Abaqus準靜態分析簡介

2021-02-12 有限元在線

在ABAQUS中，顯式方法是真正的動力學過程。它最初用於模擬高速碰撞問題。它用於求解結構的動力平衡狀態。在求解過程中，慣性力起到決定性的作用。非平衡力以應力波的方式在相鄰單元之間傳播，穩定時間增量一般較小。

顯式動力學方法還可以模擬準靜態問題，比如金屬成型過程，但是需要特殊的考慮：如果以自然時間周期計算，用顯式動力學方法求解準靜態問題是不切實際的。一般需要上百萬的時間增量。

為節省計算時間，可以在模擬過程中人為的增加軋制過程的速度。在增加軋制速度之後，靜平衡問題演化為動平衡問題。慣性力的影響將會增加。

準靜態分析的目標就是：在慣性力的影響較小的前提之下，儘量縮短計算的時間周期。

在準靜態分析中，經常要採用質量縮放來加快計算速度，同時，材料應變率以同樣的速度增加。 如果材料對於應變率是不敏感的，這是不相關的。如果模型中考慮應變率敏感性，將導致錯誤的結果。如果考慮率相關性，一般需要用自然時間周期模擬成型過程。

在準靜態分析中，顯式動力學穩定極限的估算公式為

其中 Le 是最小的特徵單元長度， cd 是材料的膨脹波速。

泊松比為零線彈性材料的膨脹波速為

其中 E 為楊氏模量， r 為材料密度。

可以看出，當質量縮放增大100倍時，穩定極限增大10倍，那麼計算速度也就增加10倍。

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