技术范例 – 在显式求解器设定质量放大

各参数之意义

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Objective：

(1)Semi-automatic mass scaling：预设之质量放大选项。

(2)Automatic mass scaling：自动质量放大，请参考Documentation。

(3)Reinitialize mass：还原前一个分析步所放大的质量。

(4)Disable mass scaling through step：停止前一个分析步所设定的质量放大，否则将沿用前一个分析步之质量放大设定。

Application：

(1)Region：质量放大的区域，预设是Whole model，也可以对特定集合放大质量。

(2)Scale：质量放大的历程，At beginning of step在分析前做一次质量放大设定，过程不再调整。Through step将于分析过程中更新，针对更新后的元素资料调整。

Type：

(1)Scale by factor：依固定比例放大。

(2)Scale to target time increment：目标时间增量，可以参考图一Data check后的结果设定，其初始时间增量是7.25164e-7，目标值将大于原本的初始时间增量，藉由放大时间增量来减少计算时间，但是过量的调整会造成分析结果不准确，评估准则将在下页说明。

Scale element mass：

(i)Uniformly to satisfy target：等比例调整所有元素之时间增量并让最小值等于目标值增量。

(ii)If below minimum target：仅调整小于目标值的部分元素。

(iii)Nonuniformly to equal target：所有元素的时间增量都变为目标值。

Frequency：

(1)Every n increments：每n个增量进行一次调整，预设值为1，代表每个增量后都会调整。

(2)At n equal intervals：将整个分析时间等切割为数个区间，计算到分隔段时进行调整，例如n=5且分析时间period=1时，会在t=0.2, 0.4, 0.6, 0.8时进行调整。

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步骤三：

设定完质量放大后，必须检查质量增加比例(Percentage change in mass)。同前面检查稳定时间增量步骤，由Submit或是Data check将质量增加比例资讯写入(.sta)档内，如下图所示。「动态问题」，质量增加比例不应超过5%，避免过度放大导致结果不准确。

「拟静态问题」，step time通常介于0.01至1秒以降低动态效应，因此计算成本很高，可藉由质量放大来缩短计算时间。根据经验，能够放大至较大倍率如50倍(使用者可根据不同产业再微调标准)，但静态问题必须确保动能与内能比例小于5%，才满足惯性力可以忽略的条件。若前述条件不满足，可依据动能与位能比例调整step time，才符合拟静态分析的标准，且同时兼顾计算效率与准确度。此外，拟静态分析在加载边界条件时，须採用Smooth Step(平滑加载)，以提高结果之稳定性，如下图所示。

备注：动态问题在检查初始质量增加比例时，应把模型中的刚体移除。而拟静态分析在检核动能与内能之比例时，可以在History output新增一组刚体动能之输出，在后处理时将刚体之动能扣除。