導(dǎo)讀

ABAQUS中的自適應(yīng)技術(shù)主要分為三種：ALE自適應(yīng)網(wǎng)格劃分、自適應(yīng)網(wǎng)格重劃分、網(wǎng)格-網(wǎng)格映射，本期我們聊聊第二種自適應(yīng)網(wǎng)格重劃分方法，注意與前面講過的ALE方法的區(qū)別，并通過一個簡單案例說明其應(yīng)用效果。

在處理實際問題時，很多人會做網(wǎng)格無關(guān)性驗證而重新手動劃分多次網(wǎng)格評估對結(jié)果的影響，原因是不確定網(wǎng)格需要多細(xì)化才能達(dá)到特定的精度水平，或者網(wǎng)格可以有多粗而不會對求解精度產(chǎn)生不可接受的影響；又或者難以判斷較復(fù)雜模型加密的具體位置和分布。為解決這一問題，ABAQUS自適應(yīng)技術(shù)提供了自適應(yīng)重劃分功能（Adaptive Remeshing），通過設(shè)置相關(guān)參數(shù)讓軟件在關(guān)心位置處調(diào)整網(wǎng)格密度以期獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果

下面以一實例說明操作過程：

1

前處理

1前處理

1.1 幾何模型的構(gòu)建

模型在ABAQUS中直接構(gòu)建，模型空間選擇3D-Deformable，建立一個帶圓孔的尺寸10X10X1的厚板。

圖1?幾何模型

1.2 材料參數(shù)的定義

1.2.1 材料本構(gòu)

在property模塊中創(chuàng)建材料結(jié)構(gòu)鋼材料，輸入彈性相關(guān)材料參數(shù)，彈模2.1E11，泊松比0.3。

1.2.2 截面創(chuàng)建

通過Create Section創(chuàng)建截面類型為solid-homogeneous，選擇對應(yīng)材料，完成創(chuàng)建。

1.2.3 截面指派

通過Assign Section將創(chuàng)建好的截面指派給模型。

1.3 有限元系統(tǒng)構(gòu)建

1.3.1 單元劃分

指定全局尺寸0.5劃分，劃分方法更改為Tet自由劃分，劃分網(wǎng)格。

圖2?初始網(wǎng)格模型

1.3.2?裝配

在Assembly模塊中，通過Create Instance進(jìn)行裝配。注意一定要先裝配否則無法創(chuàng)建自適應(yīng)重劃分區(qū)域。

1.3.3?自適應(yīng)重劃分指定

選擇菜單欄Adaptivity-Remeshing rule-create，選擇整個模型作為重劃分的區(qū)域，確認(rèn)后分別設(shè)置分析步和指示變量、尺寸方法，重劃分約束默認(rèn)即可。

圖3?重劃分設(shè)置

2

2求解

2.1 求解器的設(shè)定

在Step模塊中通過Create Step創(chuàng)建1個靜力通用分析步，默認(rèn)所有。

2.2 連接關(guān)系的構(gòu)建

無

2.3 邊界條件的設(shè)定

2.3.1 位移邊界條件

在Load模塊中，通過Create Boundary Condition在Step1創(chuàng)建Symmetry/Antisymmetry/Encastre約束，對厚板左側(cè)邊施加固定約束。

通過Create Boundary Condition在Step1創(chuàng)建Displacement/Rotation約束，對厚板右側(cè)邊U1方向施加0.1的位移加載。

圖4?邊界條件

切換到Job模塊，創(chuàng)建作業(yè)，并提交求解。

3

后處理

3.1 未重劃分后求解

圖5 原始結(jié)果

3.2 重劃分后求解

可返回mesh模塊采用Manual Adaptive Remesh選擇計算出的odb文件，通過Display Results查看誤差變量結(jié)果，選擇Remesh Model重劃分網(wǎng)格并再次提交作業(yè)求解。

圖6 重劃分后結(jié)果

可以看到整個網(wǎng)格在關(guān)心位置處即圓孔上下及固定約束上下端部應(yīng)力集中處加密。而在其他位置處亦調(diào)整了網(wǎng)格密度，從而既保證了一定精度又控制了網(wǎng)格的數(shù)量。

ALE可平滑單元，解決在大變形情況下單元扭曲而造成的結(jié)果失真或中止計算問題，會損失計算精度；能自行調(diào)整計算過程中網(wǎng)格更新的頻率和掃描次數(shù)；除去剛體單元其余單元基本都可以設(shè)置為自適應(yīng)域；多用于顯式計算和隱式磨損、燒蝕模擬。

自適應(yīng)重劃分則是為了得到更高精度而對網(wǎng)格進(jìn)行調(diào)整，但不能解決單元扭曲問題；并且不能在計算過程中更新網(wǎng)格，需要求解后返回更新網(wǎng)格并再次提交作業(yè)；只適用于平面三角形、四邊形，三維四面體單元；只能用于靜力分析、準(zhǔn)靜力分析、耦合熱-位移分析等部分隱式分析。