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负体积原因及解决办法
定义
Negitive volum
e:
负体积是由于
element
本身
产生大变形造成自我体积的内面跑到
外面接着被判断为负体积
关于负体积的解决办法？
负体积多是网格畸变造成的，和网格质量以及材料、载荷条件
都有关系。有可能的原
因和解决的方法大概有几种：
（
1
）材料参数设置有问题，选择合适的材料模
式
)
（
2
）
沙漏模式的变形积累，尝试改为全积分单元
（
3
）
太高的局部接触力
（不要
将
force
施在单一
node
上，
最好分散到几个
node
上以
pressure
的方式等效施加）
，尝试调整间隙，降低接触刚度或降低时间步。
（
4
）在容易出现大变形的地方将网格
r
efine
。
（
5
）材料换的太软
,
是不是也会出
现负体积
!
（
6
）
另外也可以采用
ALE
或是
euler
单元算法，
用流固耦合功能代替
接触，
控制网格质量。
例如在承受压力的单元在受压方向比其他
方向尺寸长。
（
7
< br>）尝试减小时间步长从
0.9
减小到
0.6
或更小。
经验总结：
时间步长急剧变小，
可能是因为单元产生了严重的畸变而导致的负体积现象，
如果采用的
是
四面体单元，
你可以用网格重划分的方法来解决。
如果你采用的是六面体单元，
那目前就没
有很有效
的方法，
可以试一下
*ELEMENT_SOLID_EFG<
/p>
，
那对机器的要求相对就会比较高了。
Q1:
材料负体积解决方法（全面、有效）
材料负体积解决方法
在仿真中，
通常有材料的大变形问题，
如泡沫
材料，
由于单元大扭曲而出现了单元负体积，
这种情况一般出来
在材料失效之前。在没有网格光滑和网格从划分的情况下，
ls-dyna
有一
个内部的限制来调节
lagrange
单元的变形。
负体积一般都会导致计算中止，
除
非你设置时间
步长控制中的
erode=1
和设置终止控制中的
dtmin
为一非零数，这种情况下，
出现负体积的
单元将被自动删除，计算也不会中止。不过就算你如上设置了
erode
与
dtmin
，
负体积有时
候也会导致计算出错停止。
一些常用的解决负体积的方法如下：
在材料出现大应变的情况下增强材料的应力
-
< br>应变曲线中材料应力。这种方法往往非常有效
果。
2
、重新划分网格，在出现大变形的地方把网格加密。
.
3
、减小时间步长系数。默认的
0.9
系数可能不足以避免数值的不稳定。
4
、
避免采用全积分体单元
（算法
2
和
3
）
，
这会导致大变形和大扭曲的情况下计算相对不稳定。<
/p>
5
、采用默认的单元算法（单点体单元
）
，采用沙漏控制
type4
和
5
。泡沫的沙漏控制算法为：
在低速冲击问题
中采用
type6
，系数为
1
；在高速冲击问题中采用
type2
和
3
。
6
、
泡沫材料网格划分采用四面体网格，
单元算法为<
/p>
10
，
虽然这样会导致材料相对比较刚性
。
增大材料（泡沫材料
57
号材料）的
阻尼系数，推荐采用系数为
0.5
。
8
、在泡沫接触计算中，采用
*con
tact
中的选项卡
B
，关闭
shooting node logic
。
9
、如果你采用的是
126
号材料，设置
elform=0
。
10
、尝试使用
EFG
算法（
*SECTION_SOLID_EFG
）
。
Q2:
各位高手
:
我做分析时将
term
inate time
设为
0.006s
时没有负体积出现，
但一旦延长求解终
止时间就会出现负体积
，比如将
terminate time
设为
< br>0.01s
时就会出现负体积，请问是什么原
因呢，怎么
解决好呢？
1
把
< br>ADMAP
的参数值设置为
0.1
，在材料属性里面设置。
2
可以试试减小接触厚度
3
解决方法是将
timestep
改小，就没有负
体积
4
修改
*CONTROL_TIMESTEP
里面的
tssfac<
/p>
已经是改小时间步了
5
网格变形太大造成的。
可以考虑一下改小失效应变和剪切应变，
如果不影响计算结果的话
6 tssfac
参数值已经变很小了
,
不管用
.
还有
,
设置的
terminate
time
没有大于施加载荷的最终时
间
Q3:
探讨流固耦合中单元负体积出现的原因
< br>
1
当流体单元的长宽比大于
5
比
1
时，显示的结果就不准确了；当
大于
20
比
1
的时候，就会出
现负体积，无法得到结果。
2
你可以把
MIR
< br>设置为
0.3
以上试试
3
你可以把单元细化；
2
更改松弛系数
（一般是增大）
流体的单元一般的来说不能长宽比太大，
特别是你把动网格
ALE
打开了的时候，所以可以把网格的长宽比缩小试试。
Q4:
负体积出现的原理是什么？
1
负体积原因是雅阁比矩阵的行列式值为负值，
一般减小时间步长参数，
增加材料刚度，
改
变单元质量都可以的！
2
< br>如果是金属材料出现负体积，
主要是单元质量问题，
建议
重新划分网格，
但如果是非金属，
这是常见现象，不一定是网格
问题，可以寻求其他的方法，
3
发生的原因有可能是因为有
initial
penetration.
所以因该先检查是不是有
initial
penetration:
再来如果是少数的节点受力也因为力量集中造成负体积
,
所以这时候就可以把接触的网格划
分细一
点
另外如果是用
hex
element
会有
hourglass
的情形
,
可以检查一下
hourglass
energy
或者是两个
物体刚性相差太多
,
像是
f
oam
的材料
,
可以在
foam
的表面加一层
shell
element
增加
solid
element
的自由度与刚性
4
实体包壳的作法可以用
HM
的
find face
厚度其实只要很薄一层
(0.1mm
就可以了
)
建议可以用不同的壳后测试一下
,
看看两个有什么
不同
,
如果差不多的话
,
当然是用比较薄的
厚度
材料方面我是用
mat_3 or mat_9 null,<
/p>
重量可以跟实体的参数是一样的
,
另外不
去设定
contact
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