相互作用

使用可以轉(zhuǎn)換為粒子的元素建模的物體可以通過接觸與其他有限元網(wǎng)格或分析物體進行交互。在轉(zhuǎn)換過程中，內(nèi)部生成的粒子也可以通過與這些物體的接觸而相互作用，但只是通過一般的接觸功能。

 

默認情況下，如果模型中包含一般接觸交互作用，則會生成涉及與內(nèi)部粒子關聯(lián)的基于內(nèi)部節(jié)點的曲面的接觸包含項與排除項。參考包含可轉(zhuǎn)換元素的基于元素的表面的用戶指定的接觸包含和排除也將反映在內(nèi)部生成的請求。表4和表5列出了所有對應情況。用于內(nèi)部生成的曲面的命名約定在上面的自動生成的集合和曲面中進行了解釋。

 

 

表4：內(nèi)部生成的接觸夾雜物。

 

 

表5：內(nèi)部生成的聯(lián)系人排除。

 

如表5的第二行中所示，生成的粒子和相關聯(lián)的父元素的面之間的接觸總是被排除在一般接觸域之外。被激活的內(nèi)部粒子將通過SPH形式與仍然附著在暴露面的母元素上的相鄰的非活動粒子相互作用。

 

所產(chǎn)生的粒子的接觸相互作用與基于節(jié)點的表面(與內(nèi)部粒子相關聯(lián))和基于元素的表面或分析表面之間的任何接觸相互作用相同?？捎糜谏婕盎诠?jié)點的表面的接觸的所有交互類型和配方都是允許的，包括內(nèi)聚行為?？梢酝ㄟ^常用選項分配不同的聯(lián)系人屬性。接觸控制和屬性分配選項用于涉及可以轉(zhuǎn)換為粒子的父元素的表面對將反映在內(nèi)部生成的內(nèi)部基于粒子的表面的分配。 表6顯示了與用戶定義的請求相關聯(lián)的內(nèi)部生成的分配。

 

 

表6：內(nèi)部生成的聯(lián)系人控制和屬性分配。

 

生成的粒子可能具有不同的接觸厚度，因為它們是在分析開始時自動計算的。如果每個等參數(shù)方向上有一個或兩個粒子被要求在轉(zhuǎn)換時生成，所有生成的粒子將有一個接觸厚度，使得它們幾乎不接觸父元素的最近面。如果每個方向需要三個或更多的粒子，一些粒子將不會接觸父元素的面。對于這些粒子，接觸厚度將是與該父元素上的父元素面接觸的所有粒子的最小厚度。

 

您可以通過使用基于元素的表面(包括父元素的面)的表面屬性分配選項來指定生成的粒子的接觸厚度。此建模選擇會在父元素轉(zhuǎn)換之前影響父元素上的聯(lián)系人交互。

 

輸出

與父元素、父元素的節(jié)點或涉及父元素的面的接觸相關聯(lián)的輸出請求觸發(fā)與相應的內(nèi)部生成的粒子相關聯(lián)的輸出要求的創(chuàng)建。例如，如果您為包含父元素的元素集請求元素輸出，Abaqus/Explicit會使用包含生成粒子的相應內(nèi)部元素集自動創(chuàng)建額外的元素輸出請求，如自動生成的集合和曲面中所述。

 

STATUS輸出變量的字段輸出請求將為所有父元素和生成的粒子自動創(chuàng)建。STATUS輸出變量的值在父粒子和生成粒子的轉(zhuǎn)換值0和1之間自動切換。默認情況下，僅在可視化模塊中顯示活動元素。此外，等高線和矢量圖也會適當?shù)仫@示在當前活動的元素上。

 

歷史輸出請求也被復制為生成的粒子。由于生成粒子的實際元素或節(jié)點編號是在內(nèi)部定義的，您可以在可視化模塊中查詢粒子的實際編號，然后確定要顯示的輸出曲線。例如，假設您為包含三個C3D8R父元素的小單元集請求等效塑性應變歷史輸出，并且您請求在轉(zhuǎn)換時每個等參方向生成兩個粒子(每個父元素生成八個粒子)。在轉(zhuǎn)換之前，您將有3條曲線進行分析;但在三個元素轉(zhuǎn)換之后，有24條曲線可供選擇。您可以查詢粒子的元素編號，然后從24條可用的歷史曲線中選擇該曲線。在轉(zhuǎn)換之前，與粒子相關聯(lián)的曲線的值為零。轉(zhuǎn)換后將有一個跳躍到當前時間的等效塑性應變值。

 

局限性

涉及到SPH顆粒的有限元轉(zhuǎn)換的分析受到以下限制：

l只有縮減積分連續(xù)元件C3D8R、C3D6和C3D4可用于轉(zhuǎn)換?！ぴ诜治銎陂g轉(zhuǎn)換的父元素的表面上指定的表面載荷在轉(zhuǎn)換到粒子后不應用。然而分布負載，如壓力，可以被施加到其他有限元表面，不轉(zhuǎn)換(例如，在活塞表面上)可以施加壓力到顆粒元素(例如，由活塞推動的流體)通過接觸相互作用。

l使用可能轉(zhuǎn)換為未使用相同截面定義定義的粒子的元素建模的本體將不會在本體的轉(zhuǎn)換部分之間相互作用。例如，主體A和主體B允許元素轉(zhuǎn)換為粒子，但這些元素與不同的節(jié)定義相關聯(lián)。轉(zhuǎn)換后，粒子將不會相互作用。

l在通過一個實體截面定義定義的給定物體(零件)中，重力載荷和質(zhì)量縮放不能在該定義引用的元素子集上有選擇地指定。相反，這兩個特性必須應用于與實體截面定義相關聯(lián)的元素集中的所有元素。

l在分析過程中(基于應變，應力，或用戶定義的標準)前進保險元轉(zhuǎn)換成SPH粒子的有限元應僅用于慣性占主導地位的應用程序，并在分析過程中的任何一點的應變能是系統(tǒng)中的總能量的一個小的百分比。具體來說，漸進轉(zhuǎn)換應該只在涉及嚴重變形的應用中使用，如超高速撞擊、爆炸和破碎。

l不能在同一分析中使用兩種內(nèi)部生成的粒子，因此，不能使用“平滑粒子流體力學”中描述的SPH粒子發(fā)生器和SPH粒子出口的元素轉(zhuǎn)換(內(nèi)部生成SPH粒子)。

 

輸入文件模板

下面的例子說明了使用轉(zhuǎn)換技術對一個裝滿液體的瓶子落在地板上進行的光滑粒子流體動力學分析。塑料瓶和地板的建模與傳統(tǒng)的殼單元。流體用C3D4元素建模，在分析開始時，每個等參元方向?qū)⑥D(zhuǎn)換為兩個粒子(每個元素四個粒子)，這是基于時間的準則。對于流體和瓶子，材料屬性定義與通常定義相同。 使用默認選項定義聯(lián)系人交互。要求輸出流體中的應力(壓力)和密度。

 

*HEADING

…

*ELEMENT, TYPE=C3D4, ELSET=Fluid_Inside_The_Bottle

…

*SOLID SECTION, ELSET=Fluid_Inside_The_Bottle, MATERIAL=Water,

CONTROLS=Time_Based_Conversion

*SECTION CONTROLS, ELEMENT CONVERSION=YES,

CONVERSION CRITERION=TIME, NAME=Time_Based_Conversion

First data line

Second data line

Third data line

2, 0.0

*MATERIAL, NAME=Water

Material definition for water, such as an EOS material

*ELEMENT, TYPE=S4R, ELSET=Plastic_Bottle

Element definitions for the shells

**

*INITIAL CONDITIONS, TYPE=VELOCITY

Data lines to define velocity initial conditions

**

*STEP

*DYNAMIC, EXPLICIT

*DLOAD

Data lines to define gravity load

**

*CONTACT

*OUTPUT, FIELD

*ELEMENT OUTPUT, ELSET=Fluid_Inside_The_Bottle

S, DENSITY

*END STEP

 

溫馨提示：

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