的问题我查了一下手册,abaqus/explicit提供了一次体 ...

感觉一般不大修改这个默认参数的。
ABAQUS的动态响应阻尼有好几种,比如瑞利阻尼(如果是高频需要抑制的话注意一下贝塔参数),模态阻尼(基于模态的话),结构阻尼。在实际工作中,大家都会根据公司的情况取一个比较固定的数值---这样的话大家不容易犯错而且保持每次一致。
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 楼主| 发表于 2013-1-5 11:41:46 | 显示全部楼层 来自 江苏南京
iambadman 发表于 2013-1-5 11:19
感觉一般不大修改这个默认参数的。
ABAQUS的动态响应阻尼有好几种,比如瑞利阻尼(如果是高频需要抑制的 ...

谢谢斑竹点评,开来版主已经是工作人士了!呵呵。
其实你说的瑞利阻尼是可以根据模型所关心的高频和低频数据计算得到,我研究的体积粘性阻尼,是综合了单元应力波速、载荷施加时间和单元划分大小来决定该参数,这样可以改善高频振荡,通常不修改是因为结果满意不存在高频振荡。对于切削、冲击等问题,高频振荡是经常见到的。所以我就研究了这个问题。呵呵!
谢谢讨论!
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发表于 2013-1-5 11:51:49 | 显示全部楼层 来自 法国
嗯,阻尼研究起来是个很复杂的东东
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发表于 2013-1-5 15:18:11 | 显示全部楼层 来自 吉林长春
受益匪浅,晚上回家继续学习!还望楼主多多赐教!
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发表于 2013-1-7 15:55:56 | 显示全部楼层 来自 广东深圳
一直在头疼体积粘性阻尼,因单位对外接单的范围很广,遇到的材料种类繁多,一旦涉及到阻尼,头就大两圈
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发表于 2013-1-20 10:08:39 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
做的不错,一匹黑马啊!
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 楼主| 发表于 2013-1-20 10:09:17 | 显示全部楼层 来自 江苏南京
本帖最后由 huihappy 于 2013-1-20 10:09 编辑
mafuyin 发表于 2013-1-20 10:08
做的不错,一匹黑马啊!


版主过奖!
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发表于 2013-3-21 16:00:52 | 显示全部楼层 来自 吉林长春
版主我想问下线性体积粘性参数和二次体积粘性系数,对分析到底有什么影响,你的帖子写的很好,不过我很笨,看了好久没看懂呢!谢谢!
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 楼主| 发表于 2013-3-21 16:08:36 | 显示全部楼层 来自 江苏南京
zzlok 发表于 2013-3-21 16:00
版主我想问下线性体积粘性参数和二次体积粘性系数,对分析到底有什么影响,你的帖子写的很好,不过我很笨, ...

可能是我没有表达清楚,就是说有时候我们得到的结果具有高频振动,那么这个振动曲线可以通过刚度阻尼和质量阻尼来改善,但是对于explicit求解来说加上刚度阻尼以后时间很大大增加,那么我摸索得到体积阻尼也是改善曲线高频振动的一种思路,其实这个是计算阻尼。建议慎用!除非你对结果准确性具有很好的判断依据。
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发表于 2013-3-21 16:13:46 | 显示全部楼层 来自 吉林长春
一直都没弄懂,太难了!
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发表于 2013-3-21 16:22:16 | 显示全部楼层 来自 吉林长春
huihappy 发表于 2013-3-21 16:08
可能是我没有表达清楚,就是说有时候我们得到的结果具有高频振动,那么这个振动曲线可以通过刚度阻尼和质 ...

哦,版主,那我计算的时候还是采用默认值吧。以防出错。但我看例子把二次体积粘性系数设置成0了!分析的时候修改参数的时候多吗?
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 楼主| 发表于 2013-3-21 16:25:33 | 显示全部楼层 来自 江苏南京
zzlok 发表于 2013-3-21 16:22
哦,版主,那我计算的时候还是采用默认值吧。以防出错。但我看例子把二次体积粘性系数设置成0了!分析的 ...

我不知道搞工程的人是不是会修改。具体有一个公式,二次体积阻尼系数占的比例很小。
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发表于 2013-3-21 16:35:15 | 显示全部楼层 来自 吉林长春
huihappy 发表于 2013-3-21 16:25
我不知道搞工程的人是不是会修改。具体有一个公式,二次体积阻尼系数占的比例很小。 ...

哦,谢谢版主。下班了,我回家在琢磨下!
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发表于 2013-3-29 08:50:12 | 显示全部楼层 来自 黑龙江哈尔滨
请问版主瑞利阻尼中的质量系数和刚度系数分别是ABAQUS中的阿尔法和贝塔吗?
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发表于 2013-4-5 16:58:18 | 显示全部楼层 来自 河南焦作
谢谢斑竹,确实是好东西,学习学习
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发表于 2013-4-6 08:32:49 | 显示全部楼层 来自 黑龙江哈尔滨
xiaonuo1936 发表于 2013-4-5 11:30
rayleigh阻尼,阻尼矩阵C是质量矩阵M和刚度矩阵K的线性组合:C=αM+βK,α即是阻尼的质量矩阵系数,β即 ...

看到了,O(∩_∩)O谢谢
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