//?質(zhì)量縮放是通過向結(jié)構(gòu)增加非物理性(虛擬)的質(zhì)量來增大顯式計算時間步長的技術(shù)
在任何情況的動力學(xué)分析中,為了增大時間步長而向結(jié)構(gòu)增加虛擬質(zhì)量都會對計算結(jié)果產(chǎn)生影響(想想F=m*a),但是有時這種影響是微乎其微的,從而質(zhì)量縮放也就是可以接受的了。對于僅在不重要區(qū)域?qū)σ欢〝?shù)量單元的質(zhì)量進(jìn)行增加,以及速度非常低且動能與內(nèi)能峰值相比非常小的準(zhǔn)靜態(tài)模型中,質(zhì)量縮放一般是可以接受的。衡量質(zhì)量縮放對結(jié)果的影響取決于分析者的判斷。必要時,可再求解計算一次(第2次計算中減少或無質(zhì)量縮放),以評估結(jié)果對質(zhì)量縮放的敏感性。
用戶可以通過設(shè)置某一部件的材料密度來手動實(shí)現(xiàn)質(zhì)量縮放,這種方式的質(zhì)量縮放與*CONTROL_TIMESTEP中的DT2MS的自動質(zhì)量縮放無關(guān)。
當(dāng)DT2MS是負(fù)值時,質(zhì)量縮放只施加在時間步長小于|DT2MS|的那些單元之上,通過增加質(zhì)量使其時間步長等于|DT2MS|。DT2MS和TSSFAC這兩個參數(shù)有無數(shù)種組合,但是其乘積為時間步長,這個值是不變的。但是對于每一種組合而言,其增加的質(zhì)量是不同的。因此?|DT2MS|?越大(同時 TSSFAC*|DT2MS| = const 常數(shù)的情況下,即TSSFAC越?。黾拥馁|(zhì)量越大。而在無質(zhì)量縮放模型中,TSSFAC越小,模型越穩(wěn)定(就像在非質(zhì)量縮放的解決方案中一樣)。如果分析模型運(yùn)行過程中出現(xiàn)穩(wěn)定性問題,那么可以將TSSFAC從默認(rèn)的0.9降到0.8, 0.7等。在降低TSSFAC時,可以同時按比例增加?|DT2MS|?,這樣時間步長就可以保持不變。
要想知道質(zhì)量縮放過程中的具體信息,可以查看GLSTAT和MATSUM文件,從這兩個文件中可以輸出整體模型或單個部件所增加的質(zhì)量隨時間的變化規(guī)律。如果想要顯示包括殼單元(DT2MS為負(fù)值)在內(nèi)的各個部件中增加質(zhì)量的云圖,可以在*DATABASE_EXTENT_BINARY中設(shè)置STSSZ=3;然后就可以在LS-POST通過Fcomp > Misc > time step size按鈕來查看每個單元增加的質(zhì)量(這里time step size就是表示單元所增加的質(zhì)量)。
//?*CONTROL_TIMESTEP中設(shè)置DT2MS為正值或負(fù)值的區(qū)別
負(fù)值:質(zhì)量縮放只施加在時間步長小于TSSF*abs(DT2MS)的那些單元之上。當(dāng)質(zhì)量縮放是合適的時候,我們推薦這種方法。
正值:通過增加或減小單元質(zhì)量來保證每一個單元的時間步長是一致的。我們認(rèn)為,使用這種方法與使用負(fù)DT2MS值方法相比沒有任何優(yōu)勢,而且它可能更難合理化。
*CONTROL_TIMESTEP中MS1ST=1時,程序只會在初始化計算時對單元增加一次質(zhì)量;MS1ST=0時,程序會在任何必要時候?qū)卧黾淤|(zhì)量。
還可以通過*CONTROL_TERMINATION的ENDMAS這一參數(shù)來指定一個停止計算的質(zhì)量增加閾值(只限自動質(zhì)量縮放)。
//?可變形焊點(diǎn)梁的質(zhì)量縮放
關(guān)鍵字*MAT_SPOTWELD中的質(zhì)量縮放控制參數(shù)DT只對焊點(diǎn)起作用。當(dāng)*CONTROL_TIMESTEP中的質(zhì)量縮放參數(shù)DT2MS為0,且時間步長由可變形焊點(diǎn)控制時,DT可以用來在程序初始化時將焊點(diǎn)的慣性增加,使其時間步長增加到DT這個值。此時d3hsp文件會記錄焊點(diǎn)梁增加的質(zhì)量。MATSUM文件中的動能KE和轉(zhuǎn)矩不會考慮焊點(diǎn)增加的質(zhì)量;而GLSTAT中的總動能則會考慮增加的質(zhì)量。
//?考慮在具有可變形點(diǎn)焊的模型中使用質(zhì)量縮放的3種情況
????1. 當(dāng)DT2MS為負(fù)值,且*MAT_ SPOTWELD中的DT =0時,盡管d3hsp文件中“Deformable Spotwelds”該項(xiàng)下的“percentage mass increase”是錯誤的,但是下面這些數(shù)據(jù)是正確的:d3hsp文件中的“added spotweld mass”;第一個時間步計算后的d3hsp文件中的“added mass”和 “percentage increase”以及?glstat?和?matsum文件中的“added mass”;
????2. 當(dāng)DT2MS為負(fù),并且*MAT_ SPOTWELD中的DT為非零時,*MAT_ SPOTWELD中由DT控制的增加點(diǎn)焊質(zhì)量不包括在d3hsp、glstat或matsum文件中的“added mass”內(nèi)容中。這可能會造成誤導(dǎo)。用戶必須檢查d3hsp中是否存在“added spotweld mass”。建議:不要同時調(diào)用兩個質(zhì)量縮放標(biāo)準(zhǔn)。DT2MS及DT=0(上述情況1)是優(yōu)選的;
????3. 當(dāng)DT為非零且DT2MS=0時,初始時間步不會考慮增加的焊點(diǎn)質(zhì)量,但是每一個循環(huán)的時間步長會增加10%,直到時間步長增加到指定的值(考慮了增加的焊點(diǎn)質(zhì)量)。Glstat和matsum不包含“added mass”項(xiàng)。
//?可選質(zhì)量縮放
LS-DYNA V971 R3版本后增加了可選質(zhì)量縮放,可以通過*CONTROL_TIMESTEP中DT2MS和IMSCL參數(shù)來激活。當(dāng)IMSCL=1時,質(zhì)量縮放施加到所有部件;當(dāng)IMSCL< 0且 abs (IMSCL) = 部件集合列表ID(part set list),質(zhì)量縮放施加到指定部件。建議使用這種可選質(zhì)量縮放,因?yàn)橘|(zhì)量縮放是很耗費(fèi)計算資源的。
可選質(zhì)量縮放選項(xiàng)需要在每個時間步求解稀疏方程組。質(zhì)量矩陣不再是對角矩陣。存儲非對角質(zhì)量矩陣需要一些內(nèi)存,并且m*a=F的求解需要一些CPU時間。該系統(tǒng)是迭代求解的。
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