显式分析中采用质量放大与直接改变材料的密度有什么区别？

fimltl

最近做了一个显式的分析，密度单位设置错了，由此想到了这个问题：显式分析中采用质量放大与直接改变材料的密度有什么区别？
还望高手给与解答，多谢！

hutuluohan

关于5-10%的问题，个人认为也不能强求。
我记得doc中关于 thick plate rolling 例子中，动能与内能的比值也是远大于10%的，但是并没有对结果造成明显的影响。

动力学中的拉格朗日方程，并没有动能T的绝对量，都是导数量。因此我认为T本身是没有意义的，T的变化量才是有意义的。因此，5%-10%所示的确切含义是，动能变化率/势能变化率，也就是动能不能变化太快。

hutuluohan

如果没有热力耦合，质量放大和密度放大是基本没有区别的。
但是，有热力耦合，单独的密度放大将影响到温度场计算结果

zsq-w

一般典型的动态分析（准静态分析除外），需要考虑惯性效应。改变了密度就直接改变了物体的惯性属性。

即使是准静态分析，也要保证动能远小于应变能（5-10%以内）。

fimltl

帖子不小心发重了，版主帮忙给删一个吧，不好意思了

灰尘的影

以前看过人家的帖子说这两个因素对分析时间影响很大，那个密度对分析的稳定性也应该有印象

fimltl

3# 灰尘的影
是的，显式分析的稳定步长就受到密度的影响，我想知道的是通过质量放大去改变材料质量和直接改变材料的密度对结果有什么影响？

freemodel

楼主可以 试一下  看看结果有什么不一样啊

JingheSu

6# freemodel
楼主那是悲剧的一笔呀

游子u

费康在《ABA在岩土工程中的应用》一书中提到，放大质量可以增加稳定增量步长的大小，减小计算时间，是对于准静态分析，改变质量带来的影响较小的，但前提是要保证惯性力对解答的影响较小，否则是不使用的

fimltl

正在尝试中，只不过我的模型比较大，做完后我会把差异说一下 6# freemodel

fimltl

4# zsq-w
其实我问这个问题的目的是想知道质量放大在改变质量的同时有没有做其他的处理。
另外，我不是十分认同版主的这个5%-10%，质量放大的使用前提是放大后的质量不会对结果产生较大的差异，用在对质量不是那么敏感的分析中，而与动能和应变能的比值没有直接的关系。准静态分析中5%-10%的这个比值是为了让最终结果尽可能的趋近于一个静态的状态。

zsq-w

4# zsq-w  
其实我问这个问题的目的是想知道质量放大在改变质量的同时有没有做其他的处理。
另外，我不是十分认同版主的这个5%-10%，质量放大的使用前提是放大后的质量不会对结果产生较大的差异，用在对质量不是那 ...
fimltl 发表于 2011-3-30 12:52

我说的是动能远小于应变能，5-10%只是一般规则，manual里面也采用这个范围。重点是动能远小于应变能不是5-10%

In a quasi-static analysis the value of the kinetic energy (ALLKE) should not exceed a small fraction of the value of the strain energy (ALLIE).-----From
http://abaqus.civil.uwa.edu.au:2080/v6.10/books/usb/default.htm?startat=pt03ch06s03at08.html

shawn2008

1# fimltl

我也有这样的问题，显式分析中，质量缩放是不是就是密度乘以了一个系数？ 一般来说这个系数不会太大，否则会对问题的性质产生影响。但你的单位错了，无论如何影响都不会太小了。重新算吧！

JingheSu

1# fimltl

让我在你的帖子下水一把，
来自doc，
Reducing the computational cost by using mass scaling
Artificially increasing the material density, , by a factor reduces n to , just like decreasing T to . This concept, called “mass scaling,” reduces the ratio of the event time to the time for wave propagation across an element while leaving the event time fixed, which allows rate-dependent behavior to be included in the analysis. Mass scaling has exactly the same effect on inertia forces as speeding up the time of simulation.
Mass scaling is attractive because it can be used in rate-dependent problems, but it must be used with care to ensure that the inertia forces do not dominate and change the solution. Either fixed or variable mass scaling can be invoked (see “Mass scaling,” Section 11.7.1).
Mass scaling can also be accomplished by altering the density; however, the fixed and variable mass scaling capabilities provide more versatile methods of scaling the mass of the entire model or specific element sets in the model.

估计我们用的全模型质量放大的结果与直接把质量写大点的结果是没有区别的

JingheSu

11# zsq-w
其实doc上强调的应该是准静态分析时动能不能占主导，所以动能小于应变能并控制在一定范围就是必须的了，至于具体多少，这就是仁者见仁的事了。

而对于动态问题（非准静态）质量放大都是没办法的办法，说要求动能要比应变能小也是无意义的，因为有的动态问题动能肯定是占主导的或者相当大的一部份。楼主应该说得是这种问题中用动能和应变能比例来评判是没有意义的，更不用说具体数值范围。

fimltl

4# zsq-w 可能是我理解错版主的意思了，在准静态分析中确实要满足5%-10%，但一些瞬态过程可能就不需要满足这个要求了

fimltl

其实我也是你十四楼这个意思，又加了点别的意思，看来我的语文要好好补习一下了，表达不清楚 14# JingheSu

fimltl

13# JingheSu 多谢苏哥的解释。

fimltl

按照你楼下的解释，看来两者的效果是一样的，我是在毫米单位下的，密度用了10E-6，应该是10E-9,差了个1000倍。看来得重新搞了 12# shawn2008

JingheSu

17# fimltl

难得有在池总的帖子下面水一把的机会，我是不会放过的，哈哈