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。无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静 态过程。准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历 的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型 所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。准静态啮合过程仿真主要考虑 的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑 齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit 准静态分析
显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟 高速冲击问题 , 在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波 的形式在相邻的单元之间传播。由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问 题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外 ABAQUS/Explicit 在 求解某些类型的静态问题方面比 ABAQUS/Standard 更容易。在求解复杂的接触问题时,显式 过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需 要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。根据定义,由于一个静态求 解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实 际的,它将需要大量的小的时间增量。因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来 加速问题的模拟。但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状 态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。 目标是在保持惯性力的影响不显著的前提下用 最短的时间进行模拟 。
准静态( Quasi-static )分析也可以在 ABAQUS/Standard 中进行。当惯性力可以忽略 时,在 ABAQUS/Standard 中的准静态应力分析用来模拟含时间相关材料响应(蠕变、膨胀、 粘弹性和双层粘塑性)的线性或非线性问题。关于在 ABAQUS/Standard 中准静态分析的更多 信息,请参阅 ABAQUS 分析用户手册(ABAQUS Analysis User’s Manual)的第 6.2.5 节 “Quasi - static analysis”。
1. 显式动态问题类比
假设两个载满了乘客的电梯。在缓慢的情况下,门打开后你步入电梯。为了腾出空间,邻 近门口的人慢慢地推他身边的人,这些被推的人再去推他身边的人,如此继续下去。这种扰 动在电梯中传播,直到靠近墙边的人表示他们无法移动为止。一系列的波在电梯中传播,直 到每个人都到达了一个新的平衡位置。如果你稍稍加快速度,你会比前面更用力地推动你身 边的人,但是最终每个人都会停留在与缓慢的情况下相同的位置。
在快速情况下,门打开后你以很高的速度冲入电梯,电梯里的人没有时间挪动位置来 重新安排他们自己以便容纳你。你将会直接地撞伤在门口的两个人,而其他人则没有受到影 响。
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