Использование неявного (Implicit) метода расчёта может приводить к сложностям в сходимости при решении существенно нелинейных задач. При этом неявный метод полагается на ряд последовательных перезапусков решения с различными настройками. Другой подход к проведению нелинейных расчётов заключается в использовании явной (Explicit) схемы интегрирования по времени. Этот метод применяется при моделировании широкого ряда задач, начиная с квазистатического нагружения и заканчивая быстрыми соударениями тел.
Расчет обжатия провода, показанный выше, является существенно нелинейным, включает в себя большие перемещения и сложные контактные взаимодействия. Использование явного метода в данной задаче обеспечивает простоту задания параметров расчета, поскольку контактное взаимодействие тел можно задать в виде общей настройки.
Задачу, показанную на рисунке выше, также можно решить при помощи неявного метода расчета. Однако ввиду ребристости кожуха определение всех контактных пар является довольно непростой задачей. В явном методе динамического расчета решатель отслеживает контактное взаимодействие самостоятельно.
Различие между двумя методами можно представить в виде аналогии с восхождением на гору. В случае с неявным методом расчета основная цель – быстрее достигнуть вершины горы, при этом чёткое понимание конкретной трассы для восхождения может отсутствовать. Если гора слишком высокая и крутая, найти путь к вершине получится не с первой попытки.
График сходимости расчета по усилиям в случае, когда сходимость не обеспечивается
В случае явного метода расчета вы просто равномерно взбираетесь на гору шаг за шагом. Конечно, после слишком большого шага есть риск оступиться, но если быть аккуратным и упорным, вы достигнете цели.
Области применения неявных и явных методов расчёта
Использование динамического расчета явным методом требует нахождения компромисса между простотой в использовании (выражаемой в объёме усилий, затраченных на настройку расчёта), точностью и длительностью расчета. Модули ANSYS на явных решателях обеспечивают разрешение этого компромисса, делают работу инженера простой и удобной, а значит, позволяют завершить проект в кратчайшие сроки и с наименьшими усилиями.
Использование динамического расчета явным методом, в отличие от неявного, позволяет моделировать процессы разрушения конструкции и даёт нам достигнуть новых высот.
Вырывание крепёжного элемента и разрыв проушины, смоделированные с помощью явного метода
Вот основные возможности, наличием которых явный метод расчёта отличается от неявного:
- Большие деформации в конечных элементах
- Сложные контактные взаимодействия
- Разрушаемые клеевые соединения
- Разрушаемые соединения точечной сваркой
- Разрушаемые материалы
- Моделирование износа (автоматическое разрушение конечных элементов)
- Моделирование армирования
Для получения более детальной информации о динамическом расчете явным методом просмотрите предоставляемый по запросу вебинар Using Explicit Simulations To Go Further (на английском языке). В нем мы раскрываем больше деталей про расчёты явным методом. В частности, мы рассматриваем, как расширить возможности ANSYS Structural в решении нелинейных задач путём перехода с неявного на явный метод расчёта.
Источник: http://www.ansys-blog.com/using-explicit-simulations-to-go-further/
Автор: Arwel Davies
