3.2.3 稳态时间增量的稳定性

更新于 2026年10月10日 版权声明
3.2.3 稳态时间增量的稳定性

显式算法通过使用很多的较小的时间增量步完成对时间的积分。中心差分法基于条件稳定,其稳定极限(无阻尼)通过系统的最大频率给出[156],如式(3.4);有阻尼时,稳态时间增量步如式(3.5)。

图示

其中,ξmax是模型中临界阻尼与最高频率的比值。与传统工程概念相反,在求解中引入阻尼减小了稳态时间增量步。在ABAQUS/Explicit中以体积黏性的方式引入较小量值的阻尼用于控制最高频率震荡。阻尼的物理方式,比如减震器或者材料阻尼,均可以引入进去。(https://www.daowen.com)

稳态时间增量步的稳定极限通常由下式给出:

图示

其中,Lmin为最小单元尺寸,Cd为膨胀波速。通常对于梁单元、传统壳单元和薄膜单元,其厚度或横截面尺寸在确定最小单元尺寸时不做考虑;稳定极限仅取决于中性面或薄膜尺寸。在对壳单元进行横向剪切刚度定义时,稳态时间增量也将依赖于横向剪切的力学行为。以上对Δt的估算仅仅是近似值,在绝大多数情况下并不是保守估计(安全值)。通常情况下,ABAQUS/Explicit选择的真实稳态时间增量步将会小于该估计值,在二维模型中要乘以因子1/图示-1;三维模型中乘以因子1/图示-1。此外,ABAQUS/Explicit在涉及罚接触的模型中还需要考虑其他的刚度行为。

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