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01 Setting up the model 建立模型 這是接上篇文章 對于會ANSYS經(jīng)典界面的來說，更容易知道自己所需單元，因為當賦予材料之后，需要手動選取合適的單元，比如Beam188？189？Link180？Soild185？Soild65？等等，這樣一來，就會讓人產(chǎn)生對單元類型的思考，但是目前使用Workbench的人居多，雖然軟件越來越傻瓜，但是我們需要有自行判斷的能力 選擇合適的單元類型 1）作分析，首先要明確單元類型，在不了解情況下，不要隨意的去按照軟件的默認設(shè)置，了解單元階次與積分點、節(jié)點的概念，多了解一下哪些分析適合哪些單元類型，以及如剪切自鎖、體積自鎖、沙漏這樣的Error是怎么產(chǎn)生的 2）對于線彈性問題，盡量采用高階單元，可以提高精度，也可使用縮減積分設(shè)置來減少計算量 3）對于彎曲的問題，不要采用全積分的一階單元，因為這樣的單元容易過度剛化而導(dǎo)致不收斂，高階低階都是基于單元自身的形函數(shù)的，因此讀者可以嘗試了解形函數(shù)的概念 4）如果使用了低階單元（一階）與縮減積分的設(shè)置，就需要檢查一下是否發(fā)生了沙漏現(xiàn)象，因為這種現(xiàn)象只發(fā)生在單元內(nèi)部，單元太柔，只存在一個積分點，此時單元沒有任何的剛度，無法抵抗變形 解決方法有使用高階單元、加密網(wǎng)格和加入人工阻尼可以避免，但是人工阻尼可能會消耗系統(tǒng)能量，導(dǎo)致能量不穩(wěn)定，因此需要檢查阻尼消耗的能量和總能量相比是否遠遠小于，否則結(jié)果不可信 5）對于接觸問題，一階單元可以提高收斂性，一階單元沒有二階單元精度高，因此需要加密接觸部位的網(wǎng)格 6）如果出現(xiàn)網(wǎng)格高度損壞，建議使用低階單元 7）盡量優(yōu)先選擇六面體，因為三角形或者四面體網(wǎng)格，它們存在尖角，剛度太大，尤其對于彎曲的問題，但是對于復(fù)雜模型來說，可接受三角形及四面體，雖然說六面體網(wǎng)格具有很好的收斂性，但是需要權(quán)衡劃分六面體網(wǎng)格所需要的成本 8）如果材料類型為不可壓縮或者幾乎不可壓縮，那么需要使用混合單元（UP雜交），來避免體積自鎖，這對于塑性變形也很有用，因為塑性變形也是體積守恒 9）盡量不要采用既有低階又有高階的混合單元，因為容易在交界面形成Gap或者混疊，對結(jié)果精度存在影響。如果必須采用的話，需要在界面上施加約束將它們綁定起來，防止Gap與混疊的存在 10）原則上是允許使用同階次的縮減積分與全積分的混合，因為剛度不同，可能會導(dǎo)致虛位移或者應(yīng)力不連續(xù) 生成有限元模型 定義接觸 總結(jié) Cae不是一門簡單的學(xué)科，它包含了力學(xué)、數(shù)學(xué)、有限元理論的經(jīng)典 得到云圖的那一刻不是意味仿真結(jié)束，而是開始 未完待續(xù)  參考文獻  [1] How to Get Meaningful and Correct Results from Your Finite Element Model [2]《有限元仿真實踐》 |
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