大家在用这个软件的时候,随着使用次数增多,算的例子越多,肯定会遇到过有时候网格数量差不多的模型,或者相似模型,求解时间几百上千个小时,而别人的就会几个几十个小时。那么这个问题的原因在哪呢?有以下几个,我会把最重要的、最直接的放在前面!
1.网格。其实有限元软件对于网格要求很高,大家通常会用各种方法来检查网格质量。但是,自我目前总结经验,六面体网格确实优于四面体网格,最重要的是,就算你的四面体网格纵横比网格质量再怎么好,如果数量不多,可能就计算时间长点就无所谓了,可是如果数量多了,基本别想了,算不动,所以第一点,尽量用六面体网格。
第二,有的同学会说我用的六面体,还是时间很长,为什么?因为你的六面体网格有很多不规则的,什么是不规则的呢,通俗来讲就是里面网格形状不规则,有限元软件对网格有个要求特点就是,网格纵横比可以大,但是边与边的角度尽量接近90度,或者长边尺寸一致,,这就要求网格画的必须好,怎么画呢?因为画网格是一件挺麻烦的事,因为有些模型很复杂,很多人觉得ansys中的mesh可以一键生成六面体网格,而且看上去还挺规则的,不要用!不要用!不要用!我试过了,可以计算但是时间很长,因为表面上网格挺好看的,实际内部的网格边长大多都是不一致的,而且里面很多网格的角度扭曲。怎么解决呢,一般来说有限元软件自带的网格划分工具只要一步一步画是没问题的,只不过自带的这种功能确实又慢又难用,我一般就用hypermesh这个软件画网格,有人会说很复杂的模型用这个软件不好画网格,确实,所以大家在简化模型的时候先想明白画网格步骤,想着怎么简化模型好画网格。这是非常重要的一点。
第三,网格尺寸越小,单元数量越多,导致计算量显著增加。例如,若网格从0.05cm细化到0.025cm,单元数量可能呈指数级增长,同时临界时间步长(由最小单元特征长度决定)会减小,迫使时间步长缩短,总计算时间大幅增加。 但细化网格可能在某些情况下(如接触问题)是必要的,例如解决网格穿透问题。

2. 时间步长控制参数。时间步缩放因子(TSSFAC):默认值为0.9,若降低此值(如0.6),时间步长会更保守,虽能减少网格穿透风险,但会增加总计算时间。
临界时间步长。由单元声速和最小特征长度决定。若模型中存在压缩单元未及时失效,导致最小特征长度持续减小,时间步长被迫缩短,计算时间逐增。
3. 接触算法与参数设置。接触罚函数缩放系数(SLSFAC):增大此值可改善接触穿透,但过高的值可能导致网格过早删除,影响结果准确性,同时可能增加迭代次数。
4. 单元失效准则与材料模型。若未设置合理的单元失效准则,压缩或变形的单元无法及时删除,导致时间步长持续减小。例如,在侵彻模拟中,单元过度压缩但未失效,会使计算时间急剧增加。 此外,复杂的材料本构模型(如高应变率下的动态行为)需要更多计算资源。
大家如果遇到我这个问题,一定要先想一想自己的设置对不对,包括接触啊、模型缩放啊、单位什么的。如果还是不行,一定要认真按照第一点来操作,避免走弯路!
大家如果觉得讲的可以,点点关注🌹。
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