SPH粒子的有限元轉(zhuǎn)換 

產(chǎn)品：ABAQUS/Explicit ABAQUS/CAE

參考資料：

連續(xù)介質(zhì)粒子元：

l*聯(lián)系方式

l*初始條件

l*輸出

l*節(jié)控制

l*實(shí)心截面

概述

在對(duì)物體建模時(shí)，您可以利用拉格朗日有限元和SPH方法的內(nèi)在優(yōu)勢(shì)。您可以使用拉格朗日有限元定義模型，并在分析開(kāi)始時(shí)或變形變得顯著后將其轉(zhuǎn)換為SPH粒子。有時(shí)使用拉格朗日有限元更容易創(chuàng)建網(wǎng)格，并且拉格朗日有限元對(duì)于小變形通常更精確。SPH方法非常適合于大變形。

你開(kāi)始像往常一樣定義一個(gè)零件。您可以使用C3D8R、C3D6或C3D4簡(jiǎn)化集成元素或這些元素的組合來(lái)網(wǎng)格化零件。然后指定這些“父”元素在滿(mǎn)足用戶(hù)指定的條件時(shí)轉(zhuǎn)換為內(nèi)部生成的SPH粒子。重力載荷、接觸相互作用、初始條件、質(zhì)量縮放和與父元素或父元素的節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的輸出請(qǐng)求將在轉(zhuǎn)換時(shí)以直觀的方式適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)移到生成的粒子上，如下所述。一個(gè)特殊的配方，以確保兩種建模方法之間的最平滑的過(guò)渡。該技術(shù)可以使用Abaqus/Explicit中的任何可用材料(包括用戶(hù)材料)。

激活轉(zhuǎn)換為SPH粒子功能

兩種轉(zhuǎn)換技術(shù)可用于轉(zhuǎn)換拉格朗日有限元SPH粒子：粒子可以生成每個(gè)父元素，或粒子可以生成基于一個(gè)統(tǒng)一的背景網(wǎng)格。

每父元素生成粒子的轉(zhuǎn)換技術(shù)的目的是要使用時(shí)，在原來(lái)的有限元網(wǎng)格中的變形是顯著的，元素可能會(huì)扭曲。傳統(tǒng)上，在這種情況下，刪除即將被扭曲的拉格朗日元素將是唯一的選擇，讓分析繼續(xù)下去。轉(zhuǎn)換為SPH粒子提供了對(duì)元素刪除方法的改進(jìn)，因?yàn)樯傻牧Ｗ幽軌蛱峁┏接邢拊д嫠降目棺冃文芰ΑＲ虼?，元素刪除不能與元素轉(zhuǎn)換一起使用。

基于均勻背景網(wǎng)格的粒子生成轉(zhuǎn)換技術(shù)的目的是在分析開(kāi)始時(shí)生成均勻分布的SPH粒子。這在SPH功能是首選的建模方法(如建模流體時(shí))和顆粒均勻分布的應(yīng)用中是有用的，因?yàn)樗ǔ?huì)導(dǎo)致改進(jìn)的結(jié)果精度。

默認(rèn)情況下，元素轉(zhuǎn)換為粒子功能不處于活動(dòng)狀態(tài)。

每個(gè)父元素生成粒子

您可以控制每個(gè)父元素生成的粒子數(shù)，并從四個(gè)條件中選擇一個(gè)來(lái)指定何時(shí)觸發(fā)轉(zhuǎn)換。

輸入文件用法：

*分段控制，元素轉(zhuǎn)換=是，SPH轉(zhuǎn)換=每個(gè)元素

Abaqus/CAE用法：網(wǎng)格模塊：網(wǎng)格->元素類(lèi)型：轉(zhuǎn)換為粒子：是

指定要生成的粒子數(shù)

默認(rèn)情況下，每個(gè)父元素生成一個(gè)粒子。您可以通過(guò)指定每個(gè)父元素等參數(shù)方向生成的粒子數(shù)來(lái)控制每個(gè)元素生成的粒子數(shù)。每個(gè)元素生成的粒子總數(shù)取決于要轉(zhuǎn)換的元素類(lèi)型。例如，如果您指定每個(gè)等參方向生成3個(gè)粒子，在轉(zhuǎn)換時(shí)，將從C3D8R元素生成27個(gè)粒子，從C3D6元素生成18個(gè)粒子，而從C3D4元素生成10個(gè)粒子，如圖所示。

1.可以指定每個(gè)方向七個(gè)粒子的極大值。粒子在父元素內(nèi)部均勻分布，以便盡可能均勻地填充體積。例如，如果在用戶(hù)定義的網(wǎng)格中堆疊立方體父元素，則粒子將在整個(gè)部件中均勻間隔。

圖1：每個(gè)父元素內(nèi)部生成的粒子，每個(gè)等參方向有三個(gè)粒子。

您可以控制每個(gè)等參方向生成的粒子數(shù)，如使用截面控制將連續(xù)體元素轉(zhuǎn)換為粒子中所述。

溫馨提示：

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