负体积解决方案

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1、负体积定义？ Negative volume负体积是由于 element 本身产生大变形造成自我体积的内面跑到外面接着被判断为负体积。 关于负体积的解决办法？负体积多是网格畸变造成的，和网格质量以及材料、载荷条件都有关系。有可能的原因和解 决的方法大概有几种：（1）材料参数设置有问题，选择合适的材料模式） （2）沙漏模式的变形积累，尝试改为全积分单元（3）太高的局部接触力（不要将 force 施在单一 node 上，最好分散到几个 node 上以 pressure 的方式等效施加），尝试调整间隙，降低接触刚度或降低时间步。（4）在容易出现大变形的地方将网格refine。（5）材料换的太软，是不

2、是也会出现负体积！（6）另外也可以采用ALE或是euler单元算法，用流固耦合功能代替接触，控制网格质量。 例如在承受压力的单元在受压方向比其他方向尺寸长。（ 7）尝试减小时间步长从 0.9 减小到 0.6 或更小。经验总结： 时间步长急剧变小，可能是因为单元产生了严重的畸变而导致的负体积现象，如果采用的是 四面体单元，你可以用网格重划分的方法来解决。如果你采用的是六面体单元，那目前就没 有很有效的方法，可以试一下*ELEMENT_SOLID_EFG,那对机器的要求相对就会比较高了。Q1：材料负体积解决方法（全面、有效）材料负体积解决方法在仿真中，通常有材料的大变形问题，如泡沫材料，由于单元大

3、扭曲而出现了单元负体积， 这种情况一般出来在材料失效之前。在没有网格光滑和网格从划分的情况下， ls-dyna 有一 个内部的限制来调节lagrange单元的变形。负体积一般都会导致计算中止，除非你设置时间 步长控制中的erode=1和设置终止控制中的dtmin为一非零数，这种情况下，出现负体积的 单元将被自动删除，计算也不会中止。不过就算你如上设置了 erode与dtmin，负体积有时 候也会导致计算出错停止。一些常用的解决负体积的方法如下： 在材料出现大应变的情况下增强材料的应力-应变曲线中材料应力。这种方法往往非常有效 果。2、重新划分网格，在出现大变形的地方把网格加密。 .3、减小时间

4、步长系数。默认的0.9系数可能不足以避免数值的不稳定。4、避免采用全积分体单元（算法2和3），这会导致大变形和大扭曲的情况下计算相对不稳 定。5、采用默认的单元算法（单点体单元）采用沙漏控制type4和5。泡沫的沙漏控制算法为: 在低速冲击问题中采用type6，系数为1；在高速冲击问题中采用type2和3。6、泡沫材料网格划分采用四面体网格，单元算法为10，虽然这样会导致材料相对比较刚性。 增大材料（泡沫材料57号材料）的阻尼系数，推荐采用系数为0.5。8、在泡沫接触计算中，采用*contact中的选项卡B,关闭shooting node logic。9、如果你采用的是126号材料，设置elf

5、orm=0。10、尝试使用 EFG 算法（*SECTION_SOLID_EFG）。Q2:各位高手:我做分析时将terminate time设为0.006s时没有负体积出现，但一旦延长求解 终止时间就会出现负体积，比如将terminate time设为0.01s时就会出现负体积，请问是什么原因呢，怎么解决好呢？1 把 ADMAP 的参数值设置为 0.1，在材料属性里面设置。2 可以试试减小接触厚度3 解决方法是将 timestep 改小，就没有负体积4 修改 *CONTROL_TIMESTEP 里面的 tssfac 已经是改小时间步了5 网格变形太大造成的。可以考虑一下改小失效应变和剪切应变，如

6、果不影响计算结果的话6 tssfac 参数值已经变很小了, 不管用.还有 ,设置的 terminate time 没有大于施加载荷的最终时 间Q3:探讨流固耦合中单元负体积出现的原因1 当流体单元的长宽比大于5 比 1 时，显示的结果就不准确了；当大于20 比 1 的时候，就 会出现负体积，无法得到结果。2 你可以把 MIR 设置为 0.3 以上试试3 你可以把单元细化；2 更改松弛系数（一般是增大）流体的单元一般的来说不能长宽比太大，特别是你把动网格 ALE 打开了的时候，所以可以把网格的长宽比缩小试试。Q4:负体积出现的原理是什么？1 负体积原因是雅阁比矩阵的行列式值为负值，一般减小时间步

7、长参数，增加材料刚度，改 变单元质量都可以的！2 如果是金属材料出现负体积，主要是单元质量问题，建议重新划分网格，但如果是非金属， 这是常见现象，不一定是网格问题，可以寻求其他的方法，3 发生的原因有可能是因为有 initial penetration. 所以因该先检查是不是有 initial penetration: 再来如果是少数的节点受力也因为力量集中造成负体积,所以这时候就可以把接触的网格划 分细一点另外如果是用hex element会有hourglass的情形，可以检查一下hourglass energy或者是两个 物体刚性相差太多,像是 foam 的材料, 可以在 foam 的表面

8、加一层 shell element 增加 solid element 的自由度与刚性4实体包壳的作法可以用HM的find face厚度其实只要很薄一层（0.1mm就可以了） 建议可以用不同的壳后测试一下 ，看看两个有什么不同，如果差不多的话，当然是用比较薄的 厚度材料方面我是用mat_3 or mat_9 null,重量可以跟实体的参数是一样的,另外不去设定contactQ5:边界层加密后出现负体积我第一层网格只能取到 0.1，再小了就出现负体积。这样计算出来的结果和试验差别较大， 特别在分离区。在GAMBIT做网格不会出现这样的问题，刚学习ICEM，不知道怎么处理 这样的问题，1 调整一下

9、block 节点的位置2 尽量不要让网格块扭曲或者夹角太小3 在出现负体积附近切几刀,产生新的节点,你可以慢慢调.QQ:負體積是由於element本身產生大變形造成自我體積的內面跑到外面接著被判讀為負體積， 控制使 element 不出現不合理變形的方法就如同 dragonwen 與 ayke 所說的幾點，注意使Hourglassing 情形減少，有以下幾個方法可以試看看1.避免單點loading=>不要將force施在單一 node上，最好是分散到幾個node上以pressure 的方式等效施加2在容易出現大變形的地方將網格refine3.使用全積分元素=>全積分元素沒有Hour

10、glassing問題，但計算速度慢且還有其他問題， 是最不建議的作法1 采用全积分单元2 使用均匀网格，避免采用单点集中载荷）3 全局增加模型的弹性刚度 全积分单元比减缩积分单元更容易出现负体积，但减缩积分单元要注意沙漏控制。 全局增加模型的弹性刚度会让模型比实际刚硬，不是好方法。!Q6:单元出现负体积如何删除该单元970 key manaul 里面在 restart input data 下使用方法是重启动时用的，就是在某一步中用sw1中止，然后生成.r重启动文件，删除不需 要的单元，然后计算应该是 *delete_element_solid:下面的参数是 node set No.Q7:为什

11、么钢铁和泡沫碰撞会产生负体积沙漏控制没加阿！建一个沙漏控制卡，选4号或6号，附给泡沫单元的part6接触中将soft改为1，将sfs和sfm改为0.1 负体积的原因是由于单元畸变引起的，单元节点编号有一个顺序，当变形过大，或者不合理 时， 某个或某些节点穿透所属单元的面，造成负体积。对于接触问题，控制收敛时，有时 要设接触反力或用其他办法，把穿透接触面的节点拉回去，这个反力过大时，单个时间步中， 这个节点被拉回的位移就很大，穿透了所属单元的面，这时就产生负体积，这时要减小时间 步，或者修改接触准则，很多办法，这几天我也遇到这个问题很困扰，是个接触问题，材料都是弹性的，有几个单元计算到某一 时间

12、步的时候就出现负体积，节点速度到12次方量级，而且前一步都很正常，变形都不大。 负体积那里是六面体单元，表面蒙有一层壳模拟夹层结构这个典型是接触时的负体积，修改一下接触控制，减小穿透时的反力，还有你的节点速度太 大，应该减小时间步。减缩积分的壳很容易产生沙漏，壳单元沙漏有可能产生负体积，你可以看看壳的变形就知道 了，如果不是特别的情况，应该不是由壳的沙漏引起的负体积的解决办法之一：stiffen up the material stress-strain curve at large strains 将材料的弹模取大Q8:关于实体单元负体积的问题1:察看你的边界约束条件是否正确2:调整时间间隔

13、,缩短时间步长3:把单点积分该为全积分4:重新选择一下你的材料模型.Q9:负体积和速度超限怎么解决？通常的办法是先检查你的网格是否发生严重的畸变，如果没有发生，可以适当减小时间步长 因子。Q10:完全重启动后出现负体积怎么处理啊？ solidl64单元，由于计算机过程中网格变形很 大，于是在计算机到一半时，讲网格重新划分了一下，结果出现很多负体积单元，1出现负体积是一件很痛苦的事情，尤其是算到一半，如果计算的结果已经满足你想要的数 据，劝你不要弄下去了。如果，你非要坚持下去，最直接的办法，重新建模型，调整网格大小，但是这样并不能保证， 一定不会出现负体积。自己慢慢摸索吧。 高手和凡人的差距往往

14、就体现在划分网格的水平之上！Q11:我在做一个冲击问题，老师出现负体积，怎么办啊？我减小时间步长，减小网格都不行， 负体积多是网格畸变造成的，和网格质量以及材料、载荷条件都有关系可能的原因和解决的方法大概有几种:1 材料参数设置有问题，2 选择合适的材料模式3 沙漏模式的变形积累，4 尝试改为全积分单元5 太高的局部接触力，尝试调整间隙，6 降低接触刚度或降低时间步另外也可以采用ALE或是euler单元算法，用流固耦合功能代替接触，控制网格质量，例如 在承受压力的单元在受压方向比其他方向尺寸长滑移网格?负体积-节点速度无限大（总结） 最近看到有不少这样的问题，总结一下吧希望大家用得着。一般出现

15、负体积，节点速度无限大，都可以通过缩短求解时间，减小时间步长，增加接触刚 度等这几种方法去试一试。1. 负体积是由于element本身产生大变形造成自我体积的内面跑到外面接着被判断为负体 积。因而，负体积多是网格畸变造成的，与网格质量以及材料、载荷条件都有关系。有可能 的原因和解决的方法一般有：（1）尝试减小时间步长从0.9减小到0.6或更小。（注意太小得到的结果不一定可信）（2）材料模型参数设置有问题，选择合适的材料本构。（3）局部接触力太大（不要将力施在单一 node 上，最好分散到几个 node 上以 pressure 的 方式等效施加），尝试调整间隙，降低接触刚度或降低时间步。（4）沙漏模式的变形积累，尝试改用全积分单元。（5）在容易出现大变形的地方将网格细化。（6）材料刚度不够，可能也会出现负体积。2. 节点速度无限大与接触，材料参数，网格形状等等都可能有关系，解决的方法一般有：1）网格质量太差，重分网格；（2）材料本构及状态方程的参数输入格式出错，检查K文件；3）输入的参数量纲不一致，仔细检查4）自定义的子程序存在问题，如岩石爆破中只考虑压，不考虑拉等5）材料太软，计算网格畸变，如在淤泥中爆炸6）接触定义出错。 借鉴经验： 时间步长急剧变小，可能是因为单元产生了严重的畸变而导致的