Explicit-динамика: удар стержня Тейлора, сходимость по шагу

Explicit-динамика (удар)PASS · 0.04%

Стальной стержень ударяется о жёсткую стенку со скоростью 150 м/с (скорость задана ВСЕМ узлам тела, в том числе внутренним). Средняя пластическая деформация считается при четырёх множителях шага; изменение между соседними множителями обязано убывать, а последнее — не превышать 2 %. Прежний встроенный explicit-закон давал рост пластической деформации в 6 раз при уменьшении шага в 16 раз, потому что копил пластику один раз на шаг на удерживаемой деформации. Это исследование сходимости, а не сравнение с экспериментом.

Допуск:: 5%

Запустить расчёт в WebCAEВойдите или зарегистрируйтесь, чтобы сразу открыть эту модель в WebCAE

Запустить расчёт в WebCAE

Постановка задачи

Геометрия: Стержень 25.4 × 6.4 × 6.4 мм, тетраэдральная сетка (Netgen, размер элемента 1.6 мм).
Материал: Сталь: E = 200 ГПа, ν = 0.3, ρ = 7850 кг/м³; J2, предел 400 МПа, линейное упрочнение, касательный модуль 2 ГПа.
Граничные условия: Начальная скорость 150 м/с вдоль −x у всего тела; жёсткая стенка x = 0 (штрафной контакт, без трения); объёмная вязкость 0.5 / 0.05; конец 40 мкс; множитель шага 0.4, 0.2, 0.1, 0.05.
Контрольная величина: Средняя пластическая деформация в конце для каждого множителя; изменение 0.1 против 0.05 (не более 2 %) и монотонное убывание изменения.

Терминал WebCAE

Вставьте команды в панель Terminal в WebCAE. Скрипт использует штатный текстовый DSL приложения; команды выполняются построчно:

units mm
material E=2e11 nu=0.3 density=7850 plasticity=j2 yield=400e6 hardening=linear et=2e9
box dx=25.4 dy=6.4 dz=6.4
mesh tet size=1.6
bc explicit_velocity body vx=-150
bc rigid_wall plane x 0 friction=0
explicit endTime=0.00004 dtScale=0.4 saveStride=1000000 bulkQ1=0.5 bulkQ2=0.05
solve explicit
probe explicit_plastic_strain id="ep0.4"
probe explicit_displacement_x agg=min id="umin0.4"
probe explicit_energy kind=kinetic id="ke0.4"
probe explicit_energy kind=total id="et0.4"
probe explicit_steps id="n0.4"
explicit endTime=0.00004 dtScale=0.2 saveStride=1000000 bulkQ1=0.5 bulkQ2=0.05
solve explicit
probe explicit_plastic_strain id="ep0.2"
probe explicit_displacement_x agg=min id="umin0.2"
probe explicit_energy kind=kinetic id="ke0.2"
probe explicit_energy kind=total id="et0.2"
probe explicit_steps id="n0.2"
explicit endTime=0.00004 dtScale=0.1 saveStride=1000000 bulkQ1=0.5 bulkQ2=0.05
solve explicit
probe explicit_plastic_strain id="ep0.1"
probe explicit_displacement_x agg=min id="umin0.1"
probe explicit_energy kind=kinetic id="ke0.1"
probe explicit_energy kind=total id="et0.1"
probe explicit_steps id="n0.1"
explicit endTime=0.00004 dtScale=0.05 saveStride=1000000 bulkQ1=0.5 bulkQ2=0.05
solve explicit
probe explicit_plastic_strain id="ep0.05"
probe explicit_displacement_x agg=min id="umin0.05"
probe explicit_energy kind=kinetic id="ke0.05"
probe explicit_energy kind=total id="et0.05"
probe explicit_steps id="n0.05"

Сравнение результатов

Эталонное значение	<εp> converges with Δt: last step change < 2 % (0.1 → 0.05)
Результат WebCAE	<εp> = 0.140210.139830.139620.13956 at dtScale 0.40.20.10.05
Погрешность	0.04%
Допуск	5%
Статус	PASS · 0.04%
Семейство элементов	Объёмный элемент
Параметры сетки	tet 1978 elements, 531 nodes (Netgen, native), four explicit;: webcae_solve (native)

Обновлено: 2026-10-21 · WebCAE solver