09ANSYS130Workbench结构非线性培训错误诊断
ANSYS出现的各种错误及解决方法
ansys警告和错误持续更新2010-12-20 11:05:161、The value of UY at node 1195 is is greater than the current limit of generally indicates rigid body motion as a result of an unconstrained model. Verify that your model si properly constrained.错误的可能：1.出现了刚体位移,要增加约束2.求解之前先merge或者压缩一下节点3.有没有接触,如果接触定义不当,也会出现这样类似的情况4材料属性设置不对会出现这种情况,例如密度设置的太离谱；2、Large negative pivot value...May be because of a bad temperature-dependent material property used in the model.出现这个错误很可能的原因是约束不够请仔细检查模型3、开始求解后出现以下提示,Solid model data is contaminated后来终于找到原因了有限元网格里包含一些未被划分网格的线,一般来说出现在面于面之间有重合的线,导致虽然面被划分了网格,却包含未被划分网格的线;解决办法,把模型存为.cdb格式去掉几何信息,然后再读取,就可以求解了命令：cdwrite,db,模型名,cdb听起来不错,不过也没遇到过,一般在划分后用一下NUMMRG命令,合并元素,以避免这种情况出现4、WARNINGThere are 79 small equation solver pivot terms.几个可能：1 约束不够,但警告有79 个方程出现小主元,这一条可能性较小,但也不妨检查一下;2 材料参数有问题,可以检查一下材料数据有否输错;3 或者有的单元未赋于材料号;可以用Select Entities -> Element -> Attributes -> Material Type -> 0 材料号给以0,看看是否有此情况4 结构不是一体,即存在几个独立的实体组,可以先做一下模态分析,看看有没有东西单独振动甚至飞出来;5、在导入IGES文件时出现Because keypoint merging has not been performed,automatic volume creation is suppressed.分析：这句警告说明模型里有重合的点解决办法：1把要导入的.iges文件复制到ANSYS默认保存的目录,再次打开即可;2把要导入的.iges文件保存成.x-t格式的文件,使用SolidWorks等软件;对于稍微复杂的模型都不建议用iges格式,建议用.prt格式或者.x-t格式另外推荐大家学习ansys workbench它的接口做的比ansys强很多6、negative radius on element出现负半径这样的错误的原因：ANSYS里规定轴对称问题跟别的软件不太一样;要求轴线必须是Y轴,而且模型必须画在x轴的正半边,如果你的模型画到X的负半边就会有所谓负半径的提示信息了;7、input/output error on unit=9. possible full disk可能：1ansys工作目录所在的硬盘分区满了；可能性很大2系统虚拟内存所在的硬盘分区满了；有一定可能性3硬盘有坏道;可能性较小有时实际上是其它错误如计算不收敛等,却误报为盘空间不够,因此,需要观察计算过程中盘空间的变化,以判断是否确实是盘空间的问题;8、在ansys里划分网格时出现16 ANGLE LESS THAN DEGREES FOUND IN TRIANGLE FACETS OF VOLUME1,WITHSMALLEST ANGLE = POOR ELEMENT QUALITY OR MESH FAILURE MAY RESULT. 应该如何设置才能不出现这个警告;如果忽略在求解时会有什么问题么ps ：我用的时自动网格划分模型时有ug导入ansys版本为直接导入的模型必须经过修理才行把小尺寸的线段合并一下一些无关紧要的细节去掉然后才可以划分网格直接划分肯定要导致很多畸变单元的出现9、Real constant set -1 undefined but referenced by element 232.232号单元引用的构件性质实参数出错;10、加载运行后出现警告both solid model and finite element model boundary conditon have been apply to this model ,as solid loads are transferred to the nodes or elements,they can overwrite directly applied loads11、运行后出再错误Boolean operation failed. Try adjusting the tolerance value on theBTOL command to some fraction of the minimum keypointSize current problem +001, current BTOL setting, minimum KPT distance .12、Discontinuous drag line pattern for ADRAG command or more than twolines attached to a keypoint in the drag line pattern.在拖拉线成面的过程中,如果想一次多拖拉几条线时应该注意,上述错误是说,拖拉对象线是间断的,或者与路径线有交点;也就是说,如果要想一次多拖拉几条线的话,应该保证这些线是连续的,且与路径线不相交;input volumes do not meet the conditions required for the VGLU operation. No new entities were created. The VOVLAP operation is a possible alternative.在对体进行固结操作时,有干涉发生,或者程序认为要连接的体距离过大而报错;另外,尽量不要选择Pick All一次选择所有的体,每次只选择2,3个这样出错时容易发现;。
ANSYS-出现的各种错误及解决方法
ansys警告和错误(持续更新)(2010-12-20 11:05:16)1、The value of UY at node 1195 is 449810067.It is greater than the current limit of 1000000.This generally indicates rigid body motion as a result of an unconstrained model. Verify that your model si properly constrained.错误的可能：1).出现了刚体位移，要增加约束2).求解之前先merge或者压缩一下节点3).有没有接触，如果接触定义不当，也会出现这样类似的情况4）材料属性设置不对会出现这种情况，例如密度设置的太离谱；2、Large negative pivot value...May be because of a bad temperature-dependent material property used in the model.出现这个错误很可能的原因是约束不够！请仔细检查模型！3、开始求解后出现以下提示，Solid model data is contaminated后来终于找到原因了有限元网格里包含一些未被划分网格的线，一般来说出现在面于面之间有重合的线，导致虽然面被划分了网格，却包含未被划分网格的线。
解决办法，把模型存为.cdb格式（去掉几何信息），然后再读取，就可以求解了命令：cdwrite，db，模型名，cdb听起来不错，不过也没遇到过，一般在划分后用一下NUMMRG命令，合并元素，以避免这种情况出现4、*** WARNING ***There are 79 small equation solver pivot terms.几个可能：1) 约束不够，但警告有79 个方程出现小主元，这一条可能性较小，但也不妨检查一下。
ansys错误汇总大全史上最全
ANSYS分析出现问题NSYS error message 错误信息汇总2011-10-19 12:57:12| 分类：ANSYS | 标签：ansys 错误error |举报|字号订阅以前很多的心得全丢了，现在把新遇到的error message及解决方法逐一添加如下：1\ Too many expressions.表达式太长，ansys要求一个表达式不要超过6个分段，比如以下不对A22=y1*z2-y1*z3-y2*z1+y2*z3+y3*z1-y3*z2 有7个段改为A22=y1*z2-y1*z3-y2*z1+y2*z3+y3*z1A22=A22-y3*z2就行了2\ No *DO trips needed, enter *ENDDO .循环执行次数为0，说明下标的变化范围越界，就是形如下面的循环*do,i,0,-1..........*enddo3\ *** NOTE *** CP = 227.688 TIME= 12:30:54One or more elements have become highly distorted. Excessivedistortion of elements is usually a symptom indicating the need forcorrective action elsewhere. Try incrementing the load more slowly(increase the number of substeps or decrease the time step size). Youmay need to improve your mesh to obtain elements with better aspectratios. Also consider the behavior of materials, contact pairs,and/or constraint equations. If this message appears in the firstiteration of first substep, be sure to perform element shape checking.为什么上面的错误信息用深色底纹标出呢？原因很简单，上面的错误出现在非线性计算中意味着致命错误，说明计算无法收敛，遇到这个错误是非常头疼的，下面重点讨论这个问题的由来和解决办法。
ANSYSWorkbench结构非线性培训概述
... 获得非线性求解
求解器控制
• 求解器类型有‘Direct’ 和‘Iterative’.
• 这涉及到程序代码对每次Newton-Raphson 平衡迭代建立刚度矩阵的方式.
• 直接(稀疏) 求解器适用于非线性模型和非连续 单元(壳和梁).
• 迭代 (PCG) 求解器更有效(运行时间更短) ，适 合于线弹性行为的大模型.
• 默认的 ‘Program Controlled” 将基于当前 问题自动选择求解器.
... 获得非线性求解
求解器控制 (cont’d)
• 在Analysis Settings的Solver Control中，设置 “Large Deflection” = ON:
• 多次迭代后调整刚度矩阵以考虑分析过程 中几何的变化.
第一章 概述
Workbench – Mechanical 结构非线性
1-1
章节概述
• 本章介绍非线性有限元分析(FEA)基础综述 :
A. 什么是 “非线性” 行为? B. 非线性类型 C. 线性求解器的非线性求解 D. 非线性 FEA问题
• 目的是对非线性FEA特性有基本的了解.
• 这部分描述的性能通常适用于Structural或以上的license.
F K
u
F = Ku
F
Ki 3 4
2
1
u
Fi = Kiui
...获得非线性求解
…非线性求解有什么不同? • 非线性分析中有许多选项设置需要考虑.
• 载荷步控制 - 载荷步和子步 • 求解器控制 - 求解器类型 • 非线性控制 - N-R 收敛准则 • 输出控制 - 控制载荷历史中保存的数据
ANSYSWorkbench基础教程与工程分析详解第七章结构非线性分析
前面的内容属于线性问题，其符合虎克定律（Hooke），满足公式：F=kx。
其中，k表示刚度矩阵常量，力与位移呈线性关系。
实际工程中多数结构的力与位移是呈非线性关系的，出现非线性行为，即载荷能够引起结构刚度的显著改变。
引起结构刚度变化的原因有：应变超出弹性极限，即产生塑性变形；大挠度，如钓鱼竿受力变形的过程；接触，物体之间的接触变形。
本章所要学习的内容包括：¾了解结构非线性基础¾熟悉ANSYS Workbench软件大变形分析的步骤¾了解结构非线性分析的应用场合¾理解非线性分析的计算结果¾了解非线性分析与其他分析的不同之处7.1 结构非线性分析基础7.1.1 引起非线性的原因结构在承受大变形时，几何形状发生变化会导致结构的非线性变化，如悬臂杆一端受力使杆发生弯曲，力臂明显减少，从而使得杆端的刚度不断增大，这是大挠度引起的非线性响应。
此外，钓鱼竿也是常见的几何非线性，如图7-1所示。
几何非线性主要有大应变、大挠度、应力刚化引起的非线性响应。
非线性应力-应变关系是典型的材料非线性。
影响材料应力-应变关系的因素有加载历史、环境问题、加载的时间总量等。
材料非线性如图7-2所示。
图7-1 钓鱼竿大变形图7-2 材料非线性接触是一种很普遍的非线性行为，是状态变化非线性类型中一个特殊且很重要的部分。
当两个接触物体相互接触或者分离时会发生刚度的突然变化，此时也会出现非线性。
在非线性静力分析中，刚度矩阵[K ]依赖于位移矩阵[x ]：[k(x)](x)={F}. 式中，力与位移的关系是非线性的，同样可参考图7-2。
Contact （接触类型） Iterations （迭代次数） Normal Behavior （法向分离） Tangential Behavior （切向滑移） Bonded （绑定） 1 Closed （无间隙） Closed （不能滑移） No Separation （不分离） 1 Closed （无间隙） Open （允许滑移） Frictionless （光滑） Multiple （多次） Open（允许有间隙） Open （允许滑移） Rough （粗糙） Multiple （多次） Open（允许有间隙） Closed （不能滑移） Frictional （摩擦）Multiple （多次）Open（允许有间隙）Open （允许滑移）其中，Bonded 和No Separate 两种接触是最基础的线性行为，故仅需要迭代一次，所以计算速度非常快。
09 ANSYS13.0 Workbench 结构非线性培训 错误诊断
... 求解信息
Training Manual
2) Solver Output 记录了根据指定的单元(中节点)选择激活的单元技术和相 关的材料，参照附录B中更多关于单元技术的细节.
高阶单元的弹性材料或 金属塑性 Default URI 低阶单元的2D平面应力 弹性材料或金属塑性
Enhanced Strain
• 单元畸变通常是由于载荷过大或过度约束所造成的严重问题。对分载荷会自动进行， 但有时会需要一些修正措施来解决这个问题。
7-11
Workbench Mechanical - Diagnostics
... 求解信息
7) 最后, 当求解完成以后，在求解输出窗 口的最后会提供一些本次分析的统计数 据。 求解时间与计算其它单元的时间的百分 比以及整个方程的求解时间.
Training Manual
从Solver Section 2 回顾列出的接触区 域名称和ID号. 从那个例子可知，以上 的接触实常数号9 是 “Teeth 3” 区域部 分.
7-9
Workbench Mechanical - Diagnostics
... 求解信息
Training Manual
敛曲线, 例如，绘制力敛曲线.
Text Output
Graphical Output
7-3
Workbench Mechanical - Diagnostics
... 求解信息
Training Manual
• 信息窗口 “Messages” 位于Solution Information Worksheet正下方，提供了 一些警告错误的列表.
... 求解信息
•
Training Manual
ANSYS Workbench结构工程实例专题培训
图 9 0.072542s 时刻的温度云图
图 10 制动滑块某一点上的温度与时间的关系
6.弹簧片夹具接触有限元分析
6.1.问题的描述 如图所示弹簧片夹具结构由滑块，弹簧片和 C 型夹具组成。
图 1 弹簧片夹具结构模型
6.2.模型的材料 滑块，弹簧片和 C 型夹具的材料都有结构钢，各个接触对的摩擦系数为 0.2.
2.2.模型的材料
图 1 圆盘和轴的过盈配合模型
轴和圆盘的材料都为结构钢，二者之间的摩擦系数为 0.25.
2.3.边界条件（工况）
轴和圆盘的之间的过盈量为 0.00001m，该模型为平衡结构，因此打开弱弹簧 进行计算。
2.4.计算结果
图 2 过盈配合结构的变形云图
图 3 过盈配合结构的等效应力云图
3.滑道接触有限元计算
图 8 摩擦系数为 0.9 时 1 阶模态振型云图
图 9 摩擦系数为 0.4 时 1 阶模态振型云图
9.基于内聚力模型的界面裂纹扩展有限元计算
9.1.问题的描述 如图 1 所示给出了界面裂纹扩展模型，该模型有上下两块板组成，并且存在
初始裂纹。
图 1 界面裂纹扩展模型
9.2.模型的材料 两块板的材料都为结构钢，界面的材料模型采用内聚力模型，计算参数： 最大拉伸应力=2E6Pa，界面开裂的临界能量释放率=0.28E3。 9.3.边界条件（工作工况） 在板的末端完全固定，在两块板的预制裂纹的上下线处施加 Y 方向位移为 0.01m。 9.4.计算结果
在较大的钢板底面施加固定约束，在较小的钢板顶面施加 0.2MPa 压力。 8.4.计算结果
图2 绑
定接触固有频率 图 3 摩擦系数为 0.1 的固有频率 图 4 摩擦系数为 0.3 的固有频率
09ANSYS13.0Workbench结构非线性培训错误诊断剖析.
Workbench Mechanical - Diagnostics
... 求解信息
4) 当方程求解开始以后，输出窗口如右图所示 这里有用的信息包括求解器的选用 (是“Program Chosen” 或手动设定)、 大变形效应是否打开、是否考虑材料非 线性(如果出现塑性)和所使用的子步数.
这一部分的求解器输出并不是很关键， 但它给出了矩阵什么时候被求解及在 Simulation中进行了哪些求解设置.
Training Manual
7-8
Workbench Mechanical - Diagnostics
... 求解信息
5) 随后将会列出接触单元的细节. 这里，将列出有关接触单元的各种选项包括 接触Normal Stiffness 和Pinball 半径 任何注意或警告信息都会对观察有用. 例如，在这里会给出初始渗透或缝隙大小 (以当前的长度单位)。
6) 随着非线性求解的进行，平衡迭代的信息将会显示在窗口的底部(下图)
• 注意，在每一次平衡迭代中，残余力(FORCE CONVERGENCE VALUE) 必须小于准 则 • 一个理想的平衡系统，残差或不平衡力应该为零。但由于机器的精度和实际的考虑， Simulation将确定一个小到几乎可以忽略所造成的误差的残差值。这个值就是准则 , 而力收敛准则值必须小于准则 以使这个子步收敛。 • 在下面分析中，经过3次平衡迭代，残余力小于准则, 因此，求解收敛. • 通知信息 (例如收敛或对分) 子输出窗口中将以“>>>” 和 “<<<“标识.
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需要指出的是虽然在Simulation中接触 区域可以使用任何名字，ANSYS 求解器只根 据接触区域的唯一编号来进行处理(ID编号). 找到接触区域的ID编号对于程序调试非常有用。 例如，在上面的片段中，接触区域 “Teeth 3” 的 接触编号为9 和 10.
ansys workbench unexpected error parameter
ansys workbench unexpected error parameter（最新版）目录1.ANSYS Workbench 简介2.错误参数的定义3.错误参数的原因4.解决错误参数的方法5.结论正文一、ANSYS Workbench 简介ANSYS Workbench 是一款由 ANSYS 公司开发的用于机械、电子、流体和多物理场仿真的软件。
用户可以通过该软件进行各种工程仿真，例如线性静态结构分析、热分析、动力学分析等。
然而，在使用过程中，可能会遇到一些错误参数，影响仿真过程和结果。
二、错误参数的定义错误参数，顾名思义，就是在 ANSYS Workbench 中出现的不正常或者不合理的参数设置。
这些参数可能会导致仿真结果失真，甚至使软件无法正常运行。
错误参数通常表现为软件提示的错误信息或者警告信息。
三、错误参数的原因错误参数的出现可能有多种原因，以下是一些常见的原因：1.模型或网格质量问题：模型或网格质量不佳可能导致计算不稳定，从而引发错误参数。
例如，模型中存在过小的三角形或者四边形网格，或者网格间连接不良等。
2.材料属性设置不合理：如果材料属性设置不合理，可能导致软件无法正确模拟材料的性能，从而引发错误参数。
例如，材料的弹性模量设置过大或过小，或者材料的泊松比设置不合理等。
3.边界条件设置不当：边界条件设置不当可能导致计算无法收敛，从而引发错误参数。
例如，施加的边界条件与实际问题不符，或者边界条件设置过于复杂等。
4.求解器设置问题：求解器设置不当可能导致计算不稳定，从而引发错误参数。
例如，求解器类型选择不当，或者求解器的参数设置不合理等。
四、解决错误参数的方法针对不同的错误参数，需要采取不同的解决方法。
以下是一些建议：1.检查模型和网格质量：如果发现模型或网格质量不佳，可以考虑重新划分网格，或者采用网格优化工具进行处理。
2.调整材料属性设置：如果发现材料属性设置不合理，可以根据实际需求重新设置材料的弹性模量、泊松比等属性。
ansys workbench ws05_非线性诊断
…作业5 - 非线性诊断
• 后处理结果...
ANSYS Workbench – Simulation ANSYS Workbench – Simulation ANSYS Workbench – Simulation ANSYS Workbench – Simulation
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… 作业 5- 非线性诊断
•
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为了解决这个问题，在与接触区域相关的曲面上插入网格控制为 0.5mm(总共有6个面). 局部的网格细化在这个关键部位增加了更多 的接触高斯点从而降低了收敛迭代的次数。同时也提高了结果质 量。
ANSYS Workbench – Simulation ANSYS Workbench – Simulation ANSYS Workbench – Simulation ANSYS Workbench – Simulation
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作业5 非线性诊断
常见问题解答
作业 5- 非线性诊断
• 目的
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ANSYS Workbench – Simulation ANSYS Workbench – Simulation ANSYS Workbench – Simulation ANSYS Workbench – Simulation
ANSYS常见错误提示和解决办法
NO.0001ESYS is not valid for line element。
原因：是因为我使用LATT的时候，把“——"的那个不小心填成了“1"。
经过ANSYS的命令手册里说那是没有用的项目，但是根据我的理解，这些所谓的没有用的项目实际上都是ANSYS在为后续的版本留接口.对于LATT，实际上那个项目可能就是单元坐标系的设置。
当我发现原因后，把1改成0——即使用全局直角坐标系，就没有WARNING 了。
当然，直接空白也没有问题。
NO。
0002使用*TREAD的时候，有的时候明明看文件好好的，可是却出现 *TREAD end—of—file in data read。
后来仔细检查,发现我TXT的数据文件里，分隔是采用TAB键分隔的.但是在最后一列后面，如果把鼠标点上去，发现数据后面还有一个空格键.于是，我把每个列最后多的空格键删除，然后发现上面的信息就没有了。
NO.0003Coefficient ratio exceeds 1.0e8 - Check results。
这个大概是跟收敛有关，但是我找不到具体的原因.我建立的一个桥梁分析模型，尽管我分析的结果完全符合我的力学概念判断，规律完全符合基本规律，数据也基本符合实际观测，但是却还是不断出现这个警告信息。
NO。
0004＊TREAD end-of-file in data readtxt中的表格数据不完整!NO.0005No ＊CREATE for ＊END。
The ＊END command is ignored忘了写*END了吧，呵呵NO。
0006Keypoint 1 is referenced by only one line。
Improperly connected line set for AL command两条线不共点,尝试 nummrg命令。
NO。
0007L1 is not a recognized PREP7 command, abbreviation, or macro。
ANSYS结构非线性分析相应步骤及命令流
ANSYS结构非线性分析相应步骤及命令流屈服准则概念：1.理想弹性材料物体发生弹性变形时，应力与应变完全成线性关系，并可假定它从弹性变形过渡到塑性变形是突然的。
2.理想塑性材料（又称全塑性材料）材料发生塑性变形时不产生硬化的材料，这种材料在进入塑性状态之后，应力不再增加，也即在中性载荷时即可连续产生塑性变形。
3.弹塑性材料在研究材料塑性变形时，需要考虑塑性变形之前的弹性变形的材料这里可分两种情况：Ⅰ.理想弹塑性材料在塑性变形时，需要考虑塑性变形之前的弹性变形，而不考虑硬化的材料，也即材料进入塑性状态后，应力不再增加可连续产生塑性变形。
Ⅱ.弹塑性硬化材料在塑性变形时，既要考虑塑性变形之前的弹性变形，又要考虑加工硬化的材料，这种材料在进入塑性状态后，如应力保持不变，则不能进一步变形。
只有在应力不断增加，也即在加载条件下才能连续产生塑性变形。
4.刚塑性材料在研究塑性变形时不考虑塑性变形之前的弹性变形。
这又可分两种情况：Ⅰ.理想刚塑性材料在研究塑性变形时，既不考虑弹性变形，又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。
Ⅱ.刚塑性硬化材料在研究塑性变形时，不考虑塑性变形之前的弹性变形，但需要考虑变形过程中的加工硬化材料。
屈服准则的条件：1.受力物体内质点处于单向应力状态时，只要单向应力大到材料的屈服点时，则该质点开始由弹性状态进入塑性状态，即处于屈服。
2.受力物体内质点处于多向应力状态时，必须同时考虑所有的应力分量。
在一定的变形条件（变形温度、变形速度等）下，只有当各应力分量之间符合一定关系时，质点才开始进入塑性状态，这种关系称为屈服准则，也称塑性条件。
它是描述受力物体中不同应力状态下的质点进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须遵守的力学条件，这种力学条件一般可表示为）＝Cf（σij又称为屈服函数，式中C是与材料性质有关而与应力状态无关的常数，可通过试验求得。
屈服准则是求解塑性成形问题必要的补充方程。
1.1 什么是结构非线性在日常生活中，经常会遇到结构非线性。
ANSYS非线性不收敛问题及解决
非线性逼近技术。
在ANSYS里还是牛顿-拉普森法和弧长法。
牛顿-拉普森法是常用的方法，收敛速度较快，但也和结构特点和步长有关。
弧长法常被某些人推崇备至，它能算出力加载和位移加载下的响应峰值和下降响应曲线。
但也发现：在峰值点，弧长法仍可能失效，甚至在非线性计算的线性阶段，它也可能会无法收敛。
本文介绍了ANSYS中常见的一些非线性不收敛问题和相关分析。
影响非线性收敛稳定性及其速度的因素很多：1、模型——主要是结构刚度的大小。
对于某些结构，从概念的角度看，可以认为它是几何不变的稳定体系。
但如果结构相近的几个主要构件刚度相差悬殊，在数值计算中就可能导致数值计算的较大误差，严重的可能会导致结构的几何可变性——忽略小刚度构件的刚度贡献。
如出现上述的结构，要分析它，就得降低刚度很大的构件单元的刚度，可以加细网格划分，或着改用高阶单元(BEAM->SHELL,SHELL->SOLID)。
构件的连接形式(刚接或铰接)等也可能影响到结构的刚度。
2、线性算法(求解器)。
ANSYS中的非线性算法主要有：稀疏矩阵法(SPARSE DIREC T SOLVER)、预共轭梯度法(PCG SOLVER)和波前法(FRONT DIRECT SLOVER)。
稀疏矩阵法是性能很强大的算法，一般默认即为稀疏矩阵法(除了子结构计算默认波前法外)。
预共轭梯度法对于3-D实体结构而言是最优的算法，但当结构刚度呈现病态时，迭代不易收敛。
为此推荐以下算法：1)、BEAM单元结构，SHELL单元结构，或以此为主的含3-D SOLID的结构，用稀疏矩阵法;2)、3-D SOLID的结构，用预共轭梯度法;3)、当你的结构可能出现病态时，用稀疏矩阵法;4)、当你不知道用什么时，可用稀疏矩阵法。
3、非线性逼近技术。
在ANSYS里还是牛顿-拉普森法和弧长法。
牛顿-拉普森法是常用的方法，收敛速度较快，但也和结构特点和步长有关。
弧长法常被某些人推崇备至，它能算出力加载和位移加载下的响应峰值和下降响应曲线。
ANSYS结构非线性分析指南
ANSYS结构非线性分析指南ANSYS是一款非常强大的有限元分析软件，广泛应用于各种工程领域的结构分析。
在常规的结构分析中，通常会涉及到线性分析，但一些情况下，结构出现了非线性行为，这时就需要进行非线性分析。
非线性分析可以更准确地模拟结构的真实行为，包括材料的非线性、几何的非线性和接触非线性等。
在进行ANSYS结构非线性分析时，需要考虑以下几个方面：1.材料的非线性：在材料的应力-应变关系中，材料的性质可能会发生变化，如塑性变形、损伤、软化等。
因此在非线性分析中，需要考虑材料的非线性特性，并正确选取材料模型。
2.几何的非线性：在一些情况下，结构本身的几何形态可能会发生较大变化，如大变形、屈曲等。
这需要考虑结构的几何非线性，并在分析中充分考虑结构的形变情况。
3.接触非线性：当结构中存在接触面时，接触面之间的接触力可能是非线性的，如摩擦力、法向压力等。
在进行非线性分析时，需要考虑接触面上的非线性行为，确保接触的可靠性。
在进行ANSYS结构非线性分析时，可以按照以下步骤进行：1.建立模型：首先需要根据实际情况建立结构的有限元模型，包括几何形状、边界条件和加载条件等。
在建立模型时，需要考虑到结构的材料、几何和接触情况，并进行合理的网格划分。
2.设置分析类型：在ANSYS中，可以选择静力分析、动力分析等不同的分析类型。
在进行非线性分析时，需要选择适合的非线性分析模块，并设置相应的参数。
3.设置材料模型：根据结构的材料特性，选择合适的材料模型，如弹塑性模型、本构模型等。
根据实际情况，设置材料的材料参数，确保材料的非线性行为能够得到准确的描述。
4.设置几何非线性：考虑结构的几何非线性时，需要选择合适的几何非线性选项，并设置合适的几何参数。
在进行大变形分析时，需要选择几何非线性选项，确保结构的形变情况能够得到准确的描述。
5.设置接触非线性：当结构存在接触面时，需要考虑接触面上的非线性行为。
在ANSYS中，可以设置接触类型、摩擦系数等参数，确保接触的可靠性。
ANSYSWorkbench建模培训教程
ANSYSWorkbench建模培训教程ANSYS Workbench是一种广泛使用的工程仿真软件，它可以从几何建模到结果可视化等一系列的工序，让工程师、设计师可以更方便地进行复杂系统的仿真分析。
如果您正在学习这个软件、或者想要深入了解它的使用方法，接下来就让我们来了解一下ANSYS Workbench建模培训教程。
1. 软件基础知识在开始学习ANSYS Workbench之前，您需要了解一些基础概念和知识。
首先，ANSYS是一个由美国ANSYS公司开发的工程仿真软件，它可以模拟力学、热传导、流体和电磁问题等一系列领域。
其次，Workbench是ANSYS软件平台的一个组成部分。
与传统的ANSYS Classic相比，Workbench在用户界面和流程管理方面做了大量改进，使得操作更加简便、实用。
2. 建模流程介绍ANSYS Workbench建模的基本流程包括几何建模、材料定义、加载设置、求解计算和结果处理等步骤。
在准确和高效完成建模的过程中，遵循一个好的工作流程是非常重要的，也可以根据具体需求进行调整。
3. 几何建模几何建模是ANSYS Workbench建模的第一步。
Workbench中的CAD工具可以协助设计师在三维空间中构建和编辑几何体，并通过STL或STEP等格式导入或导出几何模型。
4. 材料定义选取合适的材料模型和参数对于模拟结果的准确性和可靠性非常重要。
在ANSYS Workbench中，可以对材料的物理属性进行设置，包括弹性模量、杨氏模量、泊松比、热传导系数等。
5. 加载和边界条件设置在ANSYS Workbench中，加载可以是多种形式的，例如施加荷载、固定端约束、温度设定等。
您可以在仿真模型中使用拖放式界面或命令方式来定义加载和边界条件，或者直接从外部文件导入。
6. 求解计算在按照以上步骤完成模型设置后，那么就可以进行求解计算了。
ANSYS Workbench提供了许多预处理器、求解器和后处理器，您可以根据需求选择合适的计算方式和物理现象。
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... 求解信息
3) 向下翻页直到一系列星号出现，这时就会 看到求解器读取有限单元数据的信息。
这个列表非常有用，它不仅提供了模型 中零件数量的信息，同样也列出了接触 区域的ID号。
需要指出的是虽然在Simulation中接触 区域可以使用任何名字，ANSYS 求解器只根 据接触区域的唯一编号来进行处理(ID编号). 找到接触区域的ID编号对于程序调试非常有用。
... 求解信息
警告和错误信息同样会显示在输出窗口中 • 当接触状态突变时，就会出现一个警告信息指出接触单元剧烈地进出‘pinball区域’. 这 可能是由於载荷太大造成零件间剧烈地相互滑动或分离。如果需要Simulation会自动二分 求解。 • 单元畸变通常是由于载荷过大或过度约束所造成的严重问题。对分载荷会自动进行，但有 时会需要一些修正措施来解决这个问题。
... 求解信息
7) 最后, 当求解完成以后，在求解输出窗 口的最后会提供一些本次分析的统计数 据。
求解时间与计算其它单元的时间的百分 比以及整个方程的求解时间.
在最后会显示整个Elapsed time. • 对于单个处理器，如果 wall time 远远
大于 CPU 时间 (例如 2x), 那就表示慢 的磁盘I/O大大影响了整个计算时间. • 对于双处理器， CPU 时间将不会精确，因为它是两个处理器所用时间之和.
… 刚体运动
– 为了检测哪个零件发生了刚体位移，用户可以进行一次模态分析来找到接近于零频率的模态。这 有可能会十分耗时。
– 另一种方法就是查看哪个接触对是初始打开的。回顾在求解器输出的第一部分可以找到和接触ID 对应的接触区域名。
本例中, “contact offset block-2 To contact offset bolt-1” 接触区域 (set #10 和11)有一个初始间隙。 可以检查模型看间隙是否存在，以及因为由于缺乏 初始接触的建立是否正在引起刚体位移。
... 求解信息
• 熟悉求解器输出的内容及结构对理解有限元求解十分有用 – 用户可以通过在求解过程中观察求解器输出来了解当前平衡迭代的详细信息。 – 在求解后观察求解器输出可以确定不收敛的原因 (如果求解失败), 获得求解器性能信息, 和找到接 触单元的设置信息 – 详细的警告或错误信息(由***标识) 也将会显示在求解器输出中。同样在求解过程中观察子步状态 (由>>>标识) 可以找到对分的原因.
例如，在上面的片段中，接触区域 “Teeth 3” 的 接触编号为9 和 10.
... 求解信息
4) 当方程求解开始以后，输出窗口如右图所示 这里有用的信息包括求解器的选用
(是“Program Chosen” 或手动设定)、 大变形效应是否打开、是否考虑材料非 线性(如果出现塑性)和所使用的子步数.
… 力收敛 • 评估求解收敛行为的最好方法是观察力收敛曲线: – 在前一节中我们提到，Force Convergence 曲线可以在Solution Information 分支中得到
回顾在 Newton-Raphson 方法里， 就是找寻力平衡。如果不平衡力 (残 差) 力收敛准则，那么这个子步就认 为是收敛的。求解过程中，可以观 察力收敛曲线跟踪过程。上面的力 收敛曲线说明二分出现了。这意味 着施加了更小的载荷步长。 底部的 “TIME”曲线代表了总载荷 的分数。虽然在静态分析中时间并 无明确意义，它用于作为TIME=1.0 最终求解的计数器。如果时间目前 是0.2，那意味着20%的载荷正在施 加。
… 接触刚度
• 有时，接触Normal Stiffness 会太高而造成求解不收敛。 – 对于这个螺纹扣件，在第一子步中只求解了20% 的载荷，求解就发散了
… 接触刚度
– 通过观察Newton-Raphson 残差, 可以发现在接触区域内可能不会达到力平衡. 网格看起来很粗 糙
– 通过降低接触法向刚度和细化接触区域网格，就可以解决这个问题
… 结果追踪器 • 在求解过程中可以同时选择和观察多个结果(同一类的)
本例中,显示了8个接触区的穿透量。可 以观察最大穿透量是否太大，如果是这样 ，求解会过早停止；既然用户知道了哪个 接触区域有太多的穿透，那么可以增加该 区域的法向刚度。
从这出发，如果用户期望接触区分开到 接触，在这点检测过程没得到反映，用户 也想知道求解完成后什么结果能观测。
... 求解信息
• Solver Output 可提供关于求解的详细的文字输出. 熟悉怎样阅读这个文件将会非常有用. 1) Solver Output开始简单显示使用的ANSYS license (这里是 ANSYS Multiphysics) 和版本号.
... 求解信息
2) Solver Output 记录了根据指定的单元(中节点)选择激活的单元技术和相关的材料，参照附录B中更 多关于单元技术的细节.
D. 例子
• 在本节中，针对不同的情况将会作简要的介绍。观察求解器输出，监视求解，及进行非线性诊断都会 根据不同的例子进行讨论 – 包含所有的不收敛的原因是不现实的，因此，在此只对用户会遇到的一些常见的问题进行讨论.
… 刚体运动
• 常见的错误信息“internal solution magnitude limit was exceeded.” 本质上说, 这意味着出现了刚 体运动. – 不足的约束，即使是有支撑或接触也有可能会使零件‘飞向’ 空间 – Solver Output 也会提供刚体运动方向
从Solver Section 2 回顾列出的 接触区域名称和ID号. 从那个例 子可知，以上的接触实常数号9 是 “Teeth 3” 区域部分.
... 求解信息
6) 随着非线性求解的进行，平衡迭代的信息将会显示在窗口的底部(下图) • 注意，在每一次平衡迭代中，残余力(FORCE CONVERGENCE VALUE) 必须小于准则 • 一个理想的平衡系统，残差或不平衡力应该为零。但由于机器的精度和实际的考虑， Simulation将确定一个小到几乎可以忽略所造成的误差的残差值。这个值就是准则, 而力收 敛准则值必须小于准则 以使这个子步收敛。 • 在下面分析中，经过3次平衡迭代，残余力小于准则, 因此，求解收敛. • 通知信息 (例如收敛或对分) 子输出窗口中将以“>>>” 和 “<<<“标识.
– 如果求解不收敛是由于力平衡原因，这将会反映在求解器输出和力收敛曲线上. 力收敛(残差) 将 会大于力判据.
– 在不收敛情况下，Newton-Raphson残差(如需要) 将会指出力残差高的区域。这通常有利于帮 助确定阻止力平衡的部位, 通常是由于这些部位的力和支撑或接触区域的设置.
… Newton-Raphson 残差
高阶单元的弹性材料或金 属塑性
低阶单元的2D平面应力弹 性材料或金属塑性
低阶单元的2D 平面应变 弹性应变或金属塑性
高阶/低阶单元的完全不 可压缩超弹性
Default URI Enhanced Strain Simplified Enhanced Strain B-Bar with Mixed u-P
… 力收敛
• 通常需要注意的是求解过程中什么时候力收敛曲线开始“平稳” – 这通常意味着 (a) 需要减小载荷增量或 (b) 接触法向刚度太高. – 对于情况(a) Simulation 将自动对分求解 – 对于情况(b), 二分或手动降低接触 法向刚度
… 结果追踪器
• 除了监视不平衡力，在 “Solution Information” 分支中还可以添加结果追 踪器(Result Tracker) – Results Tracker 使用户能够在求解过程中监视某点点变形或接触区域 信息. – 对 “Results Tracker > Deformation,” 选择感兴趣的一点，指定需要 监视的 x, y, 或 z 方向的变形. – 对 “Results Tracker > Contact,” 在下拉菜单中选择接触区域就可以 观察跟踪的数量(例如，接触单元的数量）
A. 求解信息
• 在第二章中，已经介绍过求解信息分支 – 回顾通过 Solution Information 分支可以观察到详细 ANSYS 求解器输出和收敛曲线, 例如，绘 制力敛曲线.
Text Output
Graphica窗口 “Messages” 位于Solution Information Worksheet正下方，提供了一些警告错误的列表. – 右键任何信息: • Go to Object (高亮和这些信息相关的项目树对象） • Show Full Message从分离的弹出窗口显示了所有的信息 • Copy 拷贝信息 (到分开的文档文件) • Delete 从列表中删除信息
– 在“Solution Information” 详细窗口中，输入平衡迭代的数目来获取Newton-Raphson 残差. 例如，输入 “4” , 当求解中断或不收敛时，最后四次迭代的残余力将会给出.
… Newton-Raphson 残差 – 当求解停止或不能收敛，就可以从“Solution Information” 分支中获得残差，如下图所示.
本例中，接触区“Teeth 1-4”在第二个 载荷步进入接触， “Teeth 7”似乎一直到第 4个接触步才接触 上，这些都给用户展示了 哪些接触区正在接触，什么时候接触。
C. Newton-Raphson 残差
• 到目前为止，已经讨论过了获得详细的求解器信息(节 A) 和监视求解 (节 B).. • 当出现不收敛问题时，Newton-Raphson 残差对找到可能有问题的区域非常有用
B. 监视求解
• 当求解非线性模型时，因为有可能需要多次迭代，观察非线性求解趋势将会非常有用 – 如果求解看来会发生意外情况，用户可以终止分析来研究问题而不是等到求解结束，这就大大地 节约了时间. – 监视求解同样可以使用户更深入地了解系统的响应