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EFG

更多有关EFG的新功能和应用,敬请浏览:https://www.lstc-cmmg.org/


无网格伽辽金法(EFG)在二十世纪九十年代中期由Ted Belytschko传授提出,随后被广泛应用于处理固体构造分析中的大年夜变形,动摇和动界线等成绩。相对传统无限单位法,EFG法的近似函数构造不依附于网格,同时在数学上具有多标准(多重解析度)特点和天然的分歧性。正是基于EFG这些独特的优势,LS-DYNA


生长了照应的计算模块,并结合已有的其他计算功能来合营处理具有挑衅性的实际工业成绩。

LSTC于2011年生长了无网格-无限元融合单位法(ME-FEM)重要用以处理近弗成紧缩固体材料的模仿计算,例如橡胶类和金属材料的大年夜变形计算。实际上这类新型融合单位既能充分地满足材料的近弗成紧缩性又同时具有inf-sup稳定性条件。经过过程引入粘结单位,ME-FEM法也实用于模仿脆性,准脆性及延展性材料的破坏行动。


EFG壳单位 (FEG Shell)

今朝在显式和隐式构造分析中, LS-DYNA有两种EFG壳单位可供选择。应用部分映照算法的EFG壳单位可以或许加倍精确的计算部分曲折模态同时防止由于单位畸变带来的数值不稳定成绩。它的重要应用包含模仿冲击筒和妨碍物的金属外层和分析特点值成绩。

应用全局映照的EFG壳单位实用于薄板金属加工成形模仿。由于EFG近似函数具有多标准特点,在薄板成形模仿中这类单位能很好地处理精细的梯度场和尖利的几何拐角。在LS-DYNA中这类单位具有自适应网格加密功能,可以更好地用来模仿几何外形复杂的成形过程。

LS-DYNA的EFG壳单位功能模块在更新过程当中赓续接收无网格近似函数算法的最新研究成果以进步计算精度和效力。


EFG实体单位 ( FEG SOLID)

LS-DYNA的EFG实体单位最早发布于2003年,重要用来模仿泡沫类材料。为了进步计算效力,进一步开辟后的EFG实体单位模块许可用户经过过程输入参数在标准算法和稳定化算法之间停止切换。EFG实体单位的近似函数构造还具有欧拉-拉格朗日形式的主动切换,这包管了该功能模块在处理泡沫类材料的大年夜变形成绩中即使面对严重的单位畸变依然可以包管计算模仿的持续停止。类似于EFG壳单位模块,EFG实体单位异样包含几种最新的无网格算法用以进步计算精度。经过过程引入Belytschko传授的无网格“能见度目标”,新生长的EFG粘结单位可以很好地处理脆性材料的静态裂纹扩大成绩。在实际工程应用中,LS-DYNA的EFG壳/实体单位可以在不定义任何额外束缚条件的情况下和其他无限单位模型完成无缝结合。


自适应EFG实体单位 (Adaptive EFG SOLID)

将EFG实体单位和自适应网格重分结合起来可以更加精确地模仿金属成形过程,比如铸造和挤压。相对LS-DYNA中传统的无限元自适应网格重分,EFG自适应实体单位包含静态自适应,高阶场函数插值算法和压力场腻滑算法。这些EFG独有的数值算法关于成形及加工成绩的大年夜范围计算模仿具有在精度和效力等诸多方面的优势。








自适应EFG实体单位包含4节点四面体单位和6/8节点单位:前者针对普通的三维实体成形,网格重分具有全局优化和基于接触外面曲率的部分加密功能;后者由于具有特别的网格重分功能,所以专门应用于精确的求解反转展转成形成绩。别的,自适应EFG实体单位可以在显式和隐式计算中支撑热力争解器。


ME-FEM实体单位 (ME-FEM SOLID)

研究显示关于近弗成紧缩类材料,加密团圆网格后数值解的收敛性取决于inf-sup稳定性条件。ME-FEM是一种LS-DYNA独有的新型三维实体无限单位法。它将无网格节点引入传统的4节点实体无限元并改进了单位应变计算办法。ME-FEM集成了无网格近似函数的长处并满足inf-sup稳定性条件,重要用以处理近弗成紧缩类材料的大年夜变形成绩。ME-FEM实体单位既能处理橡胶类材料比如密封件,挡油环,引擎架,轴套和粒子或纤丝加强型复合橡胶,又能对金属连接件和引擎缸体停止精确的模仿计算。在显式和隐式计算分析中,应用ME-FEM实体单位取得的压力场是腻滑的,有数值闭锁和振荡成绩。


ME-FEM实体粘连单位 (COHESIVE ME-FEM SOLID)

模仿静态裂纹扩大一向以来都是计算力学亟待处理的重要成绩。满足inf-sup稳定性条件的5节点ME-FEM实体单位经过过程和粘连单位的结合可以或许更加精确地处理脆性,准脆性和延展性材料的裂纹成绩。现有的处理静态裂纹扩大成绩的数值办法主如果基于持续力学模型和应力应变破坏准绳,并且采取无限单位删除法或欧拉型无网格法来捕获裂纹扩大的行动,这类办法的计算成果受单位的尺寸和分布影响很大年夜,也没法包管质量和能量的守恒。新型的ME-FEM粘连单位引入粘连破坏区域模型直接模仿裂纹面的产生和破坏过程,计算过程当中质能守恒,数值成果和团圆网格尺寸有关。ME-FEM粘连单位法将在工业制造和国防相干的计算分析中有广泛的应用前景。


总结 (Summary)

LS-DYNA的无网格伽辽金计算模块今朝包含两种重要的数值办法:EFG无网格法和ME-FEM无网格-无限元混合法。相对传统无限单位法,他们在计算精度和数值稳定性上具有明显优势,适于精确处理固体构造分析中一些具有挑衅性的成绩。假设对这些新型数值办法的实际部分(包含数学证明,误差估计和典范算例)感兴趣,我们可以根据您的请求供给研究论文和申报。关于若何应用LS-DYNA中的各类无网格单位,假设您须要更进一步的信息也迎接和我们接洽。







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