ANSYS非線(xiàn)性分析命令解釋

1、ANSYS應(yīng)用基于問(wèn)題物理特性的自動(dòng)求解控制方法，把各種非線(xiàn)性分析控制參數(shù)設(shè)置到合適的值。如果用戶(hù)對(duì)這些設(shè)置不滿(mǎn)意，還可以手工設(shè)置。下列命令的缺省設(shè)置已進(jìn)行了優(yōu)化處理：AUTOTS PRED MONITORDELTIM NROPT NEQITNSUBST TINTP SSTIFCNVTOL CUTCONTROL KBCLNSRCH OPNCONTROL EQSLVARCLEN CDWRITE LSWRITE這些命令及其設(shè)置在將在后面討論。參見(jiàn)ANSYS Commands Reference。如果用戶(hù)選擇自己的設(shè)置而不是ANSYS的缺省設(shè)置，或希望用以前版本的ANSYS的輸入列表，則可用/ SO

2、LU 模塊的 SOLCONTROL ，OFF命令，或在/ BATCH 命令 后用/ CONFIG ，NLCONTROL，OFF命令。參見(jiàn) SOLCONTROL 命令的詳細(xì)描述。ANSYS對(duì)下面的分析激活自動(dòng)求解控制單場(chǎng)的非線(xiàn)性或瞬態(tài)結(jié)構(gòu)以及固體力學(xué)分析，在求解自由度為UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ的結(jié)合時(shí)；單場(chǎng)的非線(xiàn)性或瞬態(tài)熱分析，在求解自由度為T(mén)EMP時(shí)；注意 - 本章后面討論的求解控制對(duì)話(huà)框，不能對(duì)熱分析做設(shè)置。用戶(hù)必須應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的ANSYS求解命令或GUI來(lái)設(shè)置。2.2 非線(xiàn)性靜態(tài)分析步驟盡管非線(xiàn)性分析比線(xiàn)性分析變得更加復(fù)雜，但處理基本相同。只是在非線(xiàn)形

3、分析的過(guò)程中，添加了需要的非線(xiàn)形特性。 非線(xiàn)性靜態(tài)分析是靜態(tài)分析的一種特殊形式。如同任何靜態(tài)分析，處理流程主要由以下主要步驟組成：建模；設(shè)置求解控制；設(shè)置附加求解控制；加載；求解；考察結(jié)果。建模這一步對(duì)線(xiàn)性和非線(xiàn)性分析基本上是一樣的，盡管非線(xiàn)性分析在這一步中可能包括特殊的單元或非線(xiàn)性材料性質(zhì)，參考§4材料非線(xiàn)性分析，和§6.1單元非線(xiàn)性。如果模型中包含大應(yīng)變效應(yīng)，應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)必須依據(jù)真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)(或?qū)?shù))應(yīng)變表示。參見(jiàn)ANSYS Modeling and Meshing Guide。在ANSYS中建立了模型后，應(yīng)該設(shè)置求解控制(分析類(lèi)型、分析選項(xiàng)、荷載步等)選項(xiàng)，施加荷載

4、，最后求解。非線(xiàn)性分析與線(xiàn)性分析的不同之處是，前者需要許多荷載增量，并且總是需要平衡迭代。下面討論一般過(guò)程。參見(jiàn)本章的例子。設(shè)置求解控制設(shè)置求解控制包括定義分析類(lèi)型、設(shè)置分析的常用選項(xiàng)和指定荷載步選項(xiàng)。在做結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性靜態(tài)分析時(shí)，可以應(yīng)用求解控制對(duì)話(huà)框來(lái)設(shè)置。該對(duì)話(huà)框?qū)υS多非線(xiàn)性靜態(tài)分析提供了缺省設(shè)置。這樣，用戶(hù)需要的設(shè)置降低到最少。求解控制框的缺省設(shè)置，基本上與§2.1所述的自動(dòng)求解控制的設(shè)置相同。由于求解控制對(duì)話(huà)框是非線(xiàn)性靜態(tài)分析的推薦工具，我們?cè)谙旅鎸⒃敿?xì)論述，如用戶(hù)不想用這個(gè)對(duì)話(huà)框(GUI：Main Menu>Solution>-Analysis Type-Sol&

5、quot;n Control)，可以應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的ANSYS求解命令集或相應(yīng)的菜單(GUI：Main Menu> Solution>Unabridged Menu>option)。求解控制對(duì)話(huà)框的概況，見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide§3.11。注意 - 對(duì)于非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)完全瞬態(tài)分析，建議應(yīng)用求解控制對(duì)話(huà)框，但并不是必須如此，見(jiàn)§2.3。求解控制對(duì)話(huà)框進(jìn)入選擇(GUI：Main Menu>Solution>-Analysis Type-Sol"n Control)進(jìn)入求解控制對(duì)話(huà)框。下面幾節(jié)將論述這

6、個(gè)求解對(duì)話(huà)框中的內(nèi)容。對(duì)于其詳細(xì)說(shuō)明，可以在相應(yīng)標(biāo)簽下，按HELP按鈕進(jìn)入幫助系統(tǒng)。求解控制對(duì)話(huà)框-Basic標(biāo)簽求解控制對(duì)話(huà)框共有五個(gè)標(biāo)簽，其中最基本的選項(xiàng)位于第一個(gè)標(biāo)簽上，其他標(biāo)簽依此提供更高級(jí)的控制。進(jìn)入對(duì)話(huà)框后，缺省的標(biāo)簽就是 Basic標(biāo)簽。Basic標(biāo)簽中的內(nèi)容，提供了ANSYS分析所需要的最少設(shè)置。如果用戶(hù)對(duì)Basic標(biāo)簽中的設(shè)置滿(mǎn)意，就不必調(diào)整其他標(biāo)簽中的更高級(jí)的設(shè)置。在按OK按鈕以后，設(shè)置才作用于ANSYS數(shù)據(jù)庫(kù)，并關(guān)閉對(duì)話(huà)框。可用的Basic標(biāo)簽選項(xiàng)見(jiàn) 表2-1 。按HELP可得更多的說(shuō)明。表2-1 選項(xiàng)參見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide指定

7、分析類(lèi)型 ANTYPE , NLGEOM §1.2.6.1§3.16控制時(shí)間設(shè)置，包括:荷載步末的時(shí)間 TIME , 自動(dòng)時(shí)間步 AUTOTS ,一個(gè)荷載步中的子步數(shù) NSUBST 或 DELTIM §2.4§2.7.1指定寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中的結(jié)果數(shù)據(jù) OUTRES §2.7.4在非線(xiàn)性靜態(tài)分析中的一些特殊考慮如下：1、在設(shè)置 ANTYPE 和 NLGEOM 時(shí)，如果是執(zhí)行新的分析，選擇"Large Displacement Static"，但要記住并不是所有的非線(xiàn)性分析都產(chǎn)生大變形，見(jiàn)§3。如果想重啟動(dòng)一個(gè)已

8、失敗的非線(xiàn)性分析，選擇"Restart Gurrent Analysis"。在第1荷載步以后(即在首次運(yùn)行 SOLVE 命令后)，用戶(hù)不能改變這個(gè)設(shè)置。通常用戶(hù)要作一個(gè)新的分析，而不是重啟動(dòng)分析。重啟動(dòng)分析的討論見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide。2、在進(jìn)行時(shí)間設(shè)置時(shí)，記住這些選項(xiàng)可在任何荷載步改變。參見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide§2。高級(jí)的時(shí)間/頻率選項(xiàng)，參見(jiàn)。非線(xiàn)性分析要求在一個(gè)時(shí)間步上有多個(gè)子步，以使ANSYS能夠逐漸地施加荷載，并取得精確解。 NSUBST 和 DELTIM 命令產(chǎn)生相同的效果(建立荷載步的開(kāi)始

9、、最小和最大時(shí)間步)，但互為倒數(shù)。 NSUBST 定義一個(gè)荷載步上的子步數(shù)，而 DECTIM 顯式地定義時(shí)間步大小。如果自動(dòng)時(shí)間步 AUTOTS 關(guān)閉，則起始子步大小用于整個(gè)荷載步。3、 OUTRES 控制結(jié)果文件(Jobname.RST)中的數(shù)據(jù)。缺省時(shí)，在非線(xiàn)性分析中把最后一個(gè)子步的結(jié)果寫(xiě)入此文件。結(jié)果文件只能寫(xiě)入1000個(gè)結(jié)果集(子步)，但用戶(hù)可以用 / CONFIG ，NRES 命令來(lái)增大這一限值，參見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide。求解控制對(duì)話(huà)框-Transient標(biāo)簽這個(gè)標(biāo)簽的內(nèi)容是瞬態(tài)分析控制，只有在Basic標(biāo)簽中選擇了瞬態(tài)分析時(shí)這個(gè)標(biāo)簽才能應(yīng)用，否則呈灰

10、色。所以在這里不論述，參見(jiàn)§2.3。求解控制對(duì)話(huà)框-Sol"n Options標(biāo)簽這個(gè)標(biāo)簽設(shè)置的選項(xiàng)見(jiàn) 表2-2 。按本標(biāo)簽的HELP可得到更多的說(shuō)明。表2-2 選項(xiàng)參見(jiàn)指定方程求解器 EQSLV §2.2.2.7.1ANSYS Basic Analysis Guide§3.2-§3.10對(duì)多重啟動(dòng)指定參數(shù) RESCONTROL ANSYS Basic Analysis Guide§3.16.2求解控制對(duì)話(huà)框-Nonlinear標(biāo)簽用Nonlinear標(biāo)簽設(shè)置的選項(xiàng)見(jiàn) 表2-3 。按HELP按鈕進(jìn)入幫助系統(tǒng)可得到更多的說(shuō)明。

11、表2-3 選項(xiàng)參見(jiàn)激活線(xiàn)性搜索 LNSRCH §2.2.2.8.5§2.4激活自由度求解預(yù)測(cè) PRED §2.2.2.8.4指定一個(gè)荷載步中的最大子步數(shù) NEQIT §2.2.2.8.3指定是否需要包括蠕變計(jì)算 RATE §4.4§2.2.3.2.1設(shè)置收斂準(zhǔn)則 CNVTOL §2.2.2.8.2控制二分 CUTCONTROL §2.2.2.8.6求解控制對(duì)話(huà)框-Advanced NL標(biāo)簽用 Advanced NL 標(biāo)簽設(shè)置的選項(xiàng)見(jiàn) 表2-4 。按HELP按鈕進(jìn)入幫助系統(tǒng)可得到更多的說(shuō)明。表2-4

12、0;選項(xiàng)參見(jiàn)指定分析終止準(zhǔn)則 NCNV §2.2.2.8.3激活和終止弧長(zhǎng)法的控制 ARCLEN , ARCTRM §2.4ANSYS Basic Analysis Guide§2求解控制對(duì)話(huà)框-設(shè)置其他高級(jí)分析選項(xiàng)方程求解器ANSYS的自動(dòng)求解控制在大多數(shù)情況下，激活稀疏矩陣直接求解器( EQSLV ，SPARSE)。這是缺省的求解器，除了在子結(jié)構(gòu)分析的生成步驟外(這時(shí)用波前直接求解器)。其他選項(xiàng)包括波前直接求解器和PCG求解器。對(duì)于實(shí)體單元(如SOLID92或SOLID45)，使用PCG求解器可能更快，尤其是在三維模型中。如果用戶(hù)采用PCG求解器，可以考慮用

13、MSAVE 命令降低內(nèi)存應(yīng)用。 MSAVE 命令對(duì)于線(xiàn)性材料特性的SOLID92單元，觸發(fā)單元方法。為了應(yīng)用這一命令，必須是小應(yīng)變( NLGEOM ,OFF)靜力或完全瞬態(tài)分析。模型中不符合上述條件的其他部分，應(yīng)用總體集成剛度矩陣來(lái)求解。對(duì)于符合上述條件的模型部分，用 MSAVE ,ON 可能可節(jié)省70%的內(nèi)存，但求解時(shí)間可能增加，這與計(jì)算機(jī)的配置和CPU速度有關(guān)。與ANSYS中的迭代求解器不同，稀疏矩陣求解器是一個(gè)強(qiáng)大的求解器。雖然PCG求解器能夠求解不定矩陣方程，但在它碰到一個(gè)病態(tài)矩陣時(shí)，如果不能收斂，求解器將迭代至指定的迭代次數(shù)后停止迭代。在發(fā)生這種問(wèn)題時(shí)，它觸發(fā)二分。在完成二分后，如果

14、矩陣是良態(tài)的，求解器繼續(xù)求解。最后整個(gè)非線(xiàn)性荷載步可以得到求解。在結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性分析中，選擇稀疏矩陣求解器，還是選擇PCG求解器，可參照下面的建議：1、如果是梁、殼或者梁、殼、實(shí)體結(jié)構(gòu)，選擇稀疏矩陣求解器；2、如果是三維結(jié)構(gòu)，而且自由度數(shù)相對(duì)較大(200000個(gè)自由度或以上)，選擇PCG求解器；3、如果問(wèn)題是病態(tài)(由不良單元形狀引起)，或在模型的不同區(qū)域材料特性相差巨大，或者位移邊界條件不足，選擇稀疏矩陣求解器。求解控制對(duì)話(huà)框-設(shè)置其他高級(jí)荷載步選項(xiàng)自動(dòng)時(shí)間步ANSYS的自動(dòng)求解控制打開(kāi)自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng) AUTOTS ，ON。這一選項(xiàng)允許程序確定子步間載荷增量的大小和決定在求解期間是增加還是減小時(shí)間步

15、(子步)長(zhǎng)。在一個(gè)時(shí)間步的求解完成后，下一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的大小基于四種因素預(yù)計(jì)：在最近過(guò)去的時(shí)間步中使用的平衡迭代的數(shù)目(更多次的迭代成為時(shí)間步長(zhǎng)減小的原因)；對(duì)非線(xiàn)性單元狀態(tài)改變預(yù)測(cè)(當(dāng)狀態(tài)改變臨近時(shí)減小時(shí)間步長(zhǎng))；塑性應(yīng)變?cè)黾拥拇笮?；蠕變?cè)黾拥拇笮?。收斂?zhǔn)則程序?qū)⑦B續(xù)進(jìn)行平衡迭代直到滿(mǎn)足收斂準(zhǔn)則 CNVTOL (或者直到達(dá)到允許的平衡迭代的最大次數(shù) NEQIT 。如果缺省的收斂準(zhǔn)則不滿(mǎn)意，可以自己定義收斂準(zhǔn)則。ANSYS的自動(dòng)求解控制應(yīng)用等于0.5%的力(或力矩)的L2-范數(shù)容限(TOLER)，這對(duì)于大部分情況合適。在大多數(shù)情況下，除了進(jìn)行力范數(shù)的檢查外，還進(jìn)行TOLER等于5%的位移L2-范

16、數(shù)的檢查。缺省時(shí)，程序?qū)⑼ㄟ^(guò)比較不平衡力的平方和的平方根（SRSS）與VALUE×TOLER的值來(lái)檢查力(在包括轉(zhuǎn)動(dòng)自由度時(shí)，還有力矩)的收斂。 VALUE 的缺省值是所加載荷(或在施加位移時(shí)，Netwton-Raphson回復(fù)力)的SRSS，或 MINREF (其缺省為0.001)，取較大者。如果 SOLCONTROL ，OFF，則對(duì)于力的收斂， TOLER 的缺省值是0.001，而 MINREF 的缺省為1.0。用戶(hù)應(yīng)當(dāng)幾乎總是使用力收斂檢查?？梢蕴砑游灰?或者轉(zhuǎn)動(dòng))收斂檢查。對(duì)于位移，程序?qū)⑹諗繖z查

17、建立在當(dāng)前(i)和前面(i-1)次迭代之間的位移改變(u)上，u =u i -u i-1 。注意 如果用戶(hù)明確地定義了任何收斂準(zhǔn)則 CNVTOL ，缺省準(zhǔn)則將失效。因此，如果用戶(hù)定義了位移收斂檢查，用戶(hù)將不得不再定義力收斂檢查(使用多個(gè) CNVTOL 命令來(lái)定義多個(gè)收斂準(zhǔn)則)。使用嚴(yán)格的收斂準(zhǔn)則將提高用戶(hù)的結(jié)果的精度，但以更多次的平衡迭代為代價(jià)。如果用戶(hù)想緊縮(或放松但不推薦)收斂準(zhǔn)則，用戶(hù)應(yīng)當(dāng)改變 TOLER 一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。一般地，用戶(hù)應(yīng)當(dāng)繼續(xù)使用VALUE的缺省值；也就是，通過(guò)調(diào)整TOLER，而不是VALUE，來(lái)改變收斂準(zhǔn)則。用戶(hù)應(yīng)當(dāng)確保MINREF=0.001的缺省

18、值在用戶(hù)的分析范圍內(nèi)有意義。如果應(yīng)用某一單位系統(tǒng)，使荷載變得十分小，可能需要指定較小的MINREF值。在非線(xiàn)性分析中，不推薦把兩個(gè)或多個(gè)不相連的結(jié)構(gòu)放在一起分析，因?yàn)槭諗繖z查試圖把這些彼此不相連的結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)，通常會(huì)產(chǎn)生不希望的殘余力。在單一和多自由度系統(tǒng)中檢查收斂要在單自由度系統(tǒng)中檢查收斂，用戶(hù)對(duì)這一個(gè)自由度計(jì)算出不平衡力，然后將這個(gè)值與給定的收斂準(zhǔn)則(VALUE×TOLER)比較 (同樣也可以對(duì)單自由度的位移或旋轉(zhuǎn)收斂進(jìn)行類(lèi)似的檢查)。然而，在多自由度系統(tǒng)中，用戶(hù)也許想使用不同的比較方法。ANSYS程序提供三種不同的矢量范數(shù)用于收斂檢查：無(wú)窮范數(shù)在用戶(hù)模型中的每一個(gè)自由度處重復(fù)單

19、自由度檢查；L1范數(shù)將收斂準(zhǔn)則同所有自由度的不平衡力(或力矩)的絕對(duì)值的總和相比較；L2范數(shù)使用所有自由度不平衡力(或力矩)的SRSS進(jìn)行收斂檢查。當(dāng)然，對(duì)于位移收斂檢查，可以執(zhí)行附加的L1、L2檢查。實(shí)例對(duì)于下面例子，如果不平衡力(在每一個(gè)自由度處單獨(dú)檢查)小于或等于5000×0.0005(也就是2.5)，且如果位移的改變(以SRSS檢查)小于或等于10×0.001(也就是0.01)，子步將認(rèn)為是收斂的。CNVTOL，F(xiàn)，5000，0.0005，0CNVTOL，U，10，0.001，2平衡迭代的最大次數(shù)ANSYS的自動(dòng)求解控制把NEQIT的值，根據(jù)問(wèn)題的物理特性，設(shè)置為1

20、5到26次平衡迭代。應(yīng)用小時(shí)間步，可減少二次收斂迭代次數(shù)。這個(gè)選項(xiàng)限制了一個(gè)子步中進(jìn)行的最大平衡迭代次數(shù)(如關(guān)閉求解控制，缺省=25)。如果在這個(gè)平衡迭代次數(shù)之內(nèi)不能滿(mǎn)足收斂準(zhǔn)則，且如果自動(dòng)步長(zhǎng)是打開(kāi)的 AUTOTS ，分析將嘗試使用二分法。如果二分法是不可能的，那么，分析將或者終止，或者進(jìn)行下一個(gè)載荷步，依據(jù)用戶(hù)在 NCNV 命令中發(fā)出的指示。預(yù)測(cè)修正選項(xiàng)如不存在梁或殼單元，ANSYS的自動(dòng)求解控制設(shè)置 PRED ，ON。如果當(dāng)前子步的步長(zhǎng)大大減小，PRED將關(guān)閉。對(duì)于瞬態(tài)分析，將關(guān)閉預(yù)測(cè)選項(xiàng)。對(duì)于每一個(gè)子步的第一次平衡迭代，用戶(hù)可以激活自由度求解的預(yù)測(cè)。這個(gè)特點(diǎn)將加速收斂，且如果非線(xiàn)性響應(yīng)

21、是相對(duì)平滑的，它特別的有用。在包含大轉(zhuǎn)動(dòng)或粘彈的分析中它并不是非常有用。在大轉(zhuǎn)動(dòng)分析中，預(yù)測(cè)可能引起發(fā)散，因而不推薦使用。線(xiàn)性搜索選項(xiàng)ANSYS的自動(dòng)求解控制，將根據(jù)需要關(guān)閉或打開(kāi)線(xiàn)性搜索。對(duì)大多數(shù)接觸問(wèn)題， LNSRCH 打開(kāi)。對(duì)大多數(shù)非接觸問(wèn)題， LNSRCH 關(guān)閉。這個(gè)收斂增強(qiáng)工具用程序計(jì)算出的比例因子(具有0和1之間的值)乘以計(jì)算出的位移增量。因?yàn)榫€(xiàn)性搜索算法是用來(lái)對(duì)自適應(yīng)下降選項(xiàng) NROPT 進(jìn)行的替代，如果線(xiàn)性搜索選項(xiàng)是開(kāi)，自適應(yīng)下降不被自動(dòng)激活。不建議用戶(hù)同時(shí)激活線(xiàn)性搜索和自適應(yīng)下降。當(dāng)存在強(qiáng)制位移時(shí)，只有至少有一次迭代的線(xiàn)性搜索值為1，計(jì)算才可以收斂。ANSYS調(diào)節(jié)整個(gè)U矢量，

22、包括強(qiáng)制位移值，否則，除了強(qiáng)制自由度處以外，一個(gè)小的位移值將隨處發(fā)生。直到迭代中的某一次具有1的線(xiàn)性搜索值，ANSYS才施加全部位移值。步長(zhǎng)縮減準(zhǔn)則為了更好地控制時(shí)間步長(zhǎng)上的二分和縮減，應(yīng)用 CUTCONTROL ， Lab ,VALUE,Option。缺省時(shí)，對(duì)于 Lab=PLSLIMIT(最大塑性應(yīng)變?cè)隽繕O限)，VALUE設(shè)置為15%。設(shè)這么大的值，是為避免由高塑性應(yīng)變引起的不必要的二分，因?yàn)楦咚苄詰?yīng)變可能是由用戶(hù)并不感興趣的局部奇異引起。對(duì)于顯式蠕變(Option=0),Lab=CRPLIM(蠕變?cè)隽繕O限)，VALUE設(shè)置為10%。這對(duì)蠕變分析是一個(gè)合理的極

23、限。對(duì)于隱式蠕變(Option=1),缺省為無(wú)最大蠕變準(zhǔn)則。但是用戶(hù)可以指定蠕變率控制。對(duì)于二階動(dòng)力方程，每個(gè)周期的點(diǎn)數(shù)(Lab=NPOINT)，缺省為VALUE=13，這樣可以很小的代價(jià)獲得有效精度。設(shè)置附加求解選項(xiàng)本節(jié)論述的選項(xiàng)，不出現(xiàn)在求解對(duì)話(huà)框中。這些選項(xiàng)的缺省值，一般很少需要改變。求解控制對(duì)話(huà)框不能設(shè)置的高級(jí)分析選項(xiàng)應(yīng)力剛化效應(yīng)為了考慮屈曲、分叉行為，ANSYS在所有幾何非線(xiàn)性分析中，包括了應(yīng)力剛化。如果用戶(hù)有信心放棄這種效應(yīng)，則可以關(guān)閉應(yīng)力剛化效應(yīng)( SSTIF ，OFF)。在一些單元中，這個(gè)命令無(wú)作用，見(jiàn)ANSYS Elements Reference。命令： SSTIFGUI：

24、Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Analysis Options牛頓拉普森選項(xiàng)在存在非線(xiàn)性時(shí)，ANSYS的自動(dòng)求解控制將應(yīng)用自適應(yīng)下降關(guān)閉的完全牛頓拉普森選項(xiàng)。但在應(yīng)用點(diǎn)-點(diǎn)，點(diǎn)-面接觸單元的摩擦接觸分析中，自適應(yīng)下降功能是自動(dòng)打開(kāi)的（如CONTAC12、CONTAC48、CONTAC49、CONTAC52單元）。下伏接觸單元需要自適應(yīng)下降才能收斂。命令： NROPTGUI：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Analysis Options僅在非線(xiàn)性分析中使用這個(gè)選項(xiàng)。這個(gè)選項(xiàng)指定在求

25、解期間每隔多久修改一次正切矩陣。如果用戶(hù)不想采用缺省值，可以指定這些值中的一個(gè)：· 程序選擇( NROPT ,ANTO)：程序基于用戶(hù)模型中存在的非線(xiàn)性種類(lèi)選用這些選項(xiàng)中的一個(gè)。需要時(shí)牛頓拉普森方法將自動(dòng)激活自適應(yīng)下降。· 完全牛頓拉普森法( NROPT ,FULL)；程序使用完全的牛頓拉普森方法。在這種處理方法中，每進(jìn)行一次平衡迭代，就修改剛度矩陣一次。如果自適應(yīng)下降是打開(kāi)(可選)，只要迭代保持穩(wěn)定(也就是只要?dú)堄囗?xiàng)減小，且沒(méi)有負(fù)主對(duì)角線(xiàn)出現(xiàn))，程序?qū)H使用正切剛度陣。如果在一次迭代中探測(cè)到發(fā)散傾向，程序拋棄發(fā)散的迭代且重新開(kāi)始求解，應(yīng)用正切和正割剛度矩陣的加權(quán)組合。當(dāng)?shù)?/p>

26、代回到收斂模式時(shí)，程序?qū)⒅匦麻_(kāi)始使用正切剛度矩陣。對(duì)復(fù)雜的非線(xiàn)性問(wèn)題自適應(yīng)下降通常將提高程序獲得收斂的能力，但它只支持ANSYS Element Reference中由單元輸入?yún)R總表中的“Special Features”指明的單元(見(jiàn)ANSYS Element Reference表，其中n為單元編號(hào))。· 修正的牛頓拉普森法( NROPT ,MODI)：使用修正的牛頓拉普森方法。在這種方法中，正切剛度矩陣在每一子步中都被修正。在一個(gè)子步的平衡迭代期間矩陣不被改變。這個(gè)選項(xiàng)不適用于大變形分析。自適應(yīng)下降不可用。· 初始剛度牛頓拉普森法( NROPT ,INIT)：在每一次平

27、衡迭代中都使用初始剛度矩陣。這一選項(xiàng)比完全選項(xiàng)似乎較不易發(fā)散，但它經(jīng)常要求更多次的迭代來(lái)得到收斂。它不適用于大變形分析。自適應(yīng)下降不可用。· 不對(duì)稱(chēng)矩陣完全牛頓拉普森方法 ( NROPT ,UNSYM)：應(yīng)用完全牛頓拉普森方法，剛度矩陣在每一次平衡迭代中都修正。此外，它生成并使用在下面任何一種情況中可以應(yīng)用的不對(duì)稱(chēng)矩陣：如用戶(hù)在運(yùn)行壓力產(chǎn)生的破壞分析，不對(duì)稱(chēng)的壓力荷載剛度可能有助于取得收斂?？蓱?yīng)用 SOLCONTROL ,INCP 命令來(lái)包括荷載剛度。如果應(yīng)用 TB ,USER 命令定義不對(duì)稱(chēng)材料模型，則需要用 NROPT ,UNSYM 命令來(lái)充分應(yīng)用所定義的特性。如進(jìn)行接觸分析，不

28、對(duì)稱(chēng)接觸剛度矩陣可以完全地耦合滑動(dòng)和法向剛度。見(jiàn)§5.4。用戶(hù)應(yīng)首先試驗(yàn) NROPT ,FULL 命令；然后如果收斂困難的話(huà)，再試驗(yàn) NROPT ,UNSYM 命令。注意，應(yīng)用不對(duì)稱(chēng)求解器需要比對(duì)稱(chēng)求解器更多的計(jì)算機(jī)時(shí)間。· 如果模型有多態(tài)單元，則將在狀態(tài)改變時(shí)進(jìn)行疊代修正，而不管牛頓拉普森選項(xiàng)設(shè)置如何。求解控制對(duì)話(huà)框不能設(shè)置的高級(jí)荷載步選項(xiàng)蠕變準(zhǔn)則如果結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出蠕變行為，可以指定蠕變準(zhǔn)則用于自動(dòng)時(shí)間步調(diào)整 CRPLIM , CRCR , Option (如果自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng) AUTOTS 關(guān)閉，蠕變準(zhǔn)則無(wú)效)。程序?qū)?duì)所有單元計(jì)算蠕應(yīng)變

29、增量(在最近時(shí)間步中蠕變的變化 cr )對(duì)彈性應(yīng)變 el 的比值。如果最大比值比判據(jù) CRCR 大，程序?qū)p小下一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)；如果小，程序或許增加下一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)(同樣，程序?qū)炎詣?dòng)時(shí)間步長(zhǎng)建立在平衡迭代次數(shù)、即將發(fā)生的單元狀態(tài)改變以及塑性應(yīng)變?cè)隽康幕A(chǔ)上。時(shí)間步長(zhǎng)將被調(diào)整到對(duì)應(yīng)這些項(xiàng)目中的任何一個(gè)所計(jì)算出的最小值)。對(duì)于顯式蠕變( OPTION=0)，如果比值 cr/ el 高于0.25的穩(wěn)定界限，且如果時(shí)間增量不能被減小，解可能發(fā)散且分析將由于錯(cuò)誤信息而終止。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)使最小時(shí)間步長(zhǎng)足夠小來(lái)避免 DELTIM 和 NSUBST 。對(duì)于隱式蠕變( 

30、OPTION=1)，缺省無(wú)最大蠕變極限，但用戶(hù)可以指定任意的蠕變率控制。命令： CRPLIMGUI：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-Nonlinear>Creep Criterion注意 -如果在分析中不需要包括蠕變效應(yīng)，則應(yīng)用 RATE 命令及 Option=OFF，或把時(shí)間步設(shè)置成比前一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)些，但不大于1.0e-6。時(shí)間步開(kāi)放控制這個(gè)選項(xiàng)可用于熱分析(記住用戶(hù)不能通過(guò)求解控制對(duì)話(huà)框來(lái)設(shè)置熱分析選項(xiàng)，必須用ANSYS標(biāo)準(zhǔn)命令集或相應(yīng)菜單來(lái)設(shè)置)。這個(gè)選項(xiàng)的主要應(yīng)用是最終溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)的非穩(wěn)態(tài)熱分

31、析。在這種情況下，時(shí)間步可很快開(kāi)放。其缺省值是，如果TEMP增量在三個(gè)連續(xù)子步中小于0.1(NUMSTEP=3)，則時(shí)間步大小可以為“開(kāi)放”(缺省值=0.1)。然后時(shí)間步被連續(xù)增加以加快求解效率，。命令： OPNCONTROLGUI：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-Nonlinear>Open Control求解監(jiān)視這個(gè)選項(xiàng)為監(jiān)視指定節(jié)點(diǎn)上的指定自由度的求解值提供了方便。這個(gè)命令為用戶(hù)快速觀察求解收斂效率提供了可能，而不必通過(guò)冗長(zhǎng)的輸出文件來(lái)取得這些信息。例如，在一個(gè)子步上嘗試次數(shù)過(guò)大，這個(gè)文件包含的

32、信息將提供指示：要么降低初始時(shí)間步，要么增加最小的子步數(shù)，這可通過(guò) NSUBST 命令來(lái)避免二分次數(shù)過(guò)多。命令： MONITORGUI：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-Nonlinear>Monitor激活和殺死選項(xiàng)根據(jù)需要指定“生”、“死”選項(xiàng)。對(duì)選定的單元，可以“殺死” EKILL 和“激活” EALIVE ，以模擬在結(jié)構(gòu)中移走或添加材料。作為標(biāo)準(zhǔn)的“生”、“死”方法以外的另一個(gè)方法，用戶(hù)可以對(duì)所選擇的單元在荷載步之間改變材料特性 MPCHG 。命令： EKILLEALIVEGUI：Main Me

33、nu>Solution>-Load Step Opts-Other>Kill ElementsMain Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Activate Elem程序通過(guò)用一個(gè)非常小的數(shù)(它由 ESTIF 命令設(shè)置)乘以它的剛度并從總質(zhì)量矩陣消去它的質(zhì)量來(lái)“殺死”一個(gè)單元。對(duì)殺死單元的單元載荷(壓力、熱通量、熱應(yīng)變等等)同樣地設(shè)置為零。用戶(hù)需要在前處理中定義所有可能的單元，用戶(hù)不可能在 SOLUTION 中產(chǎn)生新的單元。要在用戶(hù)的分析的后面階段中“激活”的那些單元，在第一個(gè)載荷步前應(yīng)當(dāng)被“殺死”，然后在適當(dāng)?shù)妮d荷步的開(kāi)

34、始被重新“激活”。當(dāng)單元被重新“激活”時(shí)，它們具有零應(yīng)變狀態(tài)，且(如果 NLGEOM ,ON )它們的幾何構(gòu)形(長(zhǎng)度、面積等等) 被修改來(lái)與它們現(xiàn)在變形后的位置相適應(yīng)。參見(jiàn)ANSYS Advanced Analysis Techniques Guide。另一個(gè)在求解過(guò)程中影響單元行為的方法是修改選定單元的材料特性：命令： MPCHGGUI：Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Change Mat Props>Change Mat Num注意 -應(yīng)用 MPCHG 是要注意。在求解期間改變它的材料性質(zhì)參考號(hào)，可能產(chǎn)生不希望的結(jié)果

35、，特別是如果用戶(hù)改變材料非線(xiàn)性特性 TB 。輸出控制選項(xiàng)除了可以通過(guò)求解控制對(duì)話(huà)框可以設(shè)置的 OUTRES 外，用戶(hù)還可以設(shè)置其他輸出選項(xiàng)。命令： OUTPRERESXGUI：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-OutputCtrls>Solu PrintoutMain Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-OutputCtrls>Integration Pt打印輸出選項(xiàng) OUTPR 可在輸出文件( Jobname . OUT

36、)中包括所想要的任何結(jié)果數(shù)據(jù)。結(jié)果外推 ERESX 拷貝一個(gè)單元的積分點(diǎn)應(yīng)力和彈性應(yīng)變結(jié)果到結(jié)點(diǎn)來(lái)替代外推，如果在單元中存在非線(xiàn)性(塑性、蠕變、膨脹)的話(huà)。積分點(diǎn)非線(xiàn)性應(yīng)變總是被拷貝到結(jié)點(diǎn)。參見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide§2。施加荷載在這一步把荷載施加到模型中，參見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide§2。記住慣性荷載和點(diǎn)荷載將保持方向不變，但表面荷載在大變形分析中將跟隨結(jié)構(gòu)的變形而變化。用戶(hù)可以定義一維數(shù)據(jù)表(TABLE類(lèi)型的數(shù)組參數(shù))來(lái)施加復(fù)雜邊界條件。求解1、把數(shù)據(jù)庫(kù)保存為一個(gè)文件。命令： SAVEGUI：Utility Me

37、nu>File>Save as2、求解命令： SOLVEGUI：Main Menu>Solution>-Solve-Current LS3、如用戶(hù)定義了多個(gè)荷載步，則必須指定時(shí)間設(shè)置、荷載步選項(xiàng)等，然后保存和求解每個(gè)附加的荷載步。參見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide。4、退出求解器命令： FINISHGUI：關(guān)閉求解菜單考察結(jié)果非線(xiàn)性靜態(tài)分析的結(jié)果，主要由位移、應(yīng)力、應(yīng)變以及反作用力組成?？梢杂猛ㄓ煤筇幚砥鱌OST1，或者時(shí)間歷程后處理器POST26，來(lái)考察這些結(jié)果。記住用POST1一次僅可以讀取一個(gè)子步，且來(lái)自那個(gè)子步的結(jié)果應(yīng)當(dāng)已被寫(xiě)入 Jobna

38、me.RST 。(載荷步選項(xiàng)命令 OUTRES 控制哪一個(gè)子步的結(jié)果被存儲(chǔ)入 Jobname.RST )。典型的POST1后處理順序?qū)⒃谙旅婷枋?。要記住的要點(diǎn)用POST1考察結(jié)果，數(shù)據(jù)庫(kù)中的模型必須與用于求解計(jì)算的模型相同。結(jié)果文件( Jobname.RST )必須是可用的。用POST1考察結(jié)果1、檢查用戶(hù)的輸出文件( Jobname.OUT )是否在所有的子步分析都收斂。如果不收斂，用戶(hù)可能不想進(jìn)行后處理，而是想確定為什么收斂失敗。如果用戶(hù)的解收斂，那么繼續(xù)進(jìn)行后處理。2、進(jìn)入POST1。如果用于求解的模型現(xiàn)在不在數(shù)據(jù)庫(kù)中，發(fā)出 RESUME 命令。命令：/ POST1GUI：Main Me

39、nu>General Postproc3、讀取需要的載荷步和子步結(jié)果，這可以依據(jù)載荷步和子步號(hào)或者時(shí)間來(lái)識(shí)別，然而不能依據(jù)時(shí)間來(lái)識(shí)別出弧長(zhǎng)法結(jié)果。命令： SETGUI：Main Menn>General Postproc>Read Results-Load step同樣地用戶(hù)可以使用 SUBSET 或者 APPEND 命令來(lái)只對(duì)選出的部分模型讀取或者合并結(jié)果數(shù)據(jù)。這些命令中的任何一個(gè)中的 LIST 參數(shù)列出結(jié)果文件中可用的解。用戶(hù)同樣地可以通過(guò) INRES 命令限制從結(jié)果文件到基本數(shù)據(jù)被寫(xiě)的數(shù)據(jù)總量。另外可以用 ETABLE 命令對(duì)選出的單元進(jìn)行后處理，見(jiàn)

40、ANSYS Commands Reference警告 ：如果用戶(hù)指定了一個(gè)沒(méi)有結(jié)果可用的TIME值，ANSYS程序?qū)⑦M(jìn)行線(xiàn)性?xún)?nèi)插來(lái)計(jì)算出那Time處的結(jié)果。認(rèn)識(shí)到在非線(xiàn)分析中這種線(xiàn)性?xún)?nèi)插通常將導(dǎo)致某些精度損失(參看 圖2-1 )。因此，對(duì)于非線(xiàn)性分析，通常用戶(hù)應(yīng)當(dāng)在一個(gè)精確地對(duì)應(yīng)于要求子步的TIME處進(jìn)行后處理。圖2-1 非線(xiàn)性結(jié)果的線(xiàn)性?xún)?nèi)插可能引起某些誤差4、使用下列任意選項(xiàng)顯示結(jié)果1)顯示已變形的形狀命令： PLDISPGUI：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shapes在大變形分析中，一般優(yōu)先使用真實(shí)比例

41、顯示 DSCALE ，1。2)等值線(xiàn)顯示命令： PLNSOL 或 PLESOLGUI：Main Menu>General Postproc>Plot Results>-Contour Plot-Nodal Solu 或 Element Solu使用這些選項(xiàng)來(lái)顯示應(yīng)力、應(yīng)變或者任何其它可用項(xiàng)目的等值線(xiàn)。如果鄰接的單元具有不同材料行為(可能由于塑性或多線(xiàn)性彈性的材料性質(zhì)，由于不同的材料類(lèi)型，或者由于鄰近的單元的死活屬性不同而產(chǎn)生)，用戶(hù)應(yīng)當(dāng)注意避免結(jié)果中的結(jié)點(diǎn)應(yīng)力平均錯(cuò)誤。PLNSOL 和 PLESOL 命令的 KUND 域使用戶(hù)可以在原始圖形上疊加變形圖。同

42、樣地用戶(hù)可以繪制單元表數(shù)據(jù)和線(xiàn)單元數(shù)據(jù)的等值線(xiàn)：命令： PLETAB ， PLLSGUIS：Main Menu>General Postproc>Element Table>Plot Element TableMain Menu>General Postproc>Plot Results>-Contour Plot-Line Elem Res使用 PLETAB 命令來(lái)繪制單元表數(shù)據(jù)的等值線(xiàn)，用 PLLS 命令來(lái)繪制線(xiàn)單元數(shù)據(jù)的等值線(xiàn)。3)列表命令： PRNSOL (結(jié)點(diǎn)結(jié)果)，PRESOL (結(jié)果)，PRRSOL (反作用力數(shù)據(jù))PRETABPRITER (

43、子步總計(jì)數(shù)據(jù))等等。NSORTESORTGUIS：Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal SolutionMain Menu>General Postproc>List Results>Element SolutionMain Menu>General Postproc>List Results>Reaction Solution使用 NSORT 和 ESORT 命令在將數(shù)據(jù)列表前對(duì)它們進(jìn)行排序。4)其它的性能在POST1中還可用許多其它的后處理功能(如在路徑上映射結(jié)果，記錄參量列表，等等

44、)，見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide。對(duì)于非線(xiàn)性分析，載荷工況組合通常是無(wú)效的。用POST26考察結(jié)果用戶(hù)可以使用時(shí)間歷程后處理器POST26來(lái)考察非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)的載荷歷程響應(yīng)。使用POST26比較一個(gè)ANSYS變量對(duì)另一個(gè)變量的關(guān)系。例如，用戶(hù)可以用圖形表示某一結(jié)點(diǎn)處的位移與對(duì)應(yīng)的所加載荷的關(guān)系，或者用戶(hù)可以列出某一結(jié)點(diǎn)處的塑性應(yīng)變和對(duì)應(yīng)的TIME值之間的關(guān)系。典型的POST26后處理順序可以遵循這些步驟：1、 根據(jù)用戶(hù)的輸出文件( Jobname.OUT )檢查是否在所有要求的載荷步內(nèi)分析都收斂。用戶(hù)不應(yīng)當(dāng)將設(shè)計(jì)決策建立在不收斂結(jié)果的基礎(chǔ)上。2、 如果用戶(hù)的解收斂，進(jìn)入P

45、OST26，如果用戶(hù)的模型不在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，發(fā)出 RESUME 命令。命令：/ POST26GUI：Main Menu>TimeHist Postpro3、定義在后處理期間使用的變量命令： NSOL，ESOL，RFORCEGUI：Main Menu>Time Hist Postproc>Define Variables4、圖形或者列表顯示變量命令： PLVAR (圖形表示變量)， PRVAR ， EXTREM (列表變量)GUIS：Main Menu>Time Hist Postprac>Graph Variable SMain Menu>Time Hist P

46、ostproc>List VariablesMain Menu>Time Hist Postproc>List Extremes5、其它的性能許多其它的后處理函數(shù)可用于POST26，參考ANSYS Basic Analysis Guide§6。此外還可參見(jiàn) NLGEOM,SSTIF,NROPT,TIME,NSUBST,AUTOTS,KBC, CNVTOL,NEQIT, NCNV,PRED,OUTES 和 SOLU 命令的說(shuō)明。終止正在運(yùn)行的工作,重起動(dòng)用戶(hù)可以通過(guò)產(chǎn)生一個(gè)“abort”文件(Jobname.ABT)停止一個(gè)非線(xiàn)性分析，見(jiàn)ANSYS Basic Ana

47、lysis Guide§3。一旦求解成功地完成，或者收斂失敗發(fā)生，程序也將停止分析。如果一個(gè)分析在終止前已成功地完成了一次或多次迭代，用戶(hù)可以屢次重啟動(dòng)它。見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide§3.16。2.3 非線(xiàn)性瞬態(tài)分析步驟許多需要進(jìn)行非線(xiàn)性瞬態(tài)分析的任務(wù)，與非線(xiàn)性靜力分析(參見(jiàn)§2.2)和線(xiàn)性完全瞬態(tài)分析相同或相似。本節(jié)論述非線(xiàn)瞬態(tài)分析的一些附加考慮。請(qǐng)記住§2.2論述的求解控制對(duì)話(huà)框，不能應(yīng)用于熱分析的求解控制，只能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的ANSYS命令集或菜單來(lái)進(jìn)行熱分析的設(shè)置。建模這一步驟與非線(xiàn)性靜力分析相同，參見(jiàn)§2.2。但

48、是，如果分析中包含時(shí)間的積分效應(yīng)，則必須輸入質(zhì)量密度 MP ,DENS。如果需要，還可以定義與材料相關(guān)的結(jié)構(gòu)阻尼 MP ,DAMP。施加荷載和求解1、指定瞬態(tài)分析類(lèi)型，定義分析選項(xiàng)，與非線(xiàn)性靜力分析相同：新的分析或重啟動(dòng) ANTYPE 分析類(lèi)型：瞬態(tài) ANTYPE 大變形效應(yīng) NLGEOM 大位移瞬態(tài)(如果用求解控制對(duì)話(huà)框設(shè)置分析類(lèi)型)。2、施加荷載，并指定荷載步選項(xiàng)，這與線(xiàn)性完全瞬態(tài)動(dòng)力分析中相同。瞬態(tài)時(shí)間歷程通常需要多個(gè)荷載步，其中第1荷載步典型地用于建立初始條件，見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide。此外，非線(xiàn)性靜力分析中所用的一般的非線(xiàn)性、生和死、輸出控制等，在非線(xiàn)性

49、瞬態(tài)分析中也可應(yīng)用。在非線(xiàn)性瞬態(tài)分析中，時(shí)間必須大于0。對(duì)于非線(xiàn)性瞬態(tài)分析，用戶(hù)必須說(shuō)明是階梯荷載還是斜坡荷載 KBC 。見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide對(duì)此的進(jìn)一步論述。命令： ALPHADBETADTIMINTTINTPGUI：Main Menu>Solution>-Analysis Type-Sol"n Control:Transient TabMain Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-Time/Frequenc>DampingMain Menu>Solu

50、tion>Unabridged Menu>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time Integration動(dòng)力選項(xiàng)解釋?zhuān)鹤枘?Rayleigh阻尼常數(shù)用常數(shù)質(zhì)量 ALPHAD 和剛度 BETAD 矩陣乘子定義。在非線(xiàn)性分析中，剛度可能激烈改變-除特殊情況外，不要應(yīng)用 BETAD 。時(shí)間積分效應(yīng) TIMINT 。只在瞬態(tài)分析中，時(shí)間積分效應(yīng)才缺省打開(kāi)。對(duì)于蠕變、粘彈性、粘塑性、膨脹，應(yīng)當(dāng)關(guān)閉時(shí)間積分效應(yīng)(也就是說(shuō)明進(jìn)行靜力分析)。這些時(shí)間相關(guān)效應(yīng)通常不包括在動(dòng)力分析中，因?yàn)樗矐B(tài)動(dòng)力時(shí)間步，對(duì)于任何明顯的長(zhǎng)期變形來(lái)說(shuō)，時(shí)間太短。除了在運(yùn)動(dòng)學(xué)(剛體運(yùn)動(dòng))

51、分析中，用戶(hù)應(yīng)當(dāng)很少需要調(diào)整瞬態(tài)積分參數(shù) TINTP -它對(duì)Newmark方程提供數(shù)值阻尼，參見(jiàn)ANSYS Theory Reference。ANSYS的自動(dòng)求解控制，把缺省設(shè)為一個(gè)新的時(shí)間積分方案，對(duì)于應(yīng)用一階瞬態(tài)方程。這通常用于不穩(wěn)定狀態(tài)熱問(wèn)題(=1)(由 SOLCONTROL ,ON 設(shè)置),這是反向 EULER 方案。它是無(wú)條件穩(wěn)定的。對(duì)于象相變這樣的高度非線(xiàn)性熱問(wèn)題，這種方案更有效。振蕩極限容限缺省為0.0，以使響應(yīng)的一階特征值可用于更精確地決定一個(gè)新的時(shí)間步值。注意 -如果用求解控制對(duì)話(huà)框設(shè)置求解控制，用戶(hù)可在Transient標(biāo)簽中進(jìn)入所有這些選項(xiàng)。3、把各個(gè)荷載步的荷載數(shù)據(jù)寫(xiě)到

52、荷載步文件中。命令： LSWRITEGUI：Main Menu>Solution>Write LS File4、把數(shù)據(jù)庫(kù)備份到一個(gè)命名文件中。命令： SAVEGUI：Utility Menu>File>Save As5、開(kāi)始求解。對(duì)于多荷載步的求解參見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide§1。命令： LSSOLVEGUI：Main Menu>Solution>-Solve-From LS Files6、在求解完所有荷載步后，退出求解。命令： FINISHGUI：關(guān)閉Solution菜單。觀察結(jié)果與非線(xiàn)性靜力分析一樣，可以用POST1

53、來(lái)處理某一時(shí)刻的結(jié)果，其使用方法也相同。再次提醒，應(yīng)在進(jìn)行后處理之前檢查計(jì)算是否收斂。時(shí)間歷程后處理程序 POST26 的應(yīng)用，也與非線(xiàn)性靜力分析中基本相同，參見(jiàn)§2.2。其他有關(guān)內(nèi)容，可參見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide。重啟動(dòng)瞬態(tài)分析的重啟動(dòng)方法，與靜力分析基本相同，請(qǐng)參見(jiàn)ANSYS Basic Analysis Guide§3.16。2.4 非線(xiàn)性分析的提示和指南著手非線(xiàn)性分析花一些時(shí)間來(lái)認(rèn)真研究并進(jìn)行分析。這樣可以避免許多與非線(xiàn)性分析有關(guān)的困難。下面的建議對(duì)用戶(hù)應(yīng)當(dāng)有所幫助。熟悉程序動(dòng)作和結(jié)構(gòu)行為如果用戶(hù)在以前未應(yīng)用過(guò)某一種非線(xiàn)性特性，則應(yīng)當(dāng)在

54、分析大型、復(fù)雜的模型之前，首先建立一個(gè)十分簡(jiǎn)單的模型(即只包含幾個(gè)單元的模型)，并確保對(duì)其特性了解。首先，對(duì)初步的簡(jiǎn)化模型，深入了解其結(jié)構(gòu)行為。對(duì)于非線(xiàn)性靜力分析模型，一個(gè)初步的線(xiàn)性靜力分析，也可以揭露模型在那個(gè)區(qū)域首先經(jīng)受非線(xiàn)性響應(yīng)，在什么樣的荷載水平下，這些非線(xiàn)性將起作用。對(duì)于非線(xiàn)性瞬態(tài)分析，初步的梁、質(zhì)量、彈簧模型，可以用最小代價(jià)提供對(duì)結(jié)構(gòu)的深入了解。初步的非線(xiàn)性靜力、線(xiàn)性瞬態(tài)動(dòng)力和/或模態(tài)分析，也可幫助用戶(hù)在進(jìn)行最終的非線(xiàn)性瞬態(tài)動(dòng)力分析前了解結(jié)構(gòu)非線(xiàn)性響應(yīng)的各個(gè)方面的內(nèi)容。閱讀和理解程序輸出信息和警告信息。至少在對(duì)結(jié)果進(jìn)行后處理前，要確保問(wèn)題是收斂的。對(duì)于路徑相關(guān)問(wèn)題，打印出來(lái)的平衡迭

55、代記錄在幫助用戶(hù)確定結(jié)果是否有效時(shí)是最重要的。保持簡(jiǎn)潔保持最終模型盡可能簡(jiǎn)單。如果可用2D平面應(yīng)力、平面應(yīng)變或軸對(duì)稱(chēng)模型來(lái)代表3D結(jié)構(gòu)，就應(yīng)該這么做。如果可通過(guò)對(duì)稱(chēng)或反對(duì)稱(chēng)面來(lái)使模型規(guī)模減小，也就應(yīng)該這么做。然而，如果荷載是反對(duì)稱(chēng)的，則通常不采用反對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)。反對(duì)稱(chēng)也可能在大變形分析時(shí)不適于運(yùn)用。如果忽略某一非線(xiàn)性細(xì)節(jié)而不會(huì)影響模型關(guān)鍵區(qū)域的結(jié)果，那么就應(yīng)這么做。在可能時(shí)，用靜力等效荷載來(lái)模擬瞬態(tài)動(dòng)力荷載?？紤]把模型中的線(xiàn)性區(qū)域作為一個(gè)子結(jié)構(gòu)，以減小計(jì)算工作量。應(yīng)用足夠的網(wǎng)格密度應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在經(jīng)受塑性變形的區(qū)域，要求相當(dāng)?shù)姆e分點(diǎn)密度。低階單元提供了與高階單元相同的積分點(diǎn)數(shù)目，因此在塑性分析中應(yīng)

56、用低階單元較合算。在塑性鉸區(qū)域，網(wǎng)格密度尤其重要。在接觸表面要有足夠的網(wǎng)格密度，以使接觸應(yīng)力分布較光滑。為了求解應(yīng)力，也要有足夠的網(wǎng)格密度。需要計(jì)算應(yīng)力或應(yīng)變的區(qū)域要比位移或非線(xiàn)性解析區(qū)域網(wǎng)格要密一些。對(duì)于需要高階模態(tài)時(shí)，網(wǎng)格密度要足夠。需要的單元數(shù)目，取決于單元假定的位移形狀函數(shù)，以及模態(tài)形狀本身。對(duì)于瞬態(tài)動(dòng)力波傳播，要采用足夠密的網(wǎng)格。如果波傳播很重要，則一個(gè)波長(zhǎng)最小要20單元。逐漸地施加荷載對(duì)于非保守、路徑相關(guān)系統(tǒng)，施加荷載時(shí)要用足夠小的荷載增量，以保證分析接近荷載-響應(yīng)曲線(xiàn)。有時(shí)，可以采用逐漸地加載，而使保守系統(tǒng)的收斂行為有所改進(jìn)，這樣可使 NewtonRaphson 平衡迭代數(shù)最小。

57、克服收斂問(wèn)題收斂失敗可能表示結(jié)構(gòu)產(chǎn)生物理上的不穩(wěn)定性，也可能僅僅是在有限元模型中的某些數(shù)值問(wèn)題引起的。ANSYS程序?yàn)橛脩?hù)提供了一些克服數(shù)值不穩(wěn)定的工具。如果用戶(hù)正在模擬的系統(tǒng)實(shí)際上是物理不穩(wěn)定的(即存在0或負(fù)剛度)，則問(wèn)題就棘手得多了。用戶(hù)有時(shí)可用一種或多種決竅來(lái)得到這種情況下的解。下面我們來(lái)介紹一些可在分析中用來(lái)嘗試改進(jìn)收斂的技術(shù)和方法。用圖形追蹤收斂性在執(zhí)行非線(xiàn)性分析過(guò)程中，ANSYS在每個(gè)迭代期間根據(jù)收斂準(zhǔn)則計(jì)算收斂模。批命令方式和交互方式均可應(yīng)用的圖形求解追蹤(GST)特性，在計(jì)算過(guò)程中將顯示計(jì)算的收斂模以及準(zhǔn)則。缺省時(shí)，對(duì)于交互方式，GST為ON；而對(duì)于批命令方式，GST為OFF。

58、要打開(kāi)或關(guān)閉GST，可應(yīng)用：命令：/ GSTGUI：Main Menu>Solution>Output Ctrls>Grph Solu Track典型的GST顯示如 圖2-2 所示。圖2-2 有GST特性顯示的收斂范數(shù)應(yīng)用自動(dòng)時(shí)間步請(qǐng)確保應(yīng)用DELTIM或NSUBST命令設(shè)置自動(dòng)時(shí)間步的上限，特別是對(duì)復(fù)雜模型。這將確保精確地包括所需的模態(tài)和行為。在下述情況下，這可能非常重要：有局部動(dòng)態(tài)行為的問(wèn)題(如透平機(jī)葉片和轂座安裝)，這種情況下，系統(tǒng)的低頻能量可能控制高頻區(qū)域；對(duì)于在荷載中某些短時(shí)間斜坡荷載的問(wèn)題。如果時(shí)間步尺寸允許變得太大，荷載歷程的斜坡部分可能無(wú)法精確表征；對(duì)于包括連續(xù)被某一頻率范圍激勵(lì)的結(jié)構(gòu)問(wèn)題(如地震問(wèn)題)。在模擬運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)(即有剛體運(yùn)動(dòng))時(shí)要特別小心。下面的方法可幫助用戶(hù)取得良好的解：求解時(shí)結(jié)合顯著的數(shù)值阻尼(在 TINTP 命令中，0.45<<0.1)，以過(guò)濾掉