非线性静力学分析
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设置求解控制选项
Sol’n Options选项卡
1.程序选择求解器(Program Chosen Solver):ANSYS将根据求解问题的领域自动选择一个求解器。
2.稀疏矩阵直接求解器(Sparse Direct):对线性分析、非线性分析、静力分析,以及完全瞬态分析均可。
3.预条件共轭梯度求解器(Pre-Condition CG或PCG):对于大模型和巨型结构推荐使用。
4.自动迭代求解器(Iterative):只适用于线性静态/完全瞬态结构分析,或稳态温度分析。
5.波前直接求解器(Frontal Direct)。
根据以下几条准则选择稀疏矩阵求解器和PCG求解器来进行非线性机构分析
(1)对于包含梁或者壳的模型(有无实体单元均可),选择PCG 求解器。
(2)对于三维实体模型并且自由度数偏多(如200000或者更多),选择PCG求解器。
(3)如果矩阵方程的条件数很差,或者是模型不同区域的材料性质差别很大,或者是没有足够的约束条件,选择稀疏矩阵求解器。Nonlinear选项卡
1.线性搜索:Line Search。默认时,ANSYS程序会自动打开或者关闭线性搜索。对于多数接触问题,线性搜索自动打开“LNSRCH,
ON”;对于多数非接触问题,线性搜索自动关上“LNSRCH,OFF”。
2.DOF求解预测器:DOF solution predict。如果没有梁或壳单元,默认情况下,预测校正选项是打开的“PRED,ON”。如果当前子步的时间步长缩短很多,预测校正会自动关上。对于瞬态分析,预测校正也自动关上。
3.每个子步的最大迭代次数。选择菜单Maximum number of iterations,ANSYS程序默认设置方程最大迭代步数“NEQIT”为15~26,其准则是缩短时间步长以减少迭代步数。
4.选中“Creep Option”下的复选框用来包括蠕变计算。Advanced NL 选项卡
Advanced NL选项卡的选项一般不需要对此进行设置。
设置其他求解控制选项
1.应力刚化效应
如果确信忽略应力刚化对结果影响不大,可以设置关掉应力刚化(SSTIF,OFF),否则应该打开。
命令方式:SSTIF
GUI方式:Main Menu-Solution-Unabridged Menu-Analysis Type-Analysis Options
2.Newton-Raphson选项
ANSYS通常选择全牛顿-拉普森方法,关掉自适应下降选项。但是,对于考虑摩擦的点-点接触、点-面接触单元,通常需要打开自适
应下降选项,例如,单元PIPE20、BEAM23、BEAM24和PIPE60。
命令方式:NROPT
GUI:Main Menu-Solution-Unabridged Menu-Analysis Type-Analysis Option。
3.蠕变准则
如果机构有蠕变效应,可以对自动时间步长调整(如果自动时间步长调整“AUTOTS”是关掉的,该蠕变准则无效)指定蠕变准则“CRPLIM,CRCR,Option”。程序会计算蠕变应变增量跟弹性应变增量的比值。如果上一步的比值大于指定的蠕变准则CRCR,程序会减小下一步的时间步长;如果小于蠕变准则,就加大时间步长。时间步长的调整还与方程迭代数、是否接近状态变化点和塑性应变增量有关。对于显示蠕变(Option=0),如果上述比值大于稳定界限0.25并且时间步长已经调整到最小,程序会终止求解并报错。这个问题可以通过设置足够小的最小时间步长DELTIM和NSUBST来解决。对于隐式蠕变(Option=1),默认时没有最大蠕变界限,当然,可以人为指定。
命令方式:CRPLIM
GUI:Main Menu-Solution-Unabridged Menu-Load Step Opts-Nonlinear-Creep Criterrion