ANSYS結構非線性分析指南第二章

2021-05-31 20:11:06 字數 3038 閱讀 6768

ansys應用基於問題物理特性的自動求解控制方法,把各種非線性分析控制引數設定到合適的值。如果使用者對這些設定不滿意,還可以手工設定。下列命令的預設設定已進行了優化處理:

autotspredmonitor

deltimnroptneqit

nsubsttintpsstif

**vtolcutcontrol kbc

lnsrchopncontrol eqslv

arclencdwritelswrite

這些命令及其設定在將在後面討論。參見《ansys ***mands reference》。

如果使用者選擇自己的設定而不是ansys的預設設定,或希望用以前版本的ansys的輸入列表,則可用/solu模組的solcontrol,off命令,或在/batch命令後用/config,nlcontrol,off命令。參見solcontrol命令的詳細描述。

ansys對下面的分析啟用自動求解控制:

單場的非線性或瞬態結構以及固體力學分析,在求解自由度為ux、uy、uz、rotx、roty、rotz的結合時;

單場的非線性或瞬態熱分析,在求解自由度為temp時;

注意--本章後面討論的求解控制對話方塊,不能對熱分析做設定。使用者必須應用標準的ansys求解命令或gui來設定。

儘管非線性分析比線性分析變得更加複雜,但處理基本相同。只是在非線形分析的過程中,新增了需要的非線形特性。

非線性靜態分析是靜態分析的一種特殊形式。如同任何靜態分析,處理流程主要由以下主要步驟組成:

建模;設定求解控制;

設定附加求解控制;

載入;求解;考察結果。

這一步對線性和非線性分析基本上是一樣的,儘管非線性分析在這一步中可能包括特殊的單元或非線性材料性質,參考§4《材料非線性分析》,和§6.1《單元非線性》。如果模型中包含大應變效應,應力─應變資料必須依據真實應力和真實(或對數)應變表示。

參見《ansys modeling and meshing guide》。

在ansys中建立了模型後,應該設定求解控制(分析型別、分析選項、荷載步等)選項,施加荷載,最後求解。非線性分析與線性分析的不同之處是,前者需要許多荷載增量,並且總是需要平衡迭代。下面討論一般過程。

參見本章的例子。

設定求解控制包括定義分析型別、設定分析的常用選項和指定荷載步選項。在做結構非線性靜態分析時,可以應用求解控制對話方塊來設定。該對話方塊對許多非線性靜態分析提供了預設設定。

這樣,使用者需要的設定降低到最少。求解控制框的預設設定,基本上與§2.1所述的自動求解控制的設定相同。

由於求解控制對話方塊是非線性靜態分析的推薦工具,我們在下面將詳細論述,如使用者不想用這個對話方塊(gui:main menu>solution>-analysis type-sol'n control),可以應用標準的ansys求解命令集或相應的選單(gui:main menu> solution>unabridged menu>option)。

求解控制對話方塊的概況,見《ansys basic analysis guide》§3.11。

注意--對於非線性結構完全瞬態分析,建議應用求解控制對話方塊,但並不是必須如此,見§2.3。

選擇(gui:main menu>solution>-analysis type-sol'n control)進入求解控制對話方塊。下面幾節將論述這個求解對話方塊中的內容。

對於其詳細說明,可以在相應標籤下,按help按鈕進入幫助系統。

求解控制對話方塊共有五個標籤,其中最基本的選項位於第乙個標籤上,其他標籤依此提供更高階的控制。進入對話方塊後,預設的標籤就是 basic標籤。

basic標籤中的內容,提供了ansys分析所需要的最少設定。如果使用者對basic標籤中的設定滿意,就不必調整其他標籤中的更高階的設定。在按ok按鈕以後,設定才作用於ansys資料庫,並關閉對話方塊。

可用的basic標籤選項見表2-1。按help可得更多的說明。

表2-1

在非線性靜態分析中的一些特殊考慮如下:

1、在設定antype和nlgeom時,如果是執行新的分析,選擇"large displacement static",但要記住並不是所有的非線性分析都產生大變形,見§3。如果想重啟動乙個已失敗的非線性分析,選擇"restart gurrent analysis"。在第1荷載步以後(即在首次執行solve命令後),使用者不能改變這個設定。

通常使用者要作乙個新的分析,而不是重啟動分析。重啟動分析的討論見《ansys basic analysis guide》。

2、在進行時間設定時,記住這些選項可在任何荷載步改變。參見《ansys basic analysis guide》§2。高階的時間/頻率選項,參見§2.

2.2.8。

非線性分析要求在乙個時間步上有多個子步,以使ansys能夠逐漸地施加荷載,並取得精確解。nsubst 和 deltim 命令產生相同的效果(建立荷載步的開始、最小和最大時間步),但互為倒數。nsubst 定義乙個荷載步上的子步數,而dectim 顯式地定義時間步大小。

如果自動時間步[autots]關閉,則起始子步大小用於整個荷載步。

3、outres 控制結果檔案(jobname.rst)中的資料。預設時,在非線性分析中把最後乙個子步的結果寫入此檔案。

結果檔案只能寫入1000個結果集(子步),但使用者可以用 /config,nres 命令來增大這一限值,參見《ansys basic analysis guide》。

這個標籤的內容是瞬態分析控制,只有在basic標籤中選擇了瞬態分析時這個標籤才能應用,否則呈灰色。所以在這裡不論述,參見§2.3。

這個標籤設定的選項見表2-2。按本標籤的help可得到更多的說明。

表2-2

用nonlinear標籤設定的選項見表2-3。按help按鈕進入幫助系統可得到更多的說明。

表2-3

用 advanced nl 標籤設定的選項見表2-4。按help按鈕進入幫助系統可得到更多的說明。

表2-4

ansys的自動求解控制在大多數情況下,啟用稀疏矩陣直接求解器(eqslv,sparse)。這是預設的求解器,除了在子結構分析的生成步驟外(這時用波前直接求解器)。其他選項包括波前直接求解器和pcg求解器。

對於實體單元(如solid92或solid45),使用pcg求解器可能更快,尤其是在三維模型中。

ANSYS結構非線性分析指南第五六章

第五章接觸分析 接觸問題是一種高度非線性行為,需要較多的計算機資源。為了進行切實有效的計算,理解問題的物理特性和建立合理的模型是很重要的。接觸問題存在兩個較大的難點 其一,在使用者求解問題之前,使用者通常不知道接觸區域。隨載荷 材料 邊界條件和其它因素的不同,表面之間可以接觸或者分開,這往往在很大程...

ANSYS結構分析指南結構線性靜力分析

靜力分析計算在固定不變載荷作用下結構的響應,它不考慮慣性和阻尼影響 如結構受隨時間變化載荷作用的情況。可是,靜力分析可以計算那些固定不變的慣性載荷對結構的影響 如重力和離心力 以及那些可以近似為等價靜力作用的隨時間變化載荷 如通常在許多建築規範中所定義的等價靜力風載和 載荷 的作用。靜力分析用於計算...

ANSYS結構分析指南

結構分析是有限元分析方法最常用的乙個應用領域。結構這個術語是乙個廣義的概念,它包括土木工程結構如橋梁和建築物,汽車結構如車身骨架,海洋結構如船舶結構,航空結構如飛機機身,還包括機械零部件如活塞 傳動軸等。在 ansys 產品家族中有七種結構分析的型別。結構分析中計算得出的基本未知量 節點自由度 是位...