讨论：飞石砸落冲击
工作需要，用adina做了一下飞石冲击模拟，问题很多，收获也不小，将经验、教训和疑问都摆出来，希望有更多朋友能够讨论，附件分别是部分计算结果、设计模型示意和概念性简化模型的网格。1、目前仅进行了概念性分析，模型示意图见附件，计算模型经过简化处理，没考虑下部结构建模，且混凝土底面位置全部约束，主要是为了看看没有做单元删除的前提下，adina的网格变形能够延续到什么程度，简言之，先测试其计算能力。
2、先后尝试过d-p,m-c，c-c三种材料模式，并且分别用了显示动力和隐式动力两种方法，效果不太理想，M-C和c-c材料无法应用于显式动力分析，并且不支持大变形-大应变非线性分析，d-p为理想弹塑性模型，帮助文件提示说至多支持大变形-小应变分析，但计算过程并无警告提示，貌似支持大变形-大应变。
3、关掉非协调元模式，收敛性加强很多，但d-p材料仅仅能够计算至跌落接触后续2-3个分析步，究其原因，发现接触位置的土体网格变形发生严重沙漏。调整模型（加密网格以及修改网格形式），各种参数设置之后均无改善。
4、后改用多线性弹塑性模型，按照土壤的相关材料参数做了相应转化，顺利结束，网格变形非常大，做出了“效果”，但遗憾的是，MKIN无法考虑拉压特征，材性参数已经失真，结果准确性大打折扣。
5、adina隐式非线性能力确实牛，但对阻尼异常敏感，如模型阻尼耗能机制设置不合适，跌落体会一直蹦下去。
6、跌落时间以及速度显示，和理论计算吻合非常好（初中物理知识）。
7、希望能够听见朋友的讨论，目前感觉已经黔驴技穷，实在没招的话，准备转用aba算一下，估计aba应该没问题，它的材料模型比adina丰富，且具有丰富的损伤控制参数。
网格模型中的材料参数为任意设置，如果有朋友愿意支支招，网格导入之后需要重新设置参数。 http://forum.simwe.com/thread-857720-1-1.html
上贴是一个用aba模拟的类似的例子，应用aba模拟应该没有多大问题，aba的损伤模型较多，adina损伤考虑的过于简单。
用隐式算法分析碰撞问题，动力学参数的alpha应采用0.5。 多谢版主！
希望有更多的朋友讨论一下。
对adina的非线性能力我是有十足信心的，不过要是因为材料模型适应性的原因导致这个东西必须换平台，确实冤枉得很啊............ 我记得好像在adina手册中有一句话说，材料模式与单元算法是不相关的。不过我没有很好的理解。
adina现在的发展速度不是很快，毕竟它仅是个小公司，人力有限吧，换平台也是没有办法的事情，况且aba确实在固体非线性及损伤上很强，呵呵。
希望楼主把命令流传上来，这样大家都可以学学。 我再琢磨一下，如果能解决，我做一个example primer传上来（有些不服气:)，相信adina能解决:)） 我再琢磨一下，如果能解决，我做一个example primer传上来（有些不服气:)，相信adina能解决:)）
civil fans 发表于 2010-1-18 19:37 http://forum.simwe.com/images/common/back.gif
支持 civil fans 老师 civil fans 老师
在adina 中国 看到一个类似的例子
网址是：http://www.adina.com.cn/main_case/defense_01.htm 本帖最后由 civil fans 于 2010-1-20 22:00 编辑
多谢兄弟费心！:handshake
钢板对穿的问题容易解决，这个很好做，如果坛子里面的兄弟感兴趣，我下来可以做一个EXAMPLE传上来。
顶层帖子上给出的动画，其实就是用理想弹塑性模型做的，用强化弹塑性模型也没问题，当然也可以考虑应变率的影响。如果在BKIN或者MKIN的材料参数里面设置好极限应变损伤阀值，钢板对穿的效果就出来了，但那没多大意义，只是做得好看。
目前的问题主要在于将材料本构替换成岩土类材料之后，计算很难进行下去，症结主要表现在冲击瞬间，土体网格出现沙漏。
最早怀疑是adina的非线性计算在能力上出了问题，所以做了几个更强的非线性问题测试。这些测试的问题包含了自接触、大变形、大应变等物理现象，用的材料模式均基于BKIN或者MKIN。
这些模型由于主要做测试用，因此人为故意将变形体的变形和破坏搞得“一塌糊涂”（比如一脚将易拉罐踩扁那种现象），那效果就像星爷的“还我漂亮拳”，非得把物理模型糟蹋到家。但是ADINA的非线性计算能力让人再一次折服，不仅算得好，也算得快，简单说，可以把模型算到破坏得面目全非。
作为对比，我用其他2个经典的非线性程序做了相同的测试计算（为了避免不必要的误会，在此不说具体程序了，大家都基于隐式构架、完全相同的求解方法和输入参数），在隐式求解的构架下，没有一套程序能够把那些模型算完，好点的勉强能算到网格畸变到一定程度——就冲着这一点，确实还不死心:lol——目前暂时还把原因归结到自己头上:lol
折腾了两天，貌似找着一点"解决之道"：dp材料仅能算到冲击之后3-5步，这说明d-p材料在这样的显式冲击作用下，有一定适应能力（虽然可能由于缺少损伤演化控制准则，存在一些问题）。但是最关键的问题在于网格，默认状况下，外部导入的网格，adina按照8节点线性积分单元处理，这种单元对沙漏控制比较糟糕，因此，可以换用adina的20节点高阶单元来替换——但貌似adina这种单元的生成目前只能基于自身的GUI，因此，我还在继续做验证，希望这次能解决！
另外，用了这么多年adina，关于adina有一个功能一直没摸明白，就是在mesh菜单下有一个convert子菜单，貌似是将低阶网格转换成高阶网格，但试了好些次，一点改变都没有，估计是我没搞明白，希望懂的朋友不吝赐教，先谢过！
再次感谢狼跃冲顶！ 余老师说话还真是幽默，转学adina时就发现其隐式动力算法确实牛，可以算到其他应用程序用显式算法才能算到的程度。但adina的显式算法与其他程序相比应该是落后的，具体落后多少没有做过测试，只能说它显式算法还不擅长吧。
我是学机械的，对于土木有相当多不懂，尤其是土体本构等及其参数的确定，对于这个问题，是否可以采用自定义的材料来做，比如说邓肯张。
conert这个菜单没用过，估计也不好用。
如果想用adina的aui来划分高阶单元，可以参考下这个帖子的命令流，很快就能画出球体的网格。
http://forum.simwe.com/thread-888890-1-1.html 9# wild_field
虽然关注这个问题的人目前仅有两位朋友，不过，非常感谢！:handshake
经过一系列“不懈”的折腾，总算搞定。目前问题已经解决——将网格替换成16节点高阶SOLID单元，顺利解决！目前还在测试完善其普适性（包括修改材料参数、初始速度等），已经测试完毕好几个初始参数，均顺利结束，一个折返都没有。目前已经将初始速度提高到40m/s，对本问题，这已经是一个很大的冲击能量，目前还在跌跌撞撞算着，估计快到网格变形的极限了。
接下来等测试计算完，我会做一个EXAmple传上来，算是把这个帖子完结。 这个我也在一直关注：）
希望你什么时候把例子发来看看呀 那个易拉罐的就可以呀
因为我以前也用adina做过类似的碰撞 发现效果很不好
损伤模型 破坏模型都不是很完善
再转换为显式分析就更差了 测试计算完毕，现将经验和总结简述如下，并遵守承诺，做了一个example传上来，详见附件。新的网格模型一并传上。
1、影响计算的原因还是在于材料模型，d-p材料确实不支持大应变，这是导致早期计算在接触后直接发散的直接原因，也借此修正前述个别说法。
2、高阶16节点solid网格对变形的适应性非常好，在目前测试的初始速度40m/s作用下，可以顺利计算完，从计算过程来看，本案模型还可以经受更高冲击作用的考验。高阶单元一定程度上缓解了网格过大变形导致的大应变问题。
3、adina隐式动力算法理论上可以解决冲击、倒塌等强非线性问题，但该算法目前可能还存在一些问题，在测试过程中已经发现，但目前不好总结，还需要进一步确认。但这种算法计算速度非常快，比显式算法快了若干数量级，有其用武之地。
4、可以在局部冲击接触区域替换成高阶网格，这样既可以满足非线性计算需求，也能减少计算规模，是一种值得推荐的方式。
5、冲击或者接触面会发生运动变化（比如轮胎接触地面）的物理模型，为简化接触定义，可采用自接触方式：将全部可能接触的的FACE定义为一个接触表面，并在接触对中设置为自接触，对简化接触定义非常管用。
另外，强调一句，本案不做工程意义上的参数讨论和结果讨论，仅是计算可行性的验证，有兴趣的朋友当做一个计算游戏就可以了。 感谢老师，有始有终，相信这份资料会给大家带来很大的帮助！ 确实，做的非常优秀，不愧为做学问的！学习了！ 老余的功底的确很好啊，有机会一定得向你多学习学习，尤其关于ADINA前处理（网格）方面。本人使用HM给ADINA做前处理，做了些程序开发方面的工作，那天我发上来请教请教 civil fans 老师您好，我对您这个飞石冲击非常感兴趣。我本身是学岩土的，我想知道adina能不能比较好的模拟桩打入土中的这样一个过程？谢谢指教，不胜感激！ 本帖最后由 civil fans 于 2010-2-1 19:08 编辑
civil fans 老师您好，我对您这个飞石冲击非常感兴趣。我本身是学岩土的，我想知道adina能不能比较好的模拟桩打入土中的这样一个过程？谢谢指教，不胜感激！
wyx5418 发表于 2010-1-31 23:35 http://forum.simwe.com/images/common/back.gif
我是搞结构的，所以对你的问题具体涉及哪些特殊技术问题确实不好把握，不过力学都是相通的，有一点点想法，都是宏观一点的概念性分析，希望能够对你有用（没用的话就当作废话:lol ）。
首先，打桩过程就全程而言，应该趋近于一个准静态过程，单就一个锤击过程而言，则可看作是显式动态过程。
其次，如果你需要分析的是打桩过程某一个锤击过程或者少数若干个锤击过程的物理模型，则以adina目前的能力是可以解决的，这个过程涉及大变形和大应变（土壤塑性挤压不知道是否可以看做大应变？），具体操作可以参考这个帖子的相关内容。
如果需要分析桩从地面零位置一直打入设计深度，这个过程对任何一个程序均是一个不小的挑战，主要原因我想可能是由于两个原因，一个是这个过程涉及网格大变形，全过程不可能用一个初始网格解决，即使adina非线性能力再强，网格畸变到一定程度，肯定也没辙；因此，需要网格重构，目前adina在结构模块中还没引入网格重构（自适应网格的一种高级形式，CFD模块做得很好）。
另外一个原因则是，这个打桩全过程应该和子弹侵彻相似，因此，涉及到材料失效以及侵彻接触，侵彻接触目前adina倒是勉强能解决，可以采用点——面接触方式处理（接触体用contact body方式，而非contact surface），但关键问题是材料失效控制，现有的adina除了少数几种材料模型能通过GUI控制失效以外，土壤、混凝土等模型均还没法实现，不过，根据adina的官方资料显示，其自定义材料不仅支持大应变大变形，也支持加入失效判别依据，就这个问题，目前我也在折腾，暂时无果，因此，不好再深入说什么。
虽然如此，还是有办法解决，两个方式：
其一是将打桩过程分成若干个子过程，每一个子过程将网格——材料的变形能力用到极限，当无法再继续算时，可以将前一个模型的网格边界提取出来重新做网格，再将前一个分析的应力场mapping到新的网格上，这个过程实际上和网格重构是一样的，只不过操作性太差，如果子分析过程少。，则还勉强凑合，要是多了建议就别考虑这个方式。
其二，换程序，采用dyna来解决，由于dyna提供了超级丰富的材料模型以及失效控制，还具备超强的侵彻接触分析能力，对于解决你的问题肯定没问题。
不知道是否有用。 本帖最后由 wild_field 于 2010-2-2 17:02 编辑
余老师，这个例子材料1是否与材料3的弹性模量、泊松比及密度一致？还有初始条件中初始速度为40米/秒吧。
说错了，材料1应该和材料2的弹性模量、泊松比及密度差不多。我试算了下，没有问题了。
材料3太软了，如果材料3与材料2刚度差不多的话，是否好收敛？ 我记得1号材料是球体，没记错的话，应该就是弹性材料 2号材料是混凝土板，d-p材料 3号材料是土体，也用的d-p材料
下面是附图，可以做一个参考，但这些参数都没有物理意义上的严格性，不必太拘泥。
初始速度是40m/s 对楼主的易拉罐的屈曲分析很感兴趣啊，能否show一下啊，呵呵:)
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