顯式非線性動態(tài)分析

本章將重點介紹使用ABAQUS進行顯示分析的步驟和方法，使讀者熟練掌握應(yīng)用ABAQUS進行顯示分析的解題過程。

顯式動態(tài)程序?qū)τ谇蠼飧鞣N類型的非線性固體和結(jié)構(gòu)力學(xué)問題是一 種 非 常 實 用 有 效 的 工 具 ， 這 是 對 隱 式 求 解 器 （ 如ABAQUS/Standard）的一個補充。從用戶的角度來看，顯式與隱式方法的區(qū)別在于，顯式方法需要很小的時間增量步，它僅取決于模型的最高固有頻率，而與載荷的類型和持續(xù)的時間無關(guān)；而隱式方法對時間增量步的大小沒有內(nèi)在的限制，增量的大小通常依賴于精度和收斂情況。

ü了解顯式分析的基礎(chǔ)理論

ü熟悉鋼球與鋼板撞擊過程的分析

任務(wù)驅(qū)動&項目案例

在 研 究 探 討 顯 式 動 態(tài) 程 序 怎 樣 工 作 之 前 ， 需 要 了 解ABAQUS/Explicit適合于求解哪類問題。

1．高速動力學(xué)事件

最初發(fā)展顯式動力學(xué)方法的目的是分析那些用隱式方法分析可能極其費時的高速動力學(xué)事件。作為這種類型模擬的例子，本章分析了一塊鋼板在瞬態(tài)沖擊載荷下的響應(yīng)。因為短時間迅速施加的巨大載荷，結(jié)構(gòu)的響應(yīng)在這段時間內(nèi)變化得非?？?。對于捕獲動力響應(yīng)，精確地跟蹤板內(nèi)的應(yīng)力波是非常重要的。因為應(yīng)力波與系統(tǒng)的最高階頻率相互關(guān)聯(lián)，所以為了得到精確解答需要許多足夠小的時間增量。

2．復(fù)雜的接觸問題

相對于應(yīng)用隱式方法建立接觸條件的公式，應(yīng)用顯式動力學(xué)方法要容易得多。ABAQUS/Explicit能夠比較容易地解決多個獨立物體相互作用的復(fù)雜接觸問題，特別適合應(yīng)用于分析受沖擊載荷并隨后在結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生復(fù)雜相互接觸作用的結(jié)構(gòu)的瞬間動態(tài)響應(yīng)問題。

3．復(fù)雜的后屈曲問題

ABAQUS/Explicit能夠比較容易地解決不穩(wěn)定的后屈曲（Postbuckling）問題。在這類問題中，隨著載荷的施加，結(jié)構(gòu)的剛度會發(fā)生劇烈的變化。在后屈曲響應(yīng)中常常涉及接觸相互作用的影響。

4．高度非線性的準(zhǔn)靜態(tài)問題

由于各種不同的原因，ABAQUS/Explicit往往能夠有效地解決某些在本質(zhì)上是靜態(tài)的問題。準(zhǔn)靜態(tài)（Quasi-static）過程模擬問題（包括復(fù)雜的接觸，如鍛造、滾壓和薄板成形等過程）一般屬于這一類型的問題。薄板成形問題通常包含非常大的膜變形、褶皺和復(fù)雜的摩擦接觸條件；塊體成形問題的特征包括大扭曲、瞬間變形以及與模具之間的相互接觸。

5．材料退化和失效

在 隱 式 分 析 程 序 中 ， 材 料 的 退 化 （ Degradation ） 和 失 效（Failure）常常導(dǎo)致嚴重的收斂困難，但是ABAQUS/Explicit能夠很好地模擬這類材料。材料退化中的一個例子是混凝土開裂的模型，其拉伸裂縫導(dǎo)致了材料的剛度變?yōu)樨撝?。金屬的延性斷裂失效模型是一個材料失效的例子，其材料剛度能夠退化并且一直降低到零，在這段時間中，單元從模型中被完全除掉。這些類型分析的每一個問題都有可能包含溫度和熱傳導(dǎo)的影響。

（內(nèi)容、圖片來源：《ABAQUS 2020有限元分析從入門到精通》，侵刪）

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