ansys学习非线性静态分析实例
ANSYS-6-非线性分析应用
第六章 钢筋混凝土结构非线性分析应用§6.1截面非线性分析例 1: 钢筋混凝土单筋矩形截面，混凝土和钢筋的应力-应变关系选自CEB 模型规范（1990），见下图6-1-1，图 6.1-1 截面和材料应力-应变关系极限弯矩 M u : 用弧长法对截面进行全过程分析，对给定的弯矩M y , 计算相应的截面应变平面({}[]T z y ϑϑεε0=).计算不平衡弯矩及相应的应变平面增量，直至满足收敛条件。
再增加弯矩∆M y , 计算相应的应变平面增量，等等，图6-1-2为截面弯矩-曲率关系曲线。
图 6.1-2 弯矩-曲率关系曲线 例2: 采用不同应力-应变关系（EC2规范, CEB 规范），钢筋混凝土矩形截面的几何尺寸和配筋同例1，非线性分析结果见图6-1-4。
力-应变关系随应变而逐渐的降低，截面刚度降低的也比较缓慢。
图 6.1-4 CEB 规范与EC2 规范建议的应力-应变关系截面分析结果比较例 3: 异形截面非线性分析. 此例Georg Knittel [32]计算过，Knittel 选择的材料应力应变关系取自德国规范DIN 1045(见图 6.1-5). 截面形状和尺寸见图6.1-6. Knittel 分析的截面极限承载力为，{}{}N M M y z T T=--005026000075... 相应的应变矢量为，{}{}{}TT z y 009343.0006976.0004359.00--==ϑϑεε. 用弧长法分析时取的参照荷载值为，{}{}N M M yz T T =--00050026000075... 截面极限荷载为，{}{}N M M y z T T =--004991490263211600076718...(a) DIN 1045建议的混凝土应力-应变关系 (b) DIN 1045建议的钢筋应力-应变关系图 6.1-5 DIN 1045规范建议的应力-应变关系图 6.1-6 钢筋混凝土柱截面图 6.1-7 极限状态时混凝土压应力分布图 6.1-8 弯矩-曲率(M y- y) 关系曲线§6.2 受弯和偏压构件非线性分析6.2.1 简化计算利用虚功原理计算荷载挠度曲线：设两点集中加载简支梁，弯矩图、曲率分布图如下，图6-2-1 梁内力与变形取支撑条件相同的简支梁为虚梁，拟求跨中挠度，在虚梁跨中施加单位荷载（求转角加单位力矩）。
【ANSYS非线性分析】6-非线性分析应用
§
例1:钢筋混凝土单筋矩形截面，混凝土和钢筋的应力-应变关系选自CEB模型规范（1990），见下图6-1-1，
图6.1-1截面和材料应力-应变关系
极限弯矩Mu:用弧长法对截面进行全过程分析，对给定的弯矩My,计算相应的截面应变平面( ).计算不平衡弯矩及相应的应变平面增量，直至满足收敛条件。再增加弯矩My,计算相应的应变平面增量，等等，图6-1-2为截面弯矩-曲率关系曲线。
计算结果及分析
荷载-挠度曲线的有限元结果与试验结果对比见图6-3-9～10。
图6-3-9试件L1的荷载-挠度曲线
图6-3-10试件L2的荷载-挠度曲线
§6.4《混凝土结构设计规范》建议的结构分析方法
6.4.1结构分析的基本原则
结构设计当前存在的主要问题是：注意构件层次的研究多,对结构体系的研究成果较少，而结构在各种作用下的效应分析，是进行结构设计的依据，为此，《混凝土结构设计规范》（GBJ50010-2002） 新增了“结构分析”一章，使混凝土结构从分析到设计都能在规范的指导下进行。
图6-2-2虚梁弯矩图
由虚功原理：虚梁单位外力对实梁变形所做的功等于虚梁内力对实梁相应变形所做的功之和。忽略剪力、轴力对变形的影响，
实梁跨中挠度:
下图对应的实梁，支座端A的转角为，
图6-2-3虚梁法求位移
6.2.2有限元分析
例1:比较单元积分取3个和5个高斯点对钢筋混凝土结构分析结果的影响。简支梁作用集中荷载，单元划分及节点自由度见图6-2-5，梁截面尺寸及材料应力-应变关系同例1。
8. 非杆系的二维或三维结构可采用弹性理论分析、有限元分析或试验方法确定其弹性应力分布，根据主拉应力图形的面积确定所需的配筋量和布置，并按多轴应力状态验算混凝土的强度。混凝土的多轴强度和破坏准则可按附录C的规定计算。
Ansys-第21例非线性屈曲分析实例
第21例非线性屈曲分析实例—悬臂梁本例通过计算悬臂梁的临界载荷，介绍了利用ANSYS进行非线性屈曲分析的方法、步骤和过程。
21.1非线性屈曲分析过程1．建立模型非线性屈曲分析的建模过程与其他分析相似，包括选择单元类型、定义单元实常数、定义材料特性、定义横截面、建立几何模型和划分网格等。
2．求解(1)进入求解器。
(2)指定分析类型。
非线性屈曲分析属于非线性静力学分析。
(3)定义分析选项。
激活大变形效应。
(4)施加初始几何缺陷或初始扰动。
可以先进行线性屈曲分析，将分析所得到的屈曲模态形状乘以一个较小的系数后作为初始扰动施加到结构上，本例即采用该方法。
(5)施加载荷。
所施加的载荷应比预测值高10%一21%。
(6)定义载荷步选项。
(7)设置弧长法。
(8)求解。
3.查看结果在POST26时间历程后处理器中，建立载荷和位移关系曲线，从而确定结构的临界载荷。
21.2问题描述及解析解图21-1 (a)所示为一悬臂梁，图21-1 (b)为梁的横横截面形状，分析其在集中力P作用下的临界载荷。
已知截面各尺寸分别为H=50mm、h=43mm、B=35mm、b=32mm，梁的长度L=1m。
钢的弹性模量E=2xl011N/m2，泊松比p=0.3。
图21-1工子悬臂梁21.3分析步骤21.3.1改变任务名拾取菜单Utility Menu→Jobname，弹出如图21-2所示的对话框，在“[/FJLNAM]”文本框中输入EXAMPLE21，单击“OK”按钮。
21.3.2选择单元类型拾取菜单Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete，弹出如图21-3所示的对话框，单击“Add.”按钮，弹出如图21-4所示的对话框，在左侧列表中选“Structural Beam”，在右侧列表中选“3 node 189”，单击“OK”按钮，返回到如图21-3所示的对话框，单击“Close”按钮。
ANSYS非线性分析
11.2 结构(jiégòu)非线性分析
➢ (4) Nonlinear标签
➢ Nonlinear标签局部(bù fen)选项及界面如表11-2及图11-4所示 。
第十六页，共204页。
11.2 结构(jiégòu)非线性分析
• 1.进入求解(qiú jiě)控制对话框 • GUI：【Main Menu】/【Solution】/【Analysis Type】/【Sol'n
Controls】 • 弹出求解(qiú jiě)控制对话框，如图11-1所示。此时的求解(qiú jiě)
用途 指定方程求解器 对于多重启动指定参数
第二十三页，共204页。
11.2 结构(jiégòu)非线性分析
图11-3 Sol'n Options标签(biāoqiān)界面
第二十四页，共204页。
11.2 结构(jiégòu)非线性分析
• ANSYS的自动求解控制在大多数情况下，激活稀疏矩阵直接求解器，即缺 省的求解器，其他选项包括(bāokuò)直接求解器和PCG求解器。对于在三 维模型中实体单元使用PCG求解器可能更快。假设用PCG求解器，而且是 小应变静力或完全瞬态分析，可以考虑用MSAVE命令降低内存应用。其他 情况，可用刚度矩阵的总体安装来求解。对于符合上述条件的结构，用 MSAVE,ON 可能可节省70%的内存，但求解时间可能增加，这与计算机的 配置和CPU速度有关。稀疏矩阵求解器是一个健壮的求解器。虽然PCG求 解器能够求解同样的矩阵方程，但在它碰到一个病态矩阵时，求解器将反 复指定的迭代数目，并在收敛失败时停止。在发生这种问题时，它触发二 分。在完成二分后，求解器继续求解，如果结果矩阵是良态的话，最后可 以求解整个非线性载荷步。稀疏矩阵求解器在梁、壳或者梁、壳、实体结 构，病态问题，不同区域材料特性相差巨大的模型以及位移边界条件缺乏 的情况下可得到满意解；PCG求解器在三维结构且自由度数相对较大时使 用。
ansys学习非线性静态分析实例
a n s y s学习非线性静态分析实例Revised by Chen Zhen in 2021ansys学习－非线性静态分析实例问题描述一个子弹以给定的速度射向壁面。
壁面假定是刚性的和无摩擦的。
将研究子弹和壁面接触后达80微秒长的现象。
目的是确定子弹的整个变形，速度历程，以及最大等效Von Mises应变。
求解使用SI单位。
用轴对称单元模拟棒。
求解最好能通过单一载荷步实现。
在这个载荷步中，将同时施加初始速度和约束。
将圆柱体末端的节点Y方向约束住以模拟一固壁面。
打开自动时间分步来允许ANSYS确定时间步长。
定义分析结束的时间为8E-5秒，以确保有足够长的时间来扑捉整个变形过程。
问题详细说明下列材料性质应用于这个问题：EX= (杨氏模量）DENS= （密度）NUXY=（泊松比）Yield Strength=（屈服强度）Tangent Modulus （剪切模量）下列尺寸应用于这个问题：长=-3m直径=-3m对于这个问题的初始速度是。
图1铜圆柱体图解求解步骤：步骤一：设置分析标题1、选择菜单路径：Utility Menn>File>ChangeTitle。
2、键入文字“Coppery Cylinder Impacting a Rigid Wall”3、单击OK。
步骤二：定义单元类型1、选择菜单路径Mail Menu>Preprocessor>Element Type>All/Edit/Delete。
2、单击Add。
Library of Element Types(单元类型库）对话框出现。
3、在靠近左边的列表中，单击“Visio Solid”仅一次。
4、选靠近右边的列表中，单击“4node Plas 106”仅一次。
5、单击OK。
Library of Element Types 对话框关闭。
6、单击Options (选项）。
VISCO106 element type Options(visco106单元类型选项）对话框出现。
ansys非线性分析例子
4.9 选择Main Menu>Solution>Load Step Opts>Write LS File,在对话框中输入 3，单击OK,如下图所 示
4.10 选择Main Menu>Solution>Solve >From LS Files，弹 出如下对话框，并进 行如下设置单击ok
5.1 选择Main Menu>General Postproc>Read Results>First Set,读取第一个载荷步的求解结果 5.2 Main Menu>General Postproc>plot Results>Contour Plot>Nodal Solu,弹出如下对 话框，并进行如下页的设置
/GO D,P51X, , , , , ,ALL, , , , , FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,10 !* /GO F,P51X,FY,-12 FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,10 !* /GO F,P51X,FX,0.05 LSWRITE,1, FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,10 !* /GO F,P51X,FY,-13 FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,10 !* /GO F,P51X,FX,0.05 LSWRITE,2, FLST,2,1,1,ORDE,1 FITEM,2,10 !*
1.1 单击 开始>所有 程序 >ansys12.1>mench anical APDL Product Launcher窗口如左图。 在working Directory 栏中设置工作目录， 在job name中输入如 左图所示的工作名。 单击Run,进入ansys。
ANSYS结构非线性分析指南_第二章
第二章开始结构非线性分析2.1 在ANSYS中执行非线性分析ANSYS应用基于问题物理特性的自动求解控制方法，把各种非线性分析控制参数设置到合适的值。
如果用户对这些设置不满意，还可以手工设置。
下列命令的缺省设置已进行了优化处理： AUTOTS PRED MONITORDELTIM NROPT NEQITNSUBST TINTP SSTIFCNVTOL CUTCONTROL KBCLNSRCH OPNCONTROL EQSLVARCLEN CDWRITE LSWRITE这些命令及其设置在将在后面讨论。
参见《ANSYS Commands Reference》。
如果用户选择自己的设置而不是ANSYS的缺省设置，或希望用以前版本的ANSYS的输入列表，则可用/SOLU模块的SOLCONTROL，OFF命令，或在/BATCH命令后用/CONFIG，NLCONTROL，OFF命令。
参见SOLCONTROL命令的详细描述。
ANSYS对下面的分析激活自动求解控制：∙单场的非线性或瞬态结构以及固体力学分析，在求解自由度为UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ 的结合时；∙单场的非线性或瞬态热分析，在求解自由度为TEMP时；注意--本章后面讨论的求解控制对话框，不能对热分析做设置。
用户必须应用标准的ANSYS求解命令或GUI来设置。
2.2 非线性静态分析步骤尽管非线性分析比线性分析变得更加复杂，但处理基本相同。
只是在非线形分析的过程中，添加了需要的非线形特性。
非线性静态分析是静态分析的一种特殊形式。
如同任何静态分析，处理流程主要由以下主要步骤组成：∙建模；∙设置求解控制；∙设置附加求解控制；∙加载；∙求解；∙考察结果。
2.2.1 建模这一步对线性和非线性分析基本上是一样的，尽管非线性分析在这一步中可能包括特殊的单元或非线性材料性质，参考§4《材料非线性分析》，和§6.1《单元非线性》。
如果模型中包含大应变效应，应力─应变数据必须依据真实应力和真实(或对数)应变表示。
8.13.ansys非线性分析实例(GUI操作方法)-推荐下载
8.13.非线性分析实例（GUI操作方法）这个实例运行的是在静载和循环点载荷的情况下，对弹塑性圆板的非线性分析。
你可以自定义一条塑性随动曲线和载荷步的相关选项，包括载荷步数的最大值和最小值，以及施加的外部载荷值。
在这个过程中，你可以学习到如何去解读，程序再写入非线性分析过程中产生的监控文件。
该程序使用增量求解过程来得到非线性分析的解，在这个例子中，外部总载荷的施加，是通过载荷步中的载荷子步数依次增加来实现的。
该过程采用牛顿---拉普斯迭代过程来求解每一个子步。
过程中，你必须为每个载荷步指定载荷子步数，因为载荷子步数，是用来控制应用于每个载荷步中第一个子步初始载荷增量大小的。
此外，该程序可以在一个载荷步中，为每一个子步自动决定载荷增量的大小。
当然，你可以指定载荷步的最大值和最小值，来控制这些子步中载荷增量的大小。
如果你定义了载荷子步数，这些子步数的最大号和最小号都是一样的。
而且在载荷步中，程序会用一个恒定的值来作为每个子步的载荷增量。
1 问题描述用平面4节点182单元来建立圆板的轴对称模型，并且设置它的轴对称选项来为模型划分网格。
选择几何分线性分析。
并且制定如下的运动约束：固定住圆盘中心节点，使它的径向位移为0。
使位移圆盘外边缘的节点具有零径向位移和零轴向位移。
在第一个载荷步中施加静载，在随后的6个载荷步中施加循环点载荷。
请看问题的描述。
为第一个载荷步指定十个载荷子步，以保证施加在第一个子步的静载增量为总载荷0.125 N/m2的十分之一。
同样，还要指定载荷子步数的最大值为50，最小值为5，以确保，如果圆板在求解过程中出现严重的非线性行为，那么载荷的增量就会减小到总载荷的1/50。
如果圆板的非线性行为一般，那么载荷的增量就可以提高到总载荷的1/5。
对于接下来的6个载荷步，都施加循环载荷，都运用4个载荷子步，设置子步数的最大值为25，最小值为2。
显示在整个求解过程中，施加循环载荷位置的节点，在垂直方向上位移，以及位于底部，固定边缘节点的反作用力。
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a n s y s学习非线性静态分析实例Newly compiled on November 23, 2020ansys学习－非线性静态分析实例问题描述一个子弹以给定的速度射向壁面。
壁面假定是刚性的和无摩擦的。
将研究子弹和壁面接触后达80微秒长的现象。
目的是确定子弹的整个变形，速度历程，以及最大等效Von Mises应变。
求解使用SI单位。
用轴对称单元模拟棒。
求解最好能通过单一载荷步实现。
在这个载荷步中，将同时施加初始速度和约束。
将圆柱体末端的节点Y方向约束住以模拟一固壁面。
打开自动时间分步来允许ANSYS确定时间步长。
定义分析结束的时间为8E-5秒，以确保有足够长的时间来扑捉整个变形过程。
问题详细说明下列材料性质应用于这个问题：EX= (杨氏模量）DENS= （密度）NUXY=（泊松比）Yield Strength=（屈服强度）Tangent Modulus （剪切模量）下列尺寸应用于这个问题：长=-3m直径=-3m对于这个问题的初始速度是。
图1铜圆柱体图解求解步骤：步骤一：设置分析标题1、选择菜单路径：Utility Menn>File>ChangeTitle。
2、键入文字“Coppery Cylinder Impacting a Rigid Wall”3、单击OK。
步骤二：定义单元类型1、选择菜单路径Mail Menu>Preprocessor>Element Type>All/Edit/Delete。
2、单击Add。
Library of Element Types(单元类型库）对话框出现。
3、在靠近左边的列表中，单击“Visio Solid”仅一次。
4、选靠近右边的列表中，单击“4node Plas 106”仅一次。
5、单击OK。
Library of Element Types 对话框关闭。
6、单击Options (选项）。
VISCO106 element type Options(visco106单元类型选项）对话框出现。
7、在关于element behavior（单元特性）的卷动柜中，卷动到“Axisymmetric” 且选中它。
8、单击OK。
9、单击Element Types (单元类型）对话框中的Close。
步骤三：定义材料性质1、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Material Props>-Constant-Isotropic. Isotropic Matersal Properties (各向同性材料性质）对话框出现。
2、单击OK来指定材料号为1。
另一个I sotropic Material Properties对话框出现。
3、对杨氏模量（EX）键入4、对密度（DENS）键入8930。
5、对泊松比（NUXY）键入。
6、单击OK。
步骤四：定义双线性各向同性强化数据表（BISO）1、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Matersal Props>Data Tables> Define/Activate . Define/Activate Data Table(定义数据表）对话柜出现。
2、在关于type of data table(数据表类型）的卷动框中，卷动到“Bilin isotr BISO”且选中它。
3、对material reference number(材料参考号）健入1。
4、对number of temperatures(温度数）键入1和单击OK。
5、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Material Props>Data Tables>Edit Active. Data Table BISO对话框出现。
6、对YLD Strs(屈服应力）键入。
7、对 Tang Mod(剪切模量）键入。
8、选择File>Apply & Quit。
9、选择菜单路径Main Menu>Preprosessor>Material Porps>Data Tables>Graph. Graph Data Tables(图形表示数据表）对话框出现。
10、单击OK接受绘制BISO表的缺省。
一个BISO表的标绘图出现在ANSYS图形窗口中。
11、在ANSYS TooLbar上单击SAVE_DB。
步骤五、产生矩形在这一步中，你产生一个代表柱体半横截面积的矩形。
1、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Area-Rectangle>By Dimensions. Create Rectanyle by Dimensions(依据尺寸产生矩形）对话框出现。
2、对X_坐标键入0，.0032。
3、对Y_坐标键入0，.0324然后单击OK。
一个矩形出现在ANSYS图形窗口中。
4、选择菜单路径Utility Menu>Plot>lines.步骤六：设置单元尺寸1、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Shape&Size>-Lines-Picked Lines. Element Size On Picked Lines(关于挑选出的线的单元尺寸）选择菜单出现。
2、在长线中的一条上单击一次然后单击OK。
Element Sizes on Picked Lines 对话框出现。
3、对number of element divisions（单元划分的数目）键入20然后单击OK。
4、重复步骤1和2，次选择短线中的一条。
但这5、对number of element divisions键入4然后单击OK。
步骤七：设置网格单元形状且对矩形划分网格1、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>-Mesh Tool2、选择“quad”和“Map”，然后单击“Mesh”3、在拾取菜单出现后，选择面，然后单击“OK”4、在ANSYS Toolbar上单击SAVE_DB。
5、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Mesh>-Area-Mapped>3 or 4 Sided. Mesh Areas(对面积划分网格）选择菜单出现。
6、单击Pick All。
7、单击ANSYS Toolbar上的SAVE_DB。
步骤八：定义分析类型和选项1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis.2、单击“Transient”来选中它然后单击OK。
3、选择菜单路径Main Menu>Solution>Analysis Analysis（瞬态过程分析）对话框出现。
4、单击OK接受完全求解方法的缺省。
Full Transient Analysis对话框出现。
5、单击Large deform effects option(大变型效应选项）使之为ON（开）状态然后单击OK。
步骤九：定义弹的初始速度1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>Initial Condit'n>Define. Define Initial Condition(定义初始条件）选择菜单出现。
2、单击Pick All. Define Initial Conditions 对话框出现。
3、在关于DOF to be Specified(要被指定的DOF）的卷动框中，卷动到“UY”且选中它。
4、对initial velocity(初始速度）键入－227然后单击OK。
5、单击ANSYS Toolbar上的SAVE_DB。
步骤十：施加约束1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Displacement> On 。
U,ROT on Nodes选择菜单出现。
2、单击Pick All.， Apply U, ROT on Nodes 对话框出现。
3、对于DOFs to be Constrained (要被约束的DOFs）单击“UY”，然后单击Apply.4、在选择菜单中，单击“BOX”作为选择方法。
5、当你拖鼠标沿X=的结点周围（沿矩形左边的第一个结点集）形成一个矩形柜时要按下且保持鼠标左键。
6、单击Apply.7、在对话框中，对于DOFs to be constrained单击“UX”。
你需要单击“UY”一次以去除它。
8、单击Apply.9、在选择菜单中，单击“BOX”选择方法。
10、当你拖鼠标沿Y=O的结点周围（沿矩形底边的第一个结点集）形成一个矩形框时按下且保鼠标左键。
11、单击OK。
12、在对话框中，单击“UY”来选中它，你需要单击“UX”仅一次来淘汰它。
13、单击OK。
现在在ANSYS图形窗口中位移符号沿矩形的左边和底边产生。
步骤十一：设置载荷步选项1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Load Step Options-Time/Frequenc> time&Time Step.Time&Time Step Option(时间和时间步选项）对话框出现。
2、对time at end of Load Step(载荷步终止时间）键入8e-5。
3、对time step size (时间步长）键入。
4、单击“Stepped”来选中它。
5、单击automatic time stepping option（自动时间分步选项）使之为ON（开）状态然后单击OK。
6、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Load Step Options-Output Ctrls> DB/Results File。
Controls for Database and Results File Writing (对数据库和结果文件写入的控制）对话框出现。
7、单击“Every Nth substep”（“每隔N个子步”）且选中它。
8、对于Value of N (N的值）键入4然后单击OK。
9、单击ANSTS Toolbar上的SAVE_DB。
步骤十二：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。