ansys中载荷步、载荷子步、时间步三者的关系

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ansys弧长法设置半径及收敛问题

ansys弧长法设置半径及收敛问题

收敛详细问题:如何判断收敛解答:1) 看载荷步,其中的子步数会出现999999时,代表你的模型在迭代计算中是不收敛的;2) 在后处理!READ RESULTS---BY PICKED3) 出现对话框:solution is done!就表示收敛了!对于低频电磁(不包括耦合场分析)的收敛判断手段:1) 基于失势A2) 基于电流段Current Segments3) 1) and 2)4)基于标失MAG5)基于磁通MAG Flux6) 4) and 5)*0)首先你通过typical value 和typical value的tolerance 指定标准值value * tolerance*1)对于A和MAG , ANSYS拿各个节点处前后两次平衡迭代的那些差值的L2范数(或L1或无穷大范数)与你指定的标准比较,从而判断收敛*2)对于Flux和Current segments, ANSYS拿他们的那些不平衡值(就是你施加给电流(或电流段)值与程序计算的值之间的差)的L2范数(或L1或无穷大范数)与你指定的标准比较,从而判断收敛*3)的标失磁场分析ANSYS推荐基于Flux判断收敛, 2D静磁分析ANSYS推荐基于Currentsegments来判断收敛. 一般都按默认的来就行了.收敛详细问题:系统提示出现严重扭曲的解决办法解答:1)如果系统提示单元严重扭曲,说明变形很大了,将载荷降低,再试试!2)打开了大变形开关3)使用超弹性单元,ANSYS里有这种单元用于模拟塑性材料的4)单元加密;5)增加子步数,载荷慢慢加;6)最后一点较为关键,考虑接触对的材料性能;收敛详细问题:非线性和接触的不收敛处理方式解答:先将接触模型(单元)去掉,计算,看材料非线性的收敛情况;再将材料非线性先改为线性材料,做接触模型,看其收敛情况;如果是材料非线性引起的不收敛,需适当修改材料参数或采取其他一些办法,如果是接触引起的不收敛,需调整接触参数,如接触刚度等。

ansys中子步和载荷步的含义与设置方法

ansys中子步和载荷步的含义与设置方法

在Ansys中,子步和载荷步是非常重要的概念,对于进行复杂仿真分析的工程师来说,深入理解并正确设置子步和载荷步是非常关键的。

接下来,我将从深度和广度的角度,结合自己的理解和经验,详细解释这两个概念的含义和设置方法。

1. 子步的含义与设置方法让我们来理解什么是子步。

在Ansys中,子步是为了确保仿真收敛而进行的时间步长分割。

当仿真过程中存在非线性行为或者材料模型的非线性影响较大时,我们就需要使用子步来有效地控制仿真的精度和稳定性。

在设置子步时,首先需要考虑仿真的时间范围,并根据具体情况进行合理的分割。

一般来说,我们可以根据仿真模型的非线性程度和材料特性来确定子步的数量和大小。

对于高度非线性的模型,需要细分子步以确保仿真的准确性;而对于较为线性的模型,则可以适当减少子步以提高仿真效率。

在设置子步时,还需要考虑到各个载荷的作用情况,以确保在每个子步内能够充分考虑不同载荷的影响。

通过合理设置子步,可以有效地控制仿真的收敛性,并且提高仿真结果的准确性。

2. 载荷步的含义与设置方法载荷步是指在Ansys中对载荷进行分段加载的方法。

在工程仿真中,往往会面对需要分段加载的情况,这时就需要使用载荷步来对载荷进行合理分段,并进行逐步加载以观察结构的响应。

在设置载荷步时,首先需要考虑加载的类型和大小,然后根据具体的分析目的来确定载荷的分段情况。

通常情况下,我们可以根据结构的承载能力和材料的特性来确定载荷的分段加载,并且可以根据仿真的结果来调整载荷步的设置,以得到更加准确的分析结果。

总结和回顾通过对子步和载荷步的含义和设置方法的详细解释,我们可以看到,在Ansys中合理设置子步和载荷步对于确保仿真的准确性和稳定性是非常重要的。

通过合理分割子步和载荷,我们可以更好地控制仿真的收敛性和精度,并且可以更加准确地模拟结构的响应情况。

个人观点和理解在我的实际工程仿真经验中,我发现合理设置子步和载荷步可以大大提高仿真的精度和效率。

ANSYS稳态热分析的基本过程和实例

ANSYS稳态热分析的基本过程和实例

ANSYS稳态热分析的基本过程ANSYS热分析可分为三个步骤:•前处理:建模、材料和网格•分析求解:施加载荷计算•后处理:查看结果1、建模①、确定jobname、title、unit;②、进入PREP7前处理,定义单元类型,设定单元选项;③、定义单元实常数;④、定义材料热性能参数,对于稳态传热,一般只需定义导热系数,它可以是恒定的,也可以随温度变化;⑤、创建几何模型并划分网格,请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。

2、施加载荷计算①、定义分析类型●如果进行新的热分析:Command: ANTYPE, STATIC, NEWGUI: Main menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis>Steady-state●如果继续上一次分析,比如增加边界条件等:Command: ANTYPE, STATIC, RESTGUI: Main menu>Solution>Analysis Type->Restart②、施加载荷可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷(边界条件) :a、恒定的温度通常作为自由度约束施加于温度已知的边界上。

Command Family: DGUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Temperatureb、热流率热流率作为节点集中载荷,主要用于线单元模型中(通常线单元模型不能施加对流或热流密度载荷),如果输入的值为正,代表热流流入节点,即单元获取热量。

如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS读取温度值进行计算。

注意:如果在实体单元的某一节点上施加热流率,则此节点周围的单元要密一些,在两种导热系数差别很大的两个单元的公共节点上施加热流率时,尤其要注意。

此外,尽可能使用热生成或热流密度边界条件,这样结果会更精确些。

ANSYS热分析报告报告材料标准详解

ANSYS热分析报告报告材料标准详解

第一章简介一、热分析的目的热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数,如热量的获取或损失、热梯度、热流密度(热通量〕等。

热分析在许多工程应用中扮演重要角色,如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。

二、ANSYS的热分析•在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Thermal、ANSYS/FLOTRAN、ANSYS/ED五种产品中包含热分析功能,其中ANSYS/FLOTRAN不含相变热分析。

•ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程,用有限元法计算各节点的温度,并导出其它热物理参数。

•ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。

此外,还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。

三、ANSYS 热分析分类•稳态传热:系统的温度场不随时间变化•瞬态传热:系统的温度场随时间明显变化四、耦合分析•热-结构耦合•热-流体耦合•热-电耦合•热-磁耦合•热-电-磁-结构耦合等第二章 基础知识一、符号与单位W/m 2-℃二、传热学经典理论回顾热分析遵循热力学第一定律,即能量守恒定律:●对于一个封闭的系统(没有质量的流入或流出〕PE KE U W Q ∆+∆+∆=-式中: Q —— 热量;W —— 作功;——系统内能; ——系统动能; ——系统势能;● 对于大多数工程传热问题:0==PE KE ∆∆; ● 通常考虑没有做功:0=W , 则:U Q ∆=;●对于稳态热分析:0=∆=U Q ,即流入系统的热量等于流出的热量; ●对于瞬态热分析:dtdUq =,即流入或流出的热传递速率q 等于系统内能的变化。

三、热传递的方式1、热传导热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。

热传导遵循付里叶定律:dxdTk q -='',式中为热流密度(W/m 2),为导热系数(W/m-℃),“-”表示热量流向温度降低的方向。

基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析

基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析

基于ANSYS WORKBENCH的装配体有限元分析模拟装配体的本质就是设置零件与零件之间的接触问题。

装配体的仿真所面临的问题包括:(1)模型的简化。

这一步包含的问题最多。

实际的装配体少的有十几个零件,多的有上百个零件。

这些零件有的很大,如车门板;有的体积很小,如圆柱销;有的很细长,如密封条;有的很薄且形状极不规则,如车身;有的上面钻满了孔,如连接板;有的上面有很多小突起,如玩具的外壳。

在对一个装配体进行分析时,所有的零件都应该包含进来吗?或者我们只分析某几个零件?对于每个零件,我们可以简化吗?如果可以简化,该如何简化?可以删除一些小倒角吗?如果删除了,是否会出现应力集中?是否可以删除小孔,如果删除,是否会刚好使得应力最大的地方被忽略?我们可以用中面来表达板件吗?如果可以,那么,各个中面之间如何连接?在一个杆件板件混合的装配体中,我们可以对杆件进行抽象吗?或者只是用实体模型?如果我们做了简化,那么这种简化对于结果造成了多大的影响,我们可以得到一个大致的误差范围吗?所有这些问题,都需要我们仔细考虑。

(2)零件之间的联接。

装配体的一个主要特征,就是零件多,而在零件之间发生了关系。

我们知道,如果零件之间不能发生相对运动,则直接可以使用绑定的方式来设置接触。

如果零件之间可以发生相对运动,则至少可以有两种选择,或者我们用运动副来建模,或者,使用接触来建模。

如果使用了运动副,那么这种建模方式对于零件的强度分析会造成多大的影响?在运动副的附近,我们所计算的应力其精确度大概有多少?什么时候需要使用接触呢?又应该使用哪一种接触形式呢?(3)材料属性的考虑。

在一个复杂的装配体中所有的零件,其材料属性多种多样。

我们在初次分析的时候,可以只考虑其线弹性属性。

但是对于高温,重载,高速情况下,材料的属性不再局限于线弹性属性。

此时我们恐怕需要了解其中的每一种材料,它是超弹性的吗?是哪一种超弹性的?它发生了塑性变形吗?该使用哪一种塑性模型?它是粘性的吗?它是脆性的吗?它的属性随着温度而改变吗?它发生了蠕变吗?是否存在应力钢化问题?如此众多的零件,对于每一个零件,我们都需要考察其各种各样的力学属性,这真是一个丰富多彩的问题。

一线工程师总结AnsysWorkbench之Mechanical应用——分析设置

一线工程师总结AnsysWorkbench之Mechanical应用——分析设置

一线工程师总结AnsysWorkbench之Mechanical应用——分析设置对于结构静力学中的简单线性问题,不需要对其进行设置,但是对于复杂的分析需要设置一些控制选项。

分析设置是在Mechanical分析树的Static Structural下的Anslysis Settings细节设置中。

本文主要对载荷步控制、求解器控制、重启控制、非线性控制、输出控制、分析数据管理进行介绍。

1 载荷步控制载荷步控制用于指定求解步数和时间。

在非线性分析时,用于控制时间步长。

载荷步控制也用于创建多载荷步,如螺栓预紧载荷。

1.1 载荷步与子步载荷步、子步和平衡迭代是控制加载求解过程的三个载荷时间历程节点。

1.1.1 载荷步在线性静力学分析或稳态分析中,可以使用不同的载荷步施加不同的载荷组合。

在瞬态分析中,可以将多个载荷步加载到同一加载历程曲线的不同时间点。

注意:载荷可以分步,约束不能分步。

实例1,固定矩形条一端,在另一端分3步加载载荷,第一步只加载100N的力,第二步只加载10000Nm的逆时针扭矩,第三步推力与扭矩共同作用,求每一步的变形。

Step1,设置零件材料,接触关系,网格划分,过程略。

Step2,分析设置,将载荷步设置为3,其余默认。

Step3,设置边界条件,如下图。

载荷默认都是渐增(斜坡)加载的,用一个载荷步将载荷从0增加到设定值。

选中分析树中的Force,在信息窗口中出现了Tabular Data表格和Graph图表,代表了Force的加载历程,在第一步中,力从0渐变到100,并在第二三步中保持。

对于静力学分析,渐增加载与恒定加载计算无区别,本例将力与扭矩都改为恒定加载,在表格第一行将数字改为设定值。

要想Force在第二步不起作用,只需要点击图表的第二步区域或表格对应行,右击选择Activate/Deactive at this step!(在此步激活/取消),此载荷便在第二步中消失。

同样设置Moment载荷,使它在第一步中不起作用。

ANSYS稳态和瞬态分析步骤简述..

ANSYS稳态和瞬态分析步骤简述..

ANSYS稳态和瞬态热模拟基本步骤基于ANSYS 9。

0一、稳态分析从温度场是否是时间的函数即是否随时间变化上,热分析包括稳态和瞬态热分析。

其中,稳态指的是系统的温度场不随时间变化,系统的净热流率为0,即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量:(3-1)=0+-q q q流入生成流出在稳态分析中,任一节点的温度不随时间变化.基本步骤:(为简单起见,按照软件的菜单逐级介绍)1、选择分析类型点击Preferences菜单,出现对话框1。

对话框1我们主要针对的是热分析的模拟,所以选择Thermal.这样做的目的是为了使后面的菜单中只有热分析相关的选项.2、定义单元类型GUI:Preprocessor>Element Type〉Add/Edit/Delete 出现对话框2对话框2点击Add,出现对话框3对话框3在ANSYS中能够用来热分析的单元大约有40种,根据所建立的模型选择合适的热分析单元。

对于三维模型,多选择SLOID87:六节点四面体单元。

3、选择温度单位默认一般都是国际单位制,温度为开尔文(K).如要改为℃,如下操作GUI:Preprocessor>Material Props>Temperature Units选择需要的温度单位。

4、定义材料属性对于稳态分析,一般只需要定义导热系数,他可以是恒定的,也可以随温度变化。

GUI: Preprocessor〉Material Props> Material Models 出现对话框4对话框4一般热分析,材料的热导率都是各向同性的,热导率设定如对话框5.对话框5若要设定材料的热导率随温度变化,主要针对半导体材料。

则需要点击对话框5中的Add Temperature选项,设置不同温度点对应的热导率,当然温度点越多,模拟结果越准确.设置完毕后,可以点击Graph按钮,软件会生成热导率随温度变化的曲线。

对话框5中,Material菜单,New Model选项,添加多种材料的热参数。

ANSYS有限元基础教程第三章答案

ANSYS有限元基础教程第三章答案

ANSYS有限元基础教程第三章答案1.填空题(1)ANSYS 11.0的操作方式可分为GUI方式和命令方式。

(2)主菜单(Main Menu)是使用GUI模式进行有限元分析的主要操作窗口,包含了ANSYS软件的主要功能:参数选择、预处理器、求解计算器或求解计算模块、通用后处理、时间历程后处理模块或称时间历程后处理器和优化设计模块等。

(3)可以对图形视窗中的模型进行缩放、移动和视角切换的工具栏是试图工具栏。

(4)工程领域常用的数据模拟方法有有限元法、边界元法、离散单元法和有限差分法等。

就广泛性而言,主要还是有限单元法。

2.判断题(1)ANSYS是一个通用的有限元分析软件,它具有多种多样的分析能力,包括简单的线性静态分析和复杂的非线性动态分析。

(√)(2)选择开始→程序→ANSYS 11.0→ANSYS Product Launcher命令可直接启动ANSYS 11.0程序。

(×)(3)ANSYS软件中常用到的有限单元有Link单元、Beam单元、Block单元和Plane单元等。

(√)(4)一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤:定义参数、创建几何模型、划分网格、加载数据、求解计算和结果分析。

(√)第2章实体建模1.填空题(1)实体模型由点、线、面和体组合而成,这些基本的点、线、面和体在ANSYS软件中通常称为图元。

直接生成实体模型的方法主要有自底向上和自顶向下两种。

(2)建立实体模型时,关键点是最小的图元对象,关键点即为结构中一个点的坐标,点与点连接成线,也可直接组合成面及体。

(3)布尔运算就是对生成的实体模型进行诸如交、并、减等的逻辑运算处理。

这样就给用户快速生成复杂模型提供了极大的方便。

(4)将两个或多个图元连接以生成三个或更多新的图元的布尔运算叫做搭接运算。

2.判断题(1)选择Main Menu→Preprocessor→Modeling→Delete→Lines Only命令,可删除线及其上的关键点。

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实际工况=载荷步(时间步)+载荷步(时间步)+......
载荷步=载荷子步(时间增量)+载荷子步(时间增量)+......
实体加载和有限元模型加载的区别:
实体加载是不能利用叠加,所以实体加载要手工叠加。

对实体是覆盖,有限元模型加载是可以设置的。

有限元加载可以利用fcum进行叠加。

比如,
第一个荷载步,对关键点1施加10kn,第二荷载步也对关键点1施加10kn,则这两个荷载步结果是完全一致的。

第一个荷载步,对节点1施加10kn,第二荷载步也对节点1施加10kn,而且用命令fcum,add则第二荷载步是20kn的结果。

加载与载荷步、子步及平衡迭代次数的说明
加载与载荷步、子步及平衡迭代次数的说明:
一、加载方式的区别
实体加载和有限元模型加载的区别:
实体加载是不能利用叠加,所以实体加载要手工叠加。

对实体是覆盖,有限元模型加载是可以设置的。

有限元加载可以利用fcum进行叠加。

比如,
第一个荷载步,对关键点1施加10kn,第二荷载步也对关键点1施加10kn,则这两个荷载步结果是完全一致的。

第一个荷载步,对节点1施加10kn,第二荷载步也对节点1施加10kn,而且用命令fcum,add则第二荷载步是20kn的结果。

实体加载方法的优点:
a、几何模型加载独立于有限元网格,重新划分网格或局部网格修改不影响载荷;
b、加载的操作更加容易,尤其是在图形中直接拾取时;无论采取何种加载方式,ANSYS 求解前都将载荷转化到有限元模型,因此加载到实体的载荷将自动转化到其所属的节点或单元上;
二、载荷步及子步
这些概念主要用于非线性分析或载荷随时间变化的问题。

根据问题的特点,可以将加载过程分为几个阶段进行,每一个阶段则作为一个载荷步。

比如做弹塑性分析时,可以通过试算初步估计开始屈服时的载荷,作为第一步,后续载荷作为第二步,等。

为了保证计算过程的收敛和结果精度(特别是在非线性分析时),往往把一个载荷步又划分为若干子步,每个子步施加的载荷为该子步步长和整个载荷步长之比乘以该载荷步的载荷增量值。

子步数太多,计算时间会很长;子步数太少,会导致计算不收敛,因此软件要求用户根据问题的特点,平衡计算时间和收敛性(计算精度),设置最大和最小子步数,当软件判断计算不收敛时,会减小步长(增加子步数),若软件判断收敛精度足够时,会增大步长(减小子步数),但均以用户设置为界限。

这涉及到叠代问题,
一般不都是用牛顿-拉普森方法吗?
和求积分一个道理,
你划分的区间越多,求的结果越真实.
1、载荷载步
一般荷载步只在两种分析中用到:静力分析和瞬态分析。

在静力分析中,荷载步中可以包含子步。

比如:一个载荷分为1000个荷载步来加载,其中每个荷载步都只有1个子步,另一种方式是1个荷载步,1000个子步,相信第二种的计算时间要少很多.
时间步长在静力分析和瞬态分析中得区别:静力分析中时间的概念是虚,只要实现荷载步就行了,所以这里的荷载步的概念就主要是荷载的问题。

瞬态分析通常是很多荷载步,在和时间有关系的分析中,time的值就是表示真实的时间值。

荷载步中还有一个设置,那就是kbc,0(渐变),kbc,1(阶跃):
比如第一荷载步对节点1施加了10KN,采用的是渐变荷载,第二荷载步对节点1又施加了10KN,且fcum,add,则在1.6s时的结果就是这个荷载10+10*0.6=16KN对应的结果。

如果是阶跃,1.6s应该是10+10=20KN。

2、子步
子步是指在一个特定的载荷步中每一次增加的步长,也称为时间步。

对于不同的分析类型,子步的作用不同:在非线性静态分析或稳态分析中,使用子步逐渐施加载荷以便能获得精确解;在线性或非线性瞬态分析或稳态分析中,使用子步满足瞬态时间积分法则(为获得精确解,通常规定一个最小的时间步长);在谐波分析中,使用子步可获得谐波频率范围内多个频率处的解。

3、平衡迭代
平衡迭代是指在给定子步下为了收敛而计算的附加解。

平衡迭代仅应用于收敛起着重要作用的非线性(静态或瞬态)中的迭代修正。

如果平衡迭代的次数超过这个数还不收敛,就会二分子步。

如果数次二分后,子步数超过最大子步数,那么求解就会失败!
/PREP7
ET,1,PLANE182
MP,KXX,1,60.5
MP,c,1,470
MP,DENS,1,7850
MP,ALPX,1,0.000012
MP,EX,1,200000000000
MP,PRXY,1,0.3
RECTNG,0,1,0,1,
ESIZE,0,10,
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,0
amesh,all
/solu
ANTYPE,4
TRNOPT,FULL
LUMPM,0
nsel,s,loc,y,0
D,all,,,,,,ALL,,,,,
allsel
F,node(0,1,0),FY,-100 NSUBST,5,10,1 TIME,1 LSWRITE,1,
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NSUBST,2,5,1 TIME,3
F,node(1,1,0),FY,-100 LSWRITE,2,
allsel
LSSOLVE,1,2,1,。

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