Почему стоит беспокоиться об эффекте «песочных часов» (hourglassing) при выполнении динамических расчётов в явной постановке? Часть II

Почему стоит беспокоиться об эффекте «песочных часов» (hourglassing) при выполнении динамических расчётов в явной постановке? Часть II

В первой части этой статьи я рассказал, в чём заключается эффект «песочных часов» при динамических расчётах в явной постановке, а также осветил основные способы его обнаружения и борьбы с ним. В этой статье я приведу несколько примеров, иллюстрирующих вред от упомянутого эффекта, а также расскажу о дополнительных методах борьбы с данным явлением и их эффективном использовании.

Те методы подавления эффекта «песочных часов», о которых я говорил в предыдущей статье, не всегда удобны на практике. Недостатки использования элементов с полным интегрированием были описаны ранее, уплотнение сетки ведёт к увеличению времени расчёта, а обеспечить распределенное приложение нагрузок или контактного взаимодействия не всегда бывает легко или целесообразно. Ещё один путь ослабления эффекта «песочных часов» заключается в использовании специальных алгоритмов по контролю этого явления, которые обычно включены в коммерческие программы для динамических расчётов в явной постановке. Эти алгоритмы либо добавляют жесткость, либо вводят фиктивные демпфирующие силы, предотвращающие деформирование в виде «песочных часов», однако не влияют на движение твердого тела как целого.

Продемонстрируем важность применения подобных алгоритмов контроля на следующих двух примерах. На рисунке 1 показан первый пример: выведены распределения первого главного напряжения по вращающемуся диску как с использованием алгоритмов контроля эффекта «песочных часов» (справа), так и без них (слева). В этом примере использовался алгоритм, основанный на увеличении жесткости. В случае, когда алгоритмы контроля не используются, деформации в виде «песочных часов» видны невооруженным глазом. Очевидно, применение этих алгоритмов для получения точных результатов по напряжениям абсолютно необходимо.

 

ANSYS Вращающийся диск с использованием алгоритмов контроля эффекта «песочных часов» (справа) и без него (слева)

 

Читать статью полностью


Печать   E-mail