Abaqus中的质量缩放(Mass Scaling)功能及其设置指南

1,作用

用于Dynamic Explicit问题,可以提高计算效率。原理是调整部分元素的密度,由此放大时间增量。如图公式:

Abaqus Mass Scaling(质量缩放)的用途及设置方法的图2

Abaqus Mass Scaling(质量缩放)的用途及设置方法的图3

2,设置步骤

1)先不用质量缩放,看时间增量是多少,做到心中有数;

2)Step模块-Edit Step-Create-输入参数,如图:

Abaqus Mass Scaling(质量缩放)的用途及设置方法的图4

Abaqus Mass Scaling(质量缩放)的用途及设置方法的图5

Abaqus Mass Scaling(质量缩放)的用途及设置方法的图6Abaqus Mass Scaling(质量缩放)的用途及设置方法的图7



3,各选项的含义


1)Object参数含义:

Semi-Automatic Mass Scaling:预设质量缩放;

Automatic Mass Scaling:自动质量缩放;

Reinitialize Mass:还原前一分析步放大的质量;

Disable Mass Scaling Through Step:停止前一个分析步设定的质量放大,否则將沿用前一个分析步的质量放大。


2)Application参数含义:

Region:质量缩放的区域,默认是整个模型,可以设置成自定义的集合区域;

Scale:质量缩放系数。At beginning of step在分析前设置scale,分析过中不再调整;Through step会在分析过程中调整。


3)Type参数含义:

Scale by factor:按照固定比例进行质量缩放;

Scale to target increment:目标时间增量。如果原本的时间增量小于设定的目标时间增量,系统强行通过质量缩放调整到目标时间增量;

Scale element mass:

Uniformly to satisfy target:等比例调整所有单元的时间增量,让最小值等于目标时间增量;

If below minimum target:仅对时间增量小于目标时间增量的单元进行质量缩放;

Nonuniformly to equal target:直接将所有单元调整到目标时间增量。


4)Frequency参数含义:

Every n increment:每n个增量步调整一次,默认为1;

At n equal intervals:将整个分析均分为n个阶段,每个阶段调整一次。



4,设置后的检查

应该检查以下两个指标,都可以在.sta文件中查到:

动力学问题:质量增加比例(Percentage change in mass),不能超过5%;

准静态分析:动能/内能比例,不能超过5%。


备注

1)准静态分析加载边界条件时要用smooth step;

2)动力学问题在检查初始质量增加比例时,应该将模型中的刚体移除。而准静态分析在检查动能/内能比例时,可以在history output新增刚体动能输出,后处理同样将刚体动能去除。


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