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原创精选 | 显示动力学(侵彻)仿真建议
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2023.05.06 辽宁

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作者:gunsss

编辑:技术邻

本篇由作者gunsss原创发布于技术邻平台

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▌ 作者前言

本人并非力学科班出身。以下仅为自己实际使用的一些感悟。欢迎交流。

▌ 仿真概述

1. 不论什么软件,熟练操作是必须且必要的

2. 必要的理论基础1软件中每个选项都有相应的理论跟随的,初学可以跟着点,不必在意,但想要学精学好,需要慢慢通过各种途径(书、官方帮助)积累,应做到点一个选项都清楚它的意义。

3. 必要的理论基础2:对于侵彻类仿真,通常涉及材料的大变形或损伤失效等。故必须全面系统了解所使用的本构模型中的参数含义(参数物理意义、有无量纲等)。掌握本构模型时不要急于求成,需要反复理解,并辅以理论学习(弹性力学、塑性力学),遇到难以理解的参数时,找提出模型的原始文献,反复仔细阅读,就会慢慢理解。理解本构模型,弹性力学是最最最基础的内容,多学一定有所进益,个人认为弹性力学通了,塑性力学也并不难。

4. 仿真侵彻过程本身并不复杂,甚至可以说很简单(边界及约束通常设置简单)。仿真的真正难点在于不同材料高应变率下,合适材料本构模型的选取

5. 除了仿真过程本身,画一个高质量且大小合适的网格至关重要。当然你拥有一台算力逆天的计算机除外。

6. 不要害怕报错,找问题才是关键,每次报错解决后都是进步。一个仿真过程,所有错你都报过,并都能解决,你就是大佬!!!!!!

7. 最后,理论(力学、数学)是仿真的基础。仿真技术进步很快,想要一直从事相应工作,需要做好持续学习的准备。

▌ 下面浅谈两种不同软件使用过程中的个人感受

▼  LS-DYNA/ls-prepost

1. dyna相对上手较慢,资料相对较少,多看别人的k文件及官方帮助文档,反复理解,一旦上手,难度极具下降,工程性极强。且k文件版本间区分不大,只要拿到k文件就基本拿到了全部信息,较容易对别人模型进行复现

2. dyna另一个优势是拥有丰富的材料模型,能完全满足日常使用

3. dyna不同版本求解器间会有差别,需要对某些关键字进行修改。个人感觉dyna求解某些复杂问题时没有abaqus求解器稳定,会出现直接退出求解的情况(当然也是个人水平有限,欢迎大佬交流)

4. dyna侵彻仿真中,除至关重要的本构模型外,设置合适的接触(contact)及控制(control)选项尤为重要!!!!

▼  abaqus

1. 有达索软件祖传的模型树,上手容易,网上相关资料极多,上限很高,接口丰富,但CAE界面功能有限,需要修改inp文件、写脚本、二次开发实现高级操作。会有越学越难的感觉,但同时会极大提升自己的理论水平。

2. CAE界面建议中英文结合使用,汉化后虽然可降低软件的学习难度,但有些汉化后的力学专业性词汇极具迷惑性,并不是汉语字面意思,看原始英文能更好的理解。

3. 对于侵彻问题,abaqus远没有dyna那么多样的本构模型可供选择,本构上会比较受限,但如果理论能力强,可写各类子程序,理论上可以实现任何本构模型。但个人使用过程中发现,编写子程序有时计算效率较低。

4. Abaqus帮助文档是一个宝库,有软件最详细的介绍和官方案例,一些视频教学中的新方法也都是通过帮助文档学习的。

官方帮助网址(注册账号使用)

https://help.3ds.com/2021/english/dssimulia_established/SIMULIA_Established_FrontmatterMap/sim-r-DSDocAbaqus.htm?contextscope=all&id=b15ba98a76ce4305b417ecdd54e5394d

abaqus官方社区(与官方帮助文档同一账号登录使用,有一些案例)

https://r1132100503382-eu1-3dswym.3dexperience.3ds.com/#community:39/wiki:kMyiVKPMQw639V2kleOkNg

5. 需大致了解abaqus计算时生成的各种文件的作用。如Inp文件为计算文件、cae文件为模型文件、jnl为模型信息存储文件等。下载别人的文件很多时候不能将全部信息导入cae界面,这是因为由cae界面生成inp文件后对关键字进行了修改。所以即使拿到别人的inp文件,如改了关键字,不能导入cae界面也难以对其复现。

6. Abaqus报错后一般有明确的指示,根据提示一般可解决。如遇奇怪提示不明,不能解决的问题,(通常不同inp导来导去可能出现)可舱室通过重新建模解决。

7. Abaqus的第一大坑,分析步中需根据仿真过程及本构模型选择合适的结果输出间隔、场变输出量,如选择不当将会影响结果。(初学可能不理解,一般视频教程也不会提到,需要慢慢体会)。第二大坑,一个inp文件不要反复提交计算,前面计算的残留的结果文件将会影响新的计算结果。所以,计算中止的文件,不要再原inp上修改再提交,复制、改文件名、修改再提交计算。

▌  补 充

1. 理论水平。想做好仿真,再强调提高理论水平也不为过。软件仅仅是计算器,重要的还是你能给它输入合适的可以求解的算式。

2. 以小见大之小模型验证。所有问题均适用,当问题较为复杂,网格较多时,需要验证新方法或探究本构模型参数时,尽量采用小模型(过程相似,网格较少的模型)计算验证。不但能验证想验证的问题,更提高了效率,节约了时间。小模型摸底验证后,再计算大模型,将提高调校大模型的效率。

3. 总体把握。对于一个仿真的实际力学过程必须非常清楚,涉及模型的简化建模、本构模型选取、边界条件、网格属性设置等等诸多问题。

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