线性响应管理

控制材料线性和非线性响应的时间积分。

渐进式失效模型的求解可划分为线性部分和非线性部分。就材料非线性而言,两个部分之间的区别在于材料失效。线性部分的特征是缺少材料失效,而非线性部分的特征是存在材料失效。理想情况下,线性部分使用单个增量,非线性部分使用许多增量,以便精确地解决损坏传播。请牢记,通常情况下,求解的重要部分为线性。根据增量方案,这可能意味着大部分求解时间用于解算求解的线性部分。例如,在如下所示的载荷-时间图中,针对具有固定增量大小的模型,对求解的线性和非线性部分进行颜色编码。显然,大部分增量位于线性部分,本质上是在浪费时间,因为在材料失效开始之前,该问题一直是线性的。

为帮助解决该问题,Autodesk 已开发工具来减少线性部分中求解所用的增量数目,同时允许非线性部分可以使用固定增量大小。要激活此工具,请将以下关键字和数据行包括在 HIN 文件中:

*DAMAGE TIME STEP
DTIME

实际上,求解期间一直使用 *STATIC 关键字(位于 Abaqus 输入文件中)定义的增量方案,直到预测要发生失效为止。预测到失效后,Abaqus 会还原到以前收敛的增量,然后使用 DTIME 指定的值作为增量大小。允许增加增量大小,直到发生损坏,之后增量大小固定为 DTIME 的值。以如何使用此工具为例,请考虑使用以下 *STATIC 和 *DAMAGE TIME STEP 卡:

Abaqus 输入文件:

*STATIC
0.1, 1.0, 1.0e-05, 0.1

HIN 文件:

*DAMAGE TIME STEP
0.005

由于初始和最大增量大小为 0.1,因此增量大小将保持为 0.1,直到 Helius PFA 预测到失效。当预测到失效时,求解将缩减到以前收敛的增量,然后开始使用增量大小 0.005 继续进行求解。发生失效后,针对分析的其余部分,增量大小将保持为 0.005。因此,整个求解并非一直使用固定增量大小 0.005,而是线性部分使用相对较大的增量大小,非线性部分使用 0.005。通过减少线性部分所用的增量数目,将显著减少总的运行时间。使用如下所示的示例 .sta 文件来演示上述情形。

*DAMAGE TIME STEP 关键字管理材料非线性,但不管理其他形式的非线性(如接触或几何非线性)。由于 Abaqus 管理接触和几何非线性,因此不存在任何冲突,并且所有三种形式的非线性都可以与 *DAMAGE TIME STEP 关键字结合使用。