有限元分析设置与初始条件

1.分析设置

进入Mechanical后，单击【Analysis Setting】出现如图10-2所示的详细分析设置栏。

（1）分析设置参考【Analysis Setting Preference】 设置类型【Type】，包含程序控制【Program Controlled】（具有较好的鲁棒性）、低速度【Low Velocity】（速度或位移＜100m/s）、高速度【High Velocity】（速度或位移＞100m/s）、效率【Efficiency】（在小运行时间下，具有好的鲁棒性和精度）、准静态【Quasi Static】（推荐方法）。

（2）步长控制【Step Controls】 用于非线性分析时控制时间步长。时间步长不仅控制着动力学响应的准确性，而且还控制着非线性系统的准确性和收敛性。时间步长的设置一般要足够小，这样才能更准确地描述随时间变化的载荷。

①获取循环【Resume From Cycle】，默认值为0。

②最大循环次数【Maximum Number of Cycle】，默认值为1×10⁷。

③求解时间【End Time】，设置求解时间，此选项是必须设置选项。

④最大能量误差【Maximum Energy Error】，默认值为0.1。

⑤参考能量周期【Reference Energy Cycle】，默认为0。

⑥初始时间步【Initial Time Step】，默认为程序控制。

⑦最小时间步【Minimum Time Step】，默认为程序控制。

⑧最大时间步【Maximum Time Step】，默认为程序控制。

⑨时间步安全系数【Time Step safety Factor】，默认为0.9。

⑩特征尺度【Characteristic Dimension】，默认为对角线。可以选择反面和最近的面。

(11)自动计算重量【Automatic Mass Scaling】，默认为不计算。

（3）求解控制【Solver Controls】 用于控制求解类型。

①求解单位【Solve Units】，默认为毫米、毫克、毫秒。

②梁求解类型【Beam Solution Type】，默认为弯曲，也可选为捆绑。

③梁的时间步安全系数【Beam Time Step Safety Factor】，默认为0.5。

④十六进制体积分类型【Hex Integration Type】，默认为精确，也可为1PT高斯。

⑤壳体子层【Shell Sublayers】，默认为3层。

⑥壳体剪切修正系数【Shell Shear Correction Factor】，默认为0.8333。

⑦壳BWC弯曲修正【shell BWC Warp Correction】，默认为是。

⑧更新壳层方式【shell Thickness Update】，默认为节点方式，也可选择单元方式。

⑨Tet积分【Tet Integration】，默认为平均节点压力，也可为固定压力，节点应变。

⑩更新壳惯性【Shell Inertia Update】，默认为重计算。

(11)更新密度【Density Update】，默认为程序控制。

(12)最小速度【Minimum Velocity】，默认值为1×10^-6 m/s。

(13)最大速度【Maximum Velocity】，默认值为1×10^-10 m/s。

(14)最小半径【Radius Cutoff】，默认值为1×10^-3。

(15)最小应变率【Minimum Strain Rate Cutoff】，1×10^-10。

（4）欧拉域的控制【Euler Domain Controls】 用于控制欧拉域的设置。

①定义域大小【Domain Size Definition】，默认为程序控制，或手动设置。

②显示欧拉域【Display Euler Domain】，默认为显示。

③欧拉域【Scope】，默认为所有体，也可只对欧拉体进行定义。

④X方向标度因子【X Scale Factor】，默认为1.2。

⑤Y方向标度因子【Y Scale Factor】，默认为1.2。(www.xing528.com)

⑥Z方向标度因子【Z Scale Factor】，默认为1.2。

⑦欧拉域求解定义【Domain Resolution Defini-tion】，默认为整体求解，也可定义为单元的尺寸，和在单元方向上的求解，如图10-3所示。

⑧总单元数【Total Cells】，默认为2.5×10⁵。

图10-3 欧拉域求解定义

⑨X面下【Lower X Face】，默认为流出，也可选择阻抗或刚性。

⑩Y面下【Lower Y Face】，默认为流出，也可选择阻抗或刚性。

(11)Z面下【Lower Z Face】，默认为流出，也可选择阻抗或刚性。

(12)X面上【Upper X Face】，默认为流出，也可选择阻抗或刚性。

(13)Y面上【Upper Y Face】，默认为流出，也可选择阻抗或刚性。

(14)Z面上【Upper Z Face】，默认为流出，也可选择阻抗或刚性。

(15)欧拉跟踪方式【Euler Tracking】，默认为用体跟踪。

（5）阻尼控制【Damping Controls】 用于设置阻尼，可以直接输入改变。

①线性黏度【Linear Artificial Viscosity】，默认值为0.2。

②二次黏度【Quadratic Artificial Viscosity】，默认值为1，可以为其他值。

③线性黏度扩展【Linear Viscosity in Expansion】，默认为不扩展。

④沙漏阻尼【Hourglass Damping】，默认为标准的AUTODYN。

⑤黏滞系数【Viscous Coefficient】，默认值为0.1。

⑥静态阻尼【Static Damping】，默认值为0，可以改变为其他值。

（6）侵蚀控制【Erosion Controls】 用于控制。

①设置几何极限应变【On Geometric Strain Limit】，默认为是。

②几何应变极限值【Geometric Strain Limit】，默认为1.5。

③设置材料失效【On Material Failure】，默认为不设置。

④设置最小单元时间步【On Minimum Element Time Step】，默认为不设置。

⑤保持侵蚀材料的惯性【Retain Inertia of Eroded Material】，默认为是。

（7）输出控制【Output Controls】 用于处理所需要时间点的输出值，对于非线性分析中的中间载荷的结果很重要。并非所有结果都是我们感兴趣的，此选项可以严格控制确定点的输出结果。

①保存结果的方式【Save Results On】，默认以等间隔时间点方式，也可以周期和时间的方式来保存结果文件。

②结果等间隔点数【Result Number of Points】，默认以20个点为间隔。

③保存开始文件的方式【Save Restart Files On】，默认以等间隔时间点方式，也可以周期和时间点的方式保存开始文件。

④重开等间隔点数【Restart Number of Points】，默认以5个点为间隔。

⑤保存跟踪结果数据的方式【Save Result Tracker Data on】，默认周期方式，也可以时间方式输出。

⑥追踪周期数【Tracker Cycles】，默认为1个周期。

⑦输出接触力【Output Contact Forces】，默认为不输出，也可以周期、时间、等空间点的方式输出。

（8）分析数据管理【Analysis Data Management】 具体参看第4章4.2.7（8）。

2.条件初始化

在显式动力学分析中，可以对单体零件或多体零件定义速度或角速度。默认的情况下，所有的体都认为是静止的，没有外部约束和载荷的作用。因此，至少有一个初始条件，分析才能被执行。