【專欄】網(wǎng)格畸變嚴重，計算不收斂怎么辦？
發(fā)布時間：2022/02/28
焊接工藝仿真過程中，計算收斂是我們獲取仿真結(jié)果的必要條件，一般而言計算無法完成分為兩大部分：
1、焊接工藝仿真前處理設(shè)置存在錯誤;
2、焊接工藝仿真計算過程中網(wǎng)格畸變而無法收斂導(dǎo)致計算停止。
本篇文章針對網(wǎng)格畸變進行相關(guān)討論，網(wǎng)格畸變的原因很多，下面通過一個簡單算例說明一下生死單元中初始應(yīng)變功能的應(yīng)用對網(wǎng)格質(zhì)量的影響。
一、算例介紹
以簡單懸臂梁施加均布載荷的實例來分析說明生死單元—初始應(yīng)變的實現(xiàn)過程。工件如下所示：
網(wǎng)格采用六面體單元，懸臂梁一端全約束(黃色區(qū)域，限制X、Y、Z三個方向上的位移)，另一端生死單元作用區(qū)域(紅色部分)，中間區(qū)域施加均布荷載(箭頭部分)使得該部位單元產(chǎn)生變形。
二、初始應(yīng)變功能介紹
以ABAQUS為例，介紹生死單元在不同場景中的應(yīng)用如下：
1、Model change(生死單元)
生死單元技術(shù)在ABAQUS中被稱為Model change，通過殺死或者激活相應(yīng)區(qū)域的單元來模擬不同工的先后順序，如下圖所示，添加‘重新激活帶應(yīng)變的單元’功能，勾選下方‘重新激活帶應(yīng)變的單元’按鈕即可。
2、對比分析
焊接仿真過程中涉及焊縫的添加以及不同部位的裝配焊接，通過初始應(yīng)變功能的開啟與否，對比兩種情況下網(wǎng)格的畸變程度來說明該項功能在生死單元運用中發(fā)揮的作用。
三、仿真變形結(jié)果
1、未開啟初始應(yīng)變功能
生死單元作用的區(qū)域隨計算的進行保持原有的位置不變，兩部分連接區(qū)域單元呈現(xiàn)嚴重的畸變，在仿真模擬中極有可能造成結(jié)果的不收斂。
2、開啟初始應(yīng)變功能
生死單元作用的區(qū)域隨在計算的進行中跟隨未作用區(qū)域的移動而移動，該區(qū)域單元仍保持較高的質(zhì)量，保證了計算的進行與收斂。
兩種應(yīng)用場景變形云圖如下：
兩張云圖對比可以發(fā)現(xiàn)，開啟初始應(yīng)變功能之后，生死單元作用區(qū)域會帶有其他部位影響而產(chǎn)生的初始應(yīng)變(云圖藍色表示變形為0)。
網(wǎng)格畸變產(chǎn)生的原因錯綜復(fù)雜，后面的文章我們將持續(xù)進行更新討論。
