ADINA结构+流体

ADINA 技术资料技术资料汇总汇总

ADINA 技术资料汇总 (1)

结构方面 (2)

重启动的作用 (2)

约束方程的用处 (2)

接触问题 (2)

接触的一个常见警告信息 (2)

接触问题不收敛的原因 (3)

初始接触穿透的解决 (3)

接触问题中的摩擦系数设置 (3)

摩阻力的计算 (3)

一个系统的阻尼与什么有关 (3)

阻尼 (4)

流体方面 (5)

流体力学无量纲化分析 (5)

VOF 方法 (6)

结构方面

重启动的作用

重启动是以第一步计算的结果为初始条件开始第二步的计算。

如果是分步加载，可以使用重启动，但也可以不用重启动，time function 可以直接实现此功能。如用重启动，

第一次加载先计算一次，然后重启动，再计算第二次加载，由于二次加载时第一次的荷载停止作用，因此需要删除此载荷，这样如果分析是非线性，则第一次加载计算的应力应变重启动后将被继承；在线弹性分析中，重启动的求得结果是两次的迭加。

约束方程的用处

个人感觉ADINA 的约束方程很好用，可以施加在节点上，也可能施加在几何体上，这是它的最大方便之处，

其用途很多，本人接触的有以下几种：

通过刚性体（刚度很大）加载，这时往往需要将与刚体接触的面进行约束方程处理。

处理铰链连接方式，如果有铰链存在，我们可以在铰链处建立两个点，而后将这两个点的移动自由度采用

约束方程耦合起来。

均匀扩孔，如圆形管内壁受高压作用时，可以将内壁上的节点的径向自由度采用约束方程进行耦合。

处理不同质量网格的界面连接问题，有时为了处理网格的需要我们人为的将一个体分成几个体并单独划分

网格，但界面上网格不连续，这时也可以采用约束方程来处理。

机构运动及其它运动物体之间的相互关系。

其它

但约束方程也要慎用：

单点与单点之间或单点与面之间的约束处理往往会造成很大的局部应力。

大变形或大位移中应该考虑：变形前的在变形后是否有变化。

接触问题

接触问题属于一种强边界非线性问题。接触的特点是在接触过程中，受接触体变形和接触边界上摩擦作用的影

响，使得部分边界条件随加载过程而变，且不可恢复。

用有限元法对接触问题求解时，一般采用接触单元法，例如在ANSYS 中就采用了很多的类型的接触单元，通

常的接触单元一般是有厚度的接触单元，但是在ADINA 中设置接触是通过设置无厚度的接触单元来实现的。

在两个接触体间施加接触单元，通过接触单元来跟踪接触位置，保证接触协调性，并在接触表面之间传递接触

法向应力和切向的摩擦力。

接触的一个常见接触的一个常见警告信息警告信息

Q ：在做关于接触问题的时候常会碰到诸如此类的警告信息：

Contactor node 15176 belongs to different contactor surfaces 4 and 3 in contact group 1

A ：A contactor node should preferably not belong to more than one contact surface in a contact group, otherwise the

contactor node may be over-constrained. 这个是ADINA 帮助文件的中的说明。 这种情况通常发生在两个面有相交线，线上有共用的结点，但这两个面分别属于相同接触组里面的不同接触对。

可以将这两个面分别放在不同CG 里面，就可以了。

接触问题不收敛的原因

Q ：多个零件都是接触装配关系，在计算到稳定接触前是自由的，类似缺少自由度约束；模型里面的各个体本

来就用刚度很小的弹簧单元约束起来了，这样的自由度约束还不够吗？

A ：一般来讲只要弹簧约束足够就没有问题，但有时候由于刚度相差太大还是会导致模型不稳定，可适当增大

弹簧刚度或和启动Control －》Options-> 下面的Matrix Stablization 控制联合使用。

初始接触穿透的初始接触穿透的解决解决

Q ：模型的各个接触面，在实际中本来就是紧贴在一起的，建模的时候也就紧贴在一起了，请问这类接触初始

穿透应该如何解决？是否需要修改接触容差之类的选项？

A ：模型的各个接触面，在实际中本来就是紧贴在一起的，但由于网格划分不一致的原因可能导致初始穿透，

特别是对曲面容易出现这种情况，平面一般没有这种情况。可以在接触面上减小单元尺寸这样会减小初始穿透，另外在接触控制对话框下选择忽略这种初始穿透。

试一下调小加载的步长；

将接触算法改为Segment Based 方式，其对于有摩擦的接触较合适，但需要的计算时间可能会更多；

在CG 的定义里面，如果选择Elimiinate Initial contact penetration 的话，在Time to Elimiinate Initial contact

penetration 的框里面可以填个大点的时间，甚至在前几个时间步里面不加任何荷载，就用于消除Initial

contact penetration ；

在ATS 的定义里面，选上Use Low-Speed Dynamics 。这是个有利于收敛的技术，相当于引入虚拟加速度，

增加刚度阻尼。

假如这三样都不行，不妨重新定义一下接触，有时候这里可能有些小问题不容易察觉；要不就修改收敛准则。

接触问题中的摩擦系数设置

Note that frictional contact is computationally more expensive. 这是帮助上的原话。其实摩擦系数的设置，在

ADINA 里计算是不一样的，因为动力学方程是不同的，因此计算的过程要复杂。

Normal contact w-function parameter 和Frictional contact v-function parameter 的设置主要是体现在选用constraint

function 算法进行接触计算的constraint function 里一个参数大小的设置。用constraint function method 进行接触条件的处理是ADINA 独有的方法（K.J.Bathe ）这是因为该算法算法稳定收敛快的特点。别的有限元软件一般都有罚函数法或拉格郎日法处理接触条件的。

摩阻力的计算

你要先知道接触计算最后的输出结果都有哪一些，一般为切向力乘以周长并在深度上求积分就可以了。

一个系统的阻尼与什么有关

一般说来，结构的阻尼只和结构的材料特性有关，阻尼实际上就是材料耗能的能力。结构的固有频率和结构的

边界条件有关，由于一般在进行结构的动力学分析时，假设结构的阻尼矩阵是质量矩阵和刚度矩阵的线性组合，而所求得的模态阻尼是将结构解藕以后的模态阻尼，其与结构的质量矩阵进和刚度矩阵有关，因此，反映在结构的阻尼和结构的边界有关。

其实，对模态分析有了进一步的了解后，大家就会发现模态分析里的阻尼是“人造”的阻尼，为了分析的方便而

构成了一种所谓的比例阻尼。阻尼的问题是一个还远未得到解决的问题。也就是说阻尼与边界条件是没有关系的，