实体 A 以一定的速度与静止的实体 B碰撞，使用 ABAOUS/Explicit 模拟碰撞过程，为什么在分析结果中看到实体 A在与实体B接触之前就已经出现了不断变化的应力和应变？

读者不要仅仅注意到五颜六色的应力云纹图，应仔细查看应力的数量级，下面讨论几种

可能的情况：

1）在发生接触前，实体A各处的应力值数量级非常小(例如1e-7），这相当于应力为0。ABAQUS是一种数值计算软件，总会存在数值误差，无论云纹图中的颜色多么丰富，如果其数量级非常小，就相当于0。

如果通过速度预定义场或速度边界条件为整个实体A的所有节点定义了相同的速度就可能看到上述应力结果。

2）在发生接触前，实体A各处的应力数量级并不小，但仍远远小于材料的屈服应力这样的应力对分析结果的影响很小，可以忽略。例如，模型中的长度单位是m，力的单位是N，则应力的单位是N/m’，普通钢的屈服强度为4e8N/m’。如果应力的数量级是1e6，就是远远小于材料的屈服应力。

在查看应力时，不要仅看其绝对大小，而要同时考虑它的单位。1e6看似是一个很大的应力，但如果单位是 N/m’，对于钢来说就是一个很小的应力(相应的应变数量级为1e-5）。

提示：应变的含义是单位长度上的变形，是一个无量纲的量。无论模型中选用何种单位制，应变的数值均不受影响。

如果只是为实体A的一部分节点(而不是实体A的所有节点）定义了速度预定义场或速度边界条件，就可能看到上述应力结果。ABAQUS/Explicit是动态分析，体现了模型的振动特性和应力波的传递，实体A各部分的速度会有细微的差别，所以会产生一定的应力。

3）在发生接触前，实体A各处的应力与材料的屈服应力大小相仿或远远大于屈服应力，造成了局部变形。这样的应力结果是异常的，其原因可能是加载速度太快。

另外，如果模型中各个量的单位不一致，也有可能出现异常大的初始应力。例如，本书第1.1.2节“选取各个量的单位”介绍过，当长度的单位是mm时，质量的单位必须是，相应的密度单位必须是mm’，如果使用了kg/mm'作为密度的单位，就可能看到异常大的初始应力。

本章主要介绍了以下内容：

1）实际工程中的分析大多都属于非线性分析，它包括几何非线性、材料非线性和边界条件非线性3种类型。

2）ABAQUS/Standard采用Newton-Raphson 方法求解大型方程组，在每个增量步中都进行迭代，需要的硬盘和内存空间很大。其计算结果是无条件稳定的，适用于求解一般的线性和非线性问题。

3）ABAOUS/Explicit 采用中心差分法求解大型方程组，不需要进行迭代计算，但是需要的增量步总数很大，计算时间取决于稳定极限值的大小。其计算结果是有条件稳定的，适用于高速动力问题、复杂接触问题、材料磨损和材料失效等。

4) 影响ABAQUS/Explicit稳定极限值的因素包括最小单元尺寸、材料性质、材料密度和单元类型等。为了增加稳定极限值，加快分析速度，应选择适当的网格密度，保证单元形状是规则的，必要时可以采用质量缩放技术。

5）在ABAOUS/Explicit 分析中，为了避免数值振荡，一般都需要定义模型的阻尼，例如体积粘性、材料阻尼、阻尼器单元和粘性压力等。

6）对于ABAQUS/Explicit显式求解器，分析模型中的位移边界条件不允许出现跳跃式的突然变化，应该使用设置了平滑系数(Smoothing)的幅值曲线。

7）静态分析和动态分析的本质区别在于，静态分析不考虑惯性和冲击效应，一般情况下运动速度和加载速度对分析结果没有影响;动态分析考虑惯性和冲击效应，如果载荷、位移、速度和加速度等在短时间发生剧烈变化(即加载速度太快)，就可能导致严重的局部变形。

8）使用ABAQUS/Explicit 可以进行准静态分析，分析的关键是要设置合适的加载速度分析步时间和质量缩放系数等模型参数，使结果尽量接近静态分析的结果。判断是否属于准静态分析的一个重要标准是;分析过程中模型的动能一般不应超过内能的5%~10%。

（内容、图片来源：《ABAQUS有限元分析常见问题解答》，侵删）

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