APDL Showcase2：超弹性密封圈网格加密分析
这是ANSYS APDL Technology Showcase的第二个案例。描述了一个橡胶密封圈在受压时发生大变形的案例，使用了重启动分析和网格重划分来保证计算能够进行。
这个案例官方给的也是一个dat文件和一个包含网格的cdb文件。这次的dat文件比较长，有接近400行。但实际上大部分命令并不复杂，或者说……真正复杂的命令其实也不需要写太长。
模型长这样：
上面和侧面分别是两根刚性的边界线。整个模型中可变形的只有中间这一块弹性密封组件，按照平面应变问题来模拟。它的材料是Ogden形式的超弹性模型。
超弹性本构模型经常被用来描述橡胶和生物软组织具有的非线性的应力-应变关系。有很多种应变能的函数形式可供选择，Ogden形式就是其中一种，它比较适合用于承受较大变形的超弹性材料。
当然，刚体和橡胶密封组件之间、密封组件自己和自己的表面之间也都定义了接触对，避免发生穿透。
这个案例用了三个分析步。第一个分析步将顶部的边界下压，然后进行两次网格重划分；第二个分析步对密封圈加热使其膨胀，并进行第三次网格重划分；第三个分析步施加了流体压力渗透载荷，模拟了密封液加压注入的过程。最终模型有一小部分被挤进密封件的间隙。
预览一下：
好的，下面开始讲解~
首先一段分析定义，设置重启动分析的写入点，以及参考温度、固定边界条件等信息。
接着是第一个分析步，朴实无华的一个位移边界条件，顶部刚性密封盖沿y方向下压18mm。
然后它就被这样压扁了。下面是第一分析步过后单元的静水压力云图。
（是不是感觉就已经被压得妈妈都不认识它了）
注意看这个云图的左上角部分。在真实的密封过程中，超弹性材料的密封圈会有一部分“流入”左上角两条刚体线之间的缝隙中。但在这个网格划分状态下，很显然由于网格尺寸较大，无法模拟出左上角被挤压进缝隙的这一行为。因此需要进行网格重划分分析。
接下来，就是第一次网格重划分的过程。在APDL命令里官方使用了一种……emmm非常暴力的方法。小孩子不要学（大人也别学他）。
……好么，直接在命令流里输入单元编号来选择的？这正常人谁顶得住啊。
让我们逐行研究一下这段命令流的作用：
/clear,nostart ! 清除数据库，不读取启动信息。
这一操作对应下图菜单项：
/filname,seal_assembly ! 定义任务名称。对应APDL界面中的File-Change JobName /solurezone,manual,1,20 ! 在第1载荷步的第20个子步位置定义手动进行的网格重划分。这里根据前面，一个时长为1s的载荷步被分成50个子步，所以第20个子步应该是位于0.4s时刻，下压7.2mm位置。 remesh,start ! 开始网格重划分。（中间是单元选择，按下不表） remesh,split ! 将网格切割。 remesh,fini ! 结束网格重划分操作。将现有二维或三维网格中的选定单元分割成四个四边形，退化四边形分割成三个四边形，二次三角形分割成四个二次三角形。一个四面体单元分裂成八个四面体。 mapsolve,500,pause ! 将原网格上的解映射到新划分的网格上。后面的数字500表示重新平衡残差所使用的最大子步数。 finish
因为网格重划分把解映射到0.4秒，第一次重画之后的网格长这样。
这后面还跟了一段重启动分析命令，重新把这个载荷步使用新画的网格求解完。
……那么，我们自己在做网格重划分的时候，能不能手动选择重划分的单元呢？
——那自然是可以的。毕竟APDL界面丑则丑矣，但也不是什么魔鬼嘛。按照上面APDL命令对应的顺序可以手动框选需要进行重划分的单元。然后再映射结果即可。
官方案例中，在这一载荷步一共进行了两次网格重划分和重启动分析。最终step-1结束时的网格和静水压力云图如下：（有没有看到左上角被挤出去一丢丢了！）
后面一个分析步，增加了温度载荷，2s时刻温度比室温升高了230度。升温以后单元的静水应力云图如下：
后面跟着的是第三次网格重划分。在左上角被挤出的附近位置又进行了一次网格加密。
接下来是第三个载荷步，其貌不扬的加了一个压力：
仔细查看帮助文档后才发现，这个地方可厉害了。因为这里施加的压力叫做“Fluid Pressure-Penetration Loads”，流体压力渗透载荷。
什么是流体压力渗透载荷呢？其实就是模拟一些高压流体（可能是气体或者液体），沿某个起点开始注入这个空腔。注入的过程中，如果遇到接触的表面，就试着在表面上施加给定的压力。如果施加压力后原先接触的表面被打开了，那么流体就可以流进去，继续向内渗透；如果接触的表面没有打开，那么压力渗透载荷的作用面就到此为止，不会向内进一步渗透。
由于流体压力载荷需要在施加过程中改变接触关系，所以这种载荷只能施加在CONTA接触单元上。
在命令流中，前面首先用esel单元选择命令使用单元编号选择了一些单元。这些全部是CONTA172单元。后面在sfe命令中，施加了流体压力载荷。
流体压力载荷会默认选择流体注入的起始点。如果不希望软件自动选择起始点的话，就需要使用
sfe,all,2,pres,,-1
来关闭默认选择起始点的功能。后面再手动选择了三个点作为流体压力渗透载荷的起点。
求解结束 3s时刻的液体压力渗透载荷。可以看到在接触关系为闭合的位置没有被施加压力。
最终求解结束的静水压力云图：
放大看左上角，可以看到确实有一部分已经被挤出去了。
好的，APDL Showcase2到此结束。
