Abaqus 中ALE功能应用介绍

来源有限元在线

在abaqus中为了提高分析精度，提供了三种自适应技术：

1. ALE自适应网格

2. 自适应网格重划

3. 网格的求解变换

     ALE自适应网格的全称为“任意拉格朗日-欧拉自适应网格”（Arbitrary LagrangianEulerian adaptive meshing）。它不改变原有网格的拓扑结构（单元与节点的数目和连接关系不会变化），而是在单个分析步的求解过程中逐步改善网格的质量。

    ALE自适应网格主要用于Abaqus/Explcit的大变形分析，以及Abaqus/Standard中的声畴（acoustic domain）、冲蚀（ablation）和磨损问题。在Abaqus/Standard的大变形分析中，尽管可以设定ALE自适应网格，但是不会有明显的作用。

使用ALE自适应网格时，需要注意一下问题：

1、在abaqus/Explicit中分析超弹性材料和泡沫材料时，最好采用增强沙漏控制的方法控制单元的变形，而不要采用ALE自适应网格；

2、在INP文件中，可以使用关键字定义多个ALE自适应网格区域；

*ADAPTIVEMESH,ELSET=elset_name

但是，在CAE界面中一个分析不只能定义一个ALE自适应网格区域。

3、不使用ALE自适应网格时，在分析过程中单元网格会跟随材料一起运动，每个节点和每个单元的输出变量都与材料点一一对应，在Visualization功能模块中看到的单元变形和材料运动情况就是真实解。

    使用ALE自适应网格时，随之单元变形的增加，abaqus求解器将逐渐更新节点和单元的位置，以免单元过度变形，同时求解变量也将从旧的单元网格变换到新的单元网格中。此时网格的位置和材料点的位置不再保持一致，在Visualizaiton功能模块中查看计算结果时，应注意这一问题。

下面用一个简单的例子来对比使用ALE前后的区别：

整个模型如下所示：

       给刚性面施加向下的强迫位移来挤压橡胶块，采用Abaqus/Explcit求解器。

在step-other中设置ALE如下所示：

最终的变形如下图所示，云图中显示各个单元均没有发生畸变。

    关闭ALE功能，同样工况下，在进行一步迭代之后，却由于局部的单元畸变报错。

    ALE能够极大的改善在大变形过程中因为单元畸变而造成计算无法进行下去的问题。