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大型有限元分析软件ANSYS的特点

大型有限元分析软件ANSYS的特点

大型有限元分析软件ANSYS的特点王友海 颜慧军 胡长胜 ANSY S程序是美国ANSY S公司研制的大型有限元分析(FE A)软件,自1970年John S wans on博士洞察到计算机模拟工程应该商品化,创建了AN2 SY S公司以来,ANSY S程序已发展成为全球范围一个多用途的设计分析软件。

ANSY S程序是一个功能强大的设计分析及优化软件包。

与其它有限元分析软件如S AP或NAS2 TRAN等相比,它有以下特点:(1)ANSY S是完全的WI NDOWS程序,从而使应用更加方便;(2)产品系列由一整套可扩展的、灵活集成的各模块组成,因而能满足各行各业的工程需要;(3)它不仅可以进行线性分析,还可以进行各类非线性分析;(4)它是一个综合的多物理场耦合分析软件,用户不但可用其进行诸如结构、热、流体流动、电磁等的单独研究,还可以进行这些分析的相互影响研究,例如:热—结构耦合,磁—结构耦合以及电—磁—流体—热耦合等。

本文将以ANSY S/Structural (结构)模块为例,详细研究该软件的功能及特点。

1 结构静、动力分析111 结构静力分析ANSY S程序中结构静力分析,用来求解外载荷引起的位移、应力、和力。

静力分析适合于求解惯性及阻尼的时间相关作用对结构响应的影响不显著的问题。

ANSY S程序中静力分析同样能包括非线性,如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触面等。

有关非线性内容后面将详细叙述。

112 结构动力分析结构动力分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。

ANSY S程序可以求解下列类型的动力分析问题:瞬态动力、模态、谐波响应及随机振动。

11211 瞬态分析瞬态分析(也称时间—历程分析)用于确定结构承受随时间变化载荷时的动力响应。

ANSY S求解瞬态动力问题有三种方法:全瞬态动力分析方法,凝聚法和模态叠加法。

11212 模态分析图1 皮带轮模态分析(虚线表示未变形形态)当需要结构的自然频率时,模态分析是很有用的(图1)。

ansys技巧大全

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模型简化及网格划分模型简化及网格划分使在建立仿真模型时,经验是非常有助于用户决定哪些部件应该考虑因而必须建立在模型中,哪些部件不应该考虑因而不需建立到模型中,这就是所谓的模型简化。

此外,网格划分也是影响分析精度的另外一个因素。

本文将集中讨论如何简化模型以获得有效的仿真模型以及网格划分需要注意的一些问题。

理想情况下,用户都希望建立尽可能详细的仿真模型,而让仿真软件自己来决定哪些是主要的物理现象。

然而,由于有限的计算机资源或算法限制,用户应该简化电磁仿真的模型。

模型简化模型简化主要取决于结果参数及结构的电尺寸。

例如,如果用户希望分析安装在某电大尺寸载体上的天线的远场方向图,那么模型上距离源区超过一个波长的一些小特征和孔径(最大尺度小于 /50)就可以不考虑。

另一方面,如果用户希望分析从源到用带有小孔的屏蔽面屏蔽的导线之间的耦合,那么必须对小孔、靠近源的屏蔽面以及导线进行精确建模。

另外一个常用的简化是用无限薄的面来模拟有限厚度的导体面。

一般而言,厚度小于/100的金属面都可以近似为无限薄的金属面。

有限导电性和有限厚度的影响可以在SK卡中设置。

对于比较厚的导体面,如果这种影响是次要的,那么用户仍然可以采取这种近似。

例如,当建立大反射面天线的馈源喇叭模型时,喇叭壁的有限厚度对于反射面天线主波束的影响就是次要的。

然而,如果喇叭天线用于校准标准时,那么喇叭壁的有限厚度就不能忽略。

网格划分一般而言,网格划分的密度设置为最短波长的十分之一。

然而,在电流或电荷梯度变化剧烈的区域,如源所在区域、曲面上的缝隙和曲面的棱边等,必须划分得更密。

一个实用的指导原则是网格大小应该与结构间的间隔距离(d)相比拟(<=2d)。

同样地,如果需要计算近场分布,那么网格大小应该同场点到源点间距离(d)相比拟。

总之,用户建立的几何模型应该抓住主要的物理现象,而网格划分则需要权衡输出结果相对于网格大小的收敛性。

二次开发调试技术二次开发调试技术(摘自ANSYS用户专区)- -在调试用户子程序过程中,可以利用非《ANSYS命令参考手册》某些命令和其它特性帮助用户提供许多有用的信息。

ansys后处理常用命令

ansys后处理常用命令

结合自身经验,谈ANSYS中的APDL命令(一)发表时间:2009-4-7 作者: 倪欣来源: e-works关键字: ansys APDL 命令流在ANSYS中,命令流是由一条条ANSYS的命令组成的一个命令组合,这些命令按照一定顺序排布,能够完成一定的ANSYS功能,本文是作者结合自身经验所总结的一些命令。

在ANSYS中,命令流是由一条条ANSYS的命令组成的一个命令组合,这些命令按照一定顺序排布,能够完成一定的ANSYS功能,这些功能一般来说通过菜单操作也能够实现(而那些命令流能够实现,菜单操作实现不了的单个命令比较少见)。

以下命令是结合我自身经验,和前辈们的一些经验而总结出来的,希望对大家有帮助。

(1).Lsel, type, item, comp, vmin, vmax, vinc, kswp 选择线type: s 从全部线中选一组线r 从当前选中线中选一组线a 再选一部线附加给当前选中组aunoneu(unselect)inve: 反向选择item: line 线号loc 坐标length 线长comp: x,y,zkswp: 0 只选线1 选择线及相关关键点、节点和单元(2).Nsel, type, item, comp, vmin, vmax, vinc, kabs 选择一组节点type: S: 选择一组新节点(缺省)R: 在当前组中再选择A: 再选一组附加于当前组U: 在当前组中不选一部分All: 恢复为选中所有None: 全不选Inve: 反向选择Stat: 显示当前选择状态Item: loc: 坐标node: 节点号Comp: 分量Vmin,vmax,vinc: ITEM范围Kabs: “0”使用正负号“1”仅用绝对值(3).Esel, type, item, comp, vmin, vmax, vinc, kabs 选择一组单元type: S: 选择一组单元(缺省)R: 在当前组中再选一部分作为一组A: 为当前组附加单元U: 在当前组中不选一部分单元All: 选所有单元None: 全不选Inve: 反向选择当前组Stat: 显示当前选择状态Item:Elem: 单元号Type: 单元类型号Mat: 材料号Real: 实常数号Esys: 单元坐标系号(4). mp, lab, mat, co, c1,…….c4定义材料号及特性lab: 待定义的特性项目(ex,alpx,reft,prxy,nuxy,gxy,mu,dens)ex: 弹性模量nuxy: 小泊松比alpx: 热膨胀系数reft: 参考温度reft: 参考温度prxy: 主泊松比gxy: 剪切模量mu: 摩擦系数dens: 质量密度mat: 材料编号(缺省为当前材料号)c : 材料特性值,或材料之特性,温度曲线中的常数项c1-c4: 材料的特性-温度曲线中1次项,2次项,3次项,4次项的系数(5). 定义DP材料:首先要定义EX和泊松比:MP,EX,MAT,……MP,NUXY,MAT,……定义DP材料单元表(这里不考虑温度):TB,DP,MAT进入单元表并编辑添加单元表:TBDATA,1,CTBDATA,2,ψTBDATA,3,……如定义:EX=1E8,NUXY=0.3,C=27,ψ=45的命令如下:MP,EX,1,1E8MP,NUXY,1,0.3TB,DP,1TBDATA,1,27TBDATA,2,45这里要注意的是,在前处理的最初,要将角度单位转化到“度”,即命令:*afun,deg (6). 根据需要耦合某些节点自由度cp, nset, lab,,node1,node2,……node17nset: 耦合组编号lab: ux,uy,uz,rotx,roty,rotz ,allnode1-node17: 待耦合的节点号。

ansys软件问答合集(二)

ansys软件问答合集(二)

47 在Ansys中,碰到提示“Volume 1 cannot be meshed. 208 location(s) found where non-adjacent boundary triangles touch. Geometry configuration may not be valid or smaller element size definition may be required.”。这是什么问题? 回答:提示就是告诉你需要更小的单元,可能单元太大的时候出现的网格有有问题,比如狭长 的网格,计算的时候集中应力太大。
48 在Ansys中,碰到错误Volume11 could not be swept because a source and a target area could not be determined automatically。please try again...,这是什么原因? 回答:体不符合SWEEP的条件,把体修改成比较规则的形状,可以分割试试。 49 在Ansys中,碰到警告和错误:“*** WARNING *** SUPPRESSED MESSAGE CP = 1312.641 TIME= 16:51:48 An error has occurred writing to the file = 12 which may imply a full disk. The system I/O error = 28. Please refer to your system documentation on I/O errors. ”,这是什 么错误和警告? 回答:1.I/O设备口错误,I/O=26,错误,告诉你磁盘已满,让你清理磁盘。但是实际问题的解 决不是这样,是你的磁盘格式不对,将你的磁盘格式从FAT26改称NTFS的就可以了。因为 FAT26格式的要求你的单一文件不能大于4G。但是我们一旦做瞬态或者是谐相应的时候都很 容易超过这个数,所以系统抱错。Байду номын сангаас2.I/O设备口错误,I/O=9,错误,和上一个一样告诉你磁盘已满,让你清理磁盘。但是实际问题 是由于你的磁盘太碎了造成的,你只要进行磁盘碎片整理就可以了,这个问题就迎刃而解。

workbench弧长法求极限载荷

workbench弧长法求极限载荷

workbench弧长法求极限载荷以workbench弧长法求极限载荷为标题工作台是实验室中常见的设备,主要用于进行各种物理实验和工程测试。

在设计和制造工作台时,工程师需要考虑其极限载荷,即能够承受的最大负荷。

为了准确地计算工作台的极限载荷,工程师们常常使用弧长法来进行分析和计算。

弧长法是一种经典的工程力学分析方法,它基于工作台的几何形状和材料特性,通过计算工作台在受力情况下的弯曲应变和应力分布,进而确定其极限载荷。

下面将介绍弧长法的基本原理和计算步骤。

我们需要了解工作台的几何形状和材料特性。

工作台通常由一个平面支撑面和若干个立柱或支架组成。

支撑面可以是矩形、圆形或其他形状,而立柱或支架可以是直立的或倾斜的。

此外,工作台的材料也会对其极限载荷产生影响,常见的材料有钢、铝合金等。

在弧长法中,我们假设工作台在受力时产生了一个弧形的变形。

这个弧形可以近似为一段圆弧,而工作台的极限载荷就是使得这段圆弧的长度达到临界值的负荷。

为了计算这个临界值,我们需要进行以下几个步骤:1. 确定工作台的几何形状和材料特性。

测量工作台的长度、宽度和厚度,确定支撑面的形状和立柱或支架的位置。

同时,获取工作台材料的弹性模量和屈服强度等力学参数。

2. 绘制工作台的受力图。

根据实际情况,确定工作台受力的位置和方向。

常见的受力包括均布载荷、集中载荷和弯矩等。

根据受力图,确定工作台上的应力和应变分布。

3. 计算工作台上的应力和应变。

根据工作台的几何形状和受力情况,利用弹性力学理论计算工作台上各点的应力和应变。

这可以通过应力平衡方程和变形方程来实现。

4. 确定临界值。

根据工作台材料的屈服强度,确定使得工作台产生临界弯曲的载荷。

这个载荷就是工作台的极限载荷。

通过以上步骤,工程师就可以利用弧长法准确地计算出工作台的极限载荷。

这个极限载荷可以用于工作台的设计和使用过程中,确保其安全性和可靠性。

需要注意的是,弧长法是一种理论方法,其准确性和适用性取决于工作台的实际情况和假设条件的合理性。

ANSYS结构非线性分析指南(一至三章)

ANSYS结构非线性分析指南(一至三章)

ANSYS结构非线性分析指南(一到三章)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弧长法

ansys弧长法

ansys弧长法ANSYS是一种流体动力学和结构分析软件,被广泛应用于各个工程领域。

其中弧长法是ANSYS中常用的一种数值方法,用于求解复杂问题的流场和结构响应。

弧长法(Arc-Length Method)是一种求解非线性方程的迭代方法,通过引入弧长参数,可以将原始非线性问题转化为一个线性问题进行求解。

在ANSYS中,弧长法被应用于弹性材料的屈曲分析、非线性固体和流体的非稳定流动问题等。

弧长法的核心思想是:通过改变问题中的一个或多个控制参数,从而在非线性方程中引入额外的非线性项,进而构造迭代方程组。

通过求解这个方程组,可以不断迭代调整参数值,最终求得问题的解。

在ANSYS中,弧长法可以通过以下步骤进行求解:1. 配置求解器参数:首先需要配置ANSYS求解器的参数,包括选择非线性分析类型、设定加载条件和收敛准则等。

2. 定义加载路径:加载路径是确定非线性问题解的关键步骤之一。

需要明确指定加载的变量、加载方式和加载路径的起点和终点。

3. 设置控制参数:在弧长法中,需要选择一个或多个控制参数来进行求解。

这些控制参数可以是力、位移、压力或其他与加载路径相关的物理量。

4. 构造弧长方程:通过引入弧长参数,可以将非线性问题转化为一个线性问题。

弧长方程中的额外项通过控制参数来实现,进而构造一个以弧长为自变量的方程。

5. 迭代求解:在每一步迭代中,通过求解弧长方程组来得到当前弧长参数下的问题解。

然后根据收敛准则对参数进行调整,更新控制参数的值,继续下一步迭代。

弧长法的优势在于可以处理大变形、非线性和失稳等复杂问题。

它能够捕捉到问题解在不同加载下的分支和稳定性情况,对于分析结构的极限载荷和材料的屈曲性能具有重要作用。

在实际工程应用中,弧长法常被用于求解复杂结构的失稳分析,如弹性杆件的屈曲问题、薄壳结构的失稳问题等。

此外,弧长法还可以用于模拟流体介质中的破裂行为、火灾传播等问题。

总之,ANSYS的弧长法是一种有效的数值方法,可以用于求解各种非线性问题。

ansys技巧总结_使用弧长法所需要注意的问题

ansys技巧总结_使用弧长法所需要注意的问题

弧长半径由下式确定: R = SQRT((Delta Load factor)**2 + (Delta Displacement)**2)
初始弧长半径为: R0 = (Total Load) / NSBSTP 初始时间步大小由NSUBST确定;
第i子步的弧长半径Ri,由程序自动计算,在如下范围内: (MINARC * R0) < Ri < (MAXARC * R0)
3. 如果MAXARC太大,可能得到一个错误的结果,比如步长太大,可能使求解跨过临界载荷点;
4. 用弧长法作屈曲分析时,一定使用应力刚化,对于具有一致切向刚度特性的单元要求KEYOPT(2)=1;
5. 要注意弧长法使用单一的标量载荷因子,所以所有施加的载荷必须成比例。当接触状态的改变引起接触力的位置、方向在两次迭代之间变化,则会引起问题。这不仅在ANSYS中有这个问题,在其它的非线性分析软件中都会遇到这样的困难。

1. 如果使用弧长法(ARCLEN,ON),则在求解过程中,下列增强收敛的工具关闭:线性搜索(LNSRCH),预测器(PRED),自适应下降(NROPT)
2. 如果使用弧长法(ARCLEN,ON),则NSUBST命令的NSBMX、NSBMN值被忽略,而ARCLEN命令的MAXARC(相应于NSBMN,缺省为10)、MINARC(相应于NSBMX,缺省为0.001)值起相同作用;
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3.2.2 问题详细说明下列材料性质应用于这个问题:EX=1000 (杨氏模量)NUXY=0.35(泊松比)Yield Strength =1 (屈服强度)Tang Mod=2.99(剪切模量)3.2.3 问题描述图图3-4 问题描述图3.2.4 求解步骤(GUI方法)步骤一:建立模型,给定边界条件。

在这一步中,建立计算分析所需要的模型,定义单元类型,材料性质划分网格,给定边界条件。

并将数据库文件保存为“exercise1.db”。

在此,对这一步的过程不作详细叙述(您也可以从§3.2.5中取出命令流段完成这一步骤)。

步骤二:恢复数据库文件“exercise.db”Utility Menu>File>Resume from步骤三:进入求解器。

Main Menu>solution步骤四:定义分析类型和选项1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis.单击“Static”来选中它然后单击OK。

2、择菜单路径Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Analysis Options。

出现对话框。

3、单击Large deform effects (大变型效应选项)使之为ON,然后单击OK。

步骤五:打开预测器。

Main menu> Solution>Unabridged Menu>Load step opts-Nonlinear> Predictor步骤六:在结点14的Y方向施加一个大小为-0.3的位移Main menu >Solution -Load -Apply >displacement >On Nodes步骤七:设置载荷步选项1、选择菜单路径Main Menu> Solution>Unabridged Menu>Load stepopts-Time/Frequenc> Time and substps。

对话框出现。

2、对time at end of Load Step(载荷步终止时间)键入0.33、对Number of substeps (子步数)键入120。

4、单击automatic time stepping option(自动时间步长选项)使之为ON,然后单击OK。

5、选择菜单路径Main Menu > Solution>Unabridged Menu >Load step opts-Output ctrls >DB/Resuls File。

对话框出现。

6、单击“Every Nth substep”(“每隔N个子步”)且选中它。

7、对于Value of N (N的值)键入10然后单击OK。

8、单击ANSTS Toolbar上的SAVE_DB。

步骤八:求解问题1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。

2、检阅状态窗口中的信息然后单击close。

3、单击Solve Current Load Step(求解当前载荷步)对话框中的OK开始求解。

步骤九:进行所需要的后处理。

3.2.5 求解步骤(命令流方法)Fini/cle/prep7/title,upsetting of an axisymmetric disket,1,106,,,1mp,ex,1,1000mp,nuxy,,0.3tb,biso,1tbdata,,1,2.99rect,0,6,0,1.5lesi,1,,,12lesi,2,,,5mshape,0,2dmshkey,1amesh,allnsel,y,1.5cp,1,uy,allnsel,allfininsel,s,loc,x,0 dsym,symm,x nsel,s,loc,y,0 dsym,symm,y nsel,alld,all,uznsel,y,1.5d,all,uxnsel,allfinisave,exercise1,db resume,exercise1,db /solusionnlgeom,onpred,ond,14,uy,-0.3time,0.3autot,onnsubst,120 outres,all,-10fini/post1set,last/dsca,,1pldi,2plns,nl,svfini/post26rfor,2,14,f,yadd,2,2,,,,,,-1.0plva,2fini3.3 屈曲分析屈曲分析是一种用于确定结构开始变得不稳定时的临界载荷和屈曲模态形状(结构发生屈曲响应时的特征形状)的技术,非线性屈曲分析是一种典型而且重要的几何非线性分析,因此后面各节对屈曲分析的概念和过程进行详细介绍。

3.3.1 屈曲分析的类型ANSYS在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Structural以及ANSYS/Professional 中,提供两种结构屈曲载荷和屈曲模态的分析方法:非线性屈曲分析和特征值(线性)屈曲分析。

这两种方法通常得到不同的结果,下面先讨论一下二者的区别。

3.3.1.1 非线性屈曲分析非线性屈曲分析比线性屈曲分析更精确,故建议用于对实际结构的设计或计算。

该方法用一种逐渐增加载荷的非线性静力分析技术来求得使结构开始变得不稳定时的临界载荷。

见图3-5a。

应用非线性技术,模型中就可以包括诸如初始缺陷、塑性、间隙、大变形响应等特征。

此外,使用偏离控制加载,用户还可以跟踪结构的后屈曲行为(这在结构屈曲到一个稳定外形,如浅拱的“跳跃”屈曲的情况下,很有用处)。

3.3.1.2 特征值屈曲分析特征值屈曲分析用于预测一个理想弹性结构的理论屈曲强度(分叉点)。

该方法相当于教科书里的弹性屈曲分析方法。

例如,一个柱体结构的特征值屈曲分析的结果,将与经典欧拉解相当。

但是,初始缺陷和非线性使得很多实际结构都不是在其理论弹性屈曲强度处发生屈曲。

因此,特征值屈曲分析经常得出非保守结果,通常不能用于实际的工程分析。

图3-5 屈曲曲线3.3.2 屈曲分析的用到的命令用户可以应用与静力分析相同的命令集来进行屈曲分析。

同样,不论何种分析,都可以应用类似的GUI菜单来建立模型和求解。

本章§3.6 给出了用GUI方法和命令流方法求解屈曲分析的例子。

有关命令可参阅《ANSYS Commands Reference》。

3.4 非线性屈曲分析非线性屈曲分析是在大变形效应开关打开的情况下[ NLGEOM ,ON]的一种静力分析,该分析过程一直进行到结构的极限载荷或最大载荷。

其它诸如塑性等非线性也可以包括在分析中。

3.4.1 施加载荷增量非线性屈曲分析的基本方法是,逐步地施加一个恒定的载荷增量,直到解开始发散为止。

尤其重要的是,要一个足够小的载荷增量,来使载荷达到预期的临界屈曲载荷。

若载荷增量太大,则屈曲分析所得到的屈曲载荷就可能不精确。

在这种情况下,打开二分和自动时间步长功能[ AUTOTS ,ON]有助于避免这种问题。

3.4.2 自动时间步长功能打开自动时间步长功能,程序将自动地寻找出屈曲载荷。

如果在一个静力分析中,打开了自动时间步长功能并且加载方式是斜坡加载,而在某一给定载荷下解不收敛,程序就会将载荷载增量减半,在这个载荷下重新进行新一轮求解。

在一个屈曲分析中,每一次这种收敛失败都通常伴随着一个“负主对角”信息,这意味着所施加的荷载等于或超过了屈曲载荷。

如果程序接着又成功地求得了一个收敛解,则用户可以忽略这些信息。

如果应力刚度激活[ SSTIF ,ON],则用户应当在没有自适应下降[ NROPT ,FULL,,OFF]的情况下运行,以确保达到屈曲荷载的下限。

随着这种二分和重新求解过程,使得载荷步增量达到了所定义的最小时间步增量(由DELTIM 或NSUBST命令定义)时,通常也就收敛到了临界载荷。

因此用户所定义的最小时间步,将直接影响到求解的精度。

3.4.3 注意事项特别要注意的是,一个非收敛的解,并不意味着结构达到了其最大载荷。

它也可能是由于数值不稳定引起的,这可以通过细化模型的方法来修正。

跟踪结构响应的载荷-变形历程,可以确定一个非收敛的载荷步,到底是表示了一个实际的结构屈曲,还是反映了其它问题。

用户可以先用弧长法[ ARCLEN]命令来进行一个预分析,以预测屈曲载荷(近似值),将此近似值与用二分法求得的更精确的值作比较,来确定是否结构已真正达到了其最大载荷。

用户也可以用弧长法本身来求得一个精确的屈曲载荷,但这需要用户自己不断地修正弧长半径,以及人工直接干预程序来执行一系列重求解。

除上面的论述以外,用户还需注意以下六点:如果结构上的载荷完全是在平面内的(亦即只有膜应力或轴向应力),则将不会产生导致屈曲所必须的面外变形,所进行的分析也就不能求得屈曲结果。

要克服这个问题,可以在结构上施加一个很小的面外扰动,如一个适当的瞬时力或强制位移,以激发屈曲响应。

(对结构作一个预先的特征值屈曲分析来预测屈曲模态很有用,它可以帮助用户确定施加扰动的合适位置以激起所希望的屈曲响应)。

初始缺陷(扰动)应与实际结构在位置和大小上一致,因屈曲载荷对这些参数非常敏感。

在大变形分析中,力(和位移)将保持其初始方向,但表面载荷将跟随结构改变了的几何形状,因此,要确保所施加的载荷类型正确。

用户在实际工作中应将一个稳态分析进行到结构的临界载荷点,以计算出结构产生非线性屈曲的安全系数。

仅仅说明结构在一个给定的载荷水平下是稳定的,在大多数实际的设计实践中并不足够。

用户通常应提供一个确定的安全系数,而这一点必须通过屈曲分析得到结构实际的极限载荷来实现。

用户可以通过激活弧长法[ ARCLEN ],将分析扩展到后屈曲范围。

使用该特征来跟踪“载荷-变形”曲线通过那些发生了“阶跃(snap-through)”或“回跃(snap-back)”响应的区域。

对于那些支持一致切向刚度矩阵的单元(BEAM4、SHELL63、SHELL141),激活一致切向刚度矩阵[ KEYOPT(2)=1 和NLGEOM ,ON ]可以增强非线性屈曲分析的收敛性,改善求解的精确度。

单元的该KEYOPT 必须在求解的第一载荷步之前定义,并且一旦求解开始后就不能改变。

其他许多单元(如BEAM188、BEAM189、SHELL181)将在[ NLGEOM ,ON] 时提供一致切线刚度矩阵。

3.4.4 初始缺陷(扰动)的施加在进行非线性的屈曲分析时,分析过程与一般的非线性分析过程相同。

采用一系列子步以增量加载的方式施加一给定载荷直到求解发散。

在很多情况下,为了有助于计算,我们应在模型上施加-初始缺陷(扰动)。

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