ANSYS非線性分析命令解釋

1、ANSYS應(yīng)用基于問題物理特性的自動(dòng)求解控制方法，把各種非線性分析控制參數(shù)設(shè)置到合適的值。如果用戶對這些設(shè)置不滿意，還可以手工設(shè)置。下列命令的缺省設(shè)置已進(jìn)行了優(yōu)化處理：AUTOTS PRED MONITORDELTIM NROPT NEQITNSUBST TINTP SSTIFCNVTOL CUTCONTROL KBCLNSRCH OPNCONTROL EQSLVARCLEN CDWRITE LSWRITE這些命令及其設(shè)置在將在后面討論。參見ANSYS Commands Reference。如果用戶選擇自己的設(shè)置而不是ANSYS的缺省設(shè)置，或希望用以前版本的ANSYS的輸入列表，則可用/ SO

2、LU 模塊的 SOLCONTROL ，OFF命令，或在/ BATCH 命令 后用/ CONFIG ，NLCONTROL，OFF命令。參見 SOLCONTROL 命令的詳細(xì)描述。ANSYS對下面的分析激活自動(dòng)求解控制單場的非線性或瞬態(tài)結(jié)構(gòu)以及固體力學(xué)分析，在求解自由度為UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ的結(jié)合時(shí)；單場的非線性或瞬態(tài)熱分析，在求解自由度為TEMP時(shí)；注意 - 本章后面討論的求解控制對話框，不能對熱分析做設(shè)置。用戶必須應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的ANSYS求解命令或GUI來設(shè)置。2.2 非線性靜態(tài)分析步驟盡管非線性分析比線性分析變得更加復(fù)雜，但處理基本相同。只是在非線形

3、分析的過程中，添加了需要的非線形特性。 非線性靜態(tài)分析是靜態(tài)分析的一種特殊形式。如同任何靜態(tài)分析，處理流程主要由以下主要步驟組成：建模；設(shè)置求解控制；設(shè)置附加求解控制；加載；求解；考察結(jié)果。建模這一步對線性和非線性分析基本上是一樣的，盡管非線性分析在這一步中可能包括特殊的單元或非線性材料性質(zhì)，參考§4材料非線性分析，和§6.1單元非線性。如果模型中包含大應(yīng)變效應(yīng)，應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)必須依據(jù)真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)(或?qū)?shù))應(yīng)變表示。參見ANSYS Modeling and Meshing Guide。在ANSYS中建立了模型后，應(yīng)該設(shè)置求解控制(分析類型、分析選項(xiàng)、荷載步等)選項(xiàng)，施加荷載

4、，最后求解。非線性分析與線性分析的不同之處是，前者需要許多荷載增量，并且總是需要平衡迭代。下面討論一般過程。參見本章的例子。設(shè)置求解控制設(shè)置求解控制包括定義分析類型、設(shè)置分析的常用選項(xiàng)和指定荷載步選項(xiàng)。在做結(jié)構(gòu)非線性靜態(tài)分析時(shí)，可以應(yīng)用求解控制對話框來設(shè)置。該對話框?qū)υS多非線性靜態(tài)分析提供了缺省設(shè)置。這樣，用戶需要的設(shè)置降低到最少。求解控制框的缺省設(shè)置，基本上與§2.1所述的自動(dòng)求解控制的設(shè)置相同。由于求解控制對話框是非線性靜態(tài)分析的推薦工具，我們在下面將詳細(xì)論述，如用戶不想用這個(gè)對話框(GUI：Main Menu>Solution>-Analysis Type-Sol&

5、quot;n Control)，可以應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的ANSYS求解命令集或相應(yīng)的菜單(GUI：Main Menu> Solution>Unabridged Menu>option)。求解控制對話框的概況，見ANSYS Basic Analysis Guide§3.11。注意 - 對于非線性結(jié)構(gòu)完全瞬態(tài)分析，建議應(yīng)用求解控制對話框，但并不是必須如此，見§2.3。求解控制對話框進(jìn)入選擇(GUI：Main Menu>Solution>-Analysis Type-Sol"n Control)進(jìn)入求解控制對話框。下面幾節(jié)將論述這

6、個(gè)求解對話框中的內(nèi)容。對于其詳細(xì)說明，可以在相應(yīng)標(biāo)簽下，按HELP按鈕進(jìn)入幫助系統(tǒng)。求解控制對話框-Basic標(biāo)簽求解控制對話框共有五個(gè)標(biāo)簽，其中最基本的選項(xiàng)位于第一個(gè)標(biāo)簽上，其他標(biāo)簽依此提供更高級(jí)的控制。進(jìn)入對話框后，缺省的標(biāo)簽就是 Basic標(biāo)簽。Basic標(biāo)簽中的內(nèi)容，提供了ANSYS分析所需要的最少設(shè)置。如果用戶對Basic標(biāo)簽中的設(shè)置滿意，就不必調(diào)整其他標(biāo)簽中的更高級(jí)的設(shè)置。在按OK按鈕以后，設(shè)置才作用于ANSYS數(shù)據(jù)庫，并關(guān)閉對話框。可用的Basic標(biāo)簽選項(xiàng)見 表2-1 。按HELP可得更多的說明。表2-1 選項(xiàng)參見ANSYS Basic Analysis Guide指定

7、分析類型 ANTYPE , NLGEOM §1.2.6.1§3.16控制時(shí)間設(shè)置，包括:荷載步末的時(shí)間 TIME , 自動(dòng)時(shí)間步 AUTOTS ,一個(gè)荷載步中的子步數(shù) NSUBST 或 DELTIM §2.4§2.7.1指定寫入數(shù)據(jù)庫中的結(jié)果數(shù)據(jù) OUTRES §2.7.4在非線性靜態(tài)分析中的一些特殊考慮如下：1、在設(shè)置 ANTYPE 和 NLGEOM 時(shí)，如果是執(zhí)行新的分析，選擇"Large Displacement Static"，但要記住并不是所有的非線性分析都產(chǎn)生大變形，見§3。如果想重啟動(dòng)一個(gè)已

8、失敗的非線性分析，選擇"Restart Gurrent Analysis"。在第1荷載步以后(即在首次運(yùn)行 SOLVE 命令后)，用戶不能改變這個(gè)設(shè)置。通常用戶要作一個(gè)新的分析，而不是重啟動(dòng)分析。重啟動(dòng)分析的討論見ANSYS Basic Analysis Guide。2、在進(jìn)行時(shí)間設(shè)置時(shí)，記住這些選項(xiàng)可在任何荷載步改變。參見ANSYS Basic Analysis Guide§2。高級(jí)的時(shí)間/頻率選項(xiàng)，參見。非線性分析要求在一個(gè)時(shí)間步上有多個(gè)子步，以使ANSYS能夠逐漸地施加荷載，并取得精確解。 NSUBST 和 DELTIM 命令產(chǎn)生相同的效果(建立荷載步的開始

9、、最小和最大時(shí)間步)，但互為倒數(shù)。 NSUBST 定義一個(gè)荷載步上的子步數(shù)，而 DECTIM 顯式地定義時(shí)間步大小。如果自動(dòng)時(shí)間步 AUTOTS 關(guān)閉，則起始子步大小用于整個(gè)荷載步。3、 OUTRES 控制結(jié)果文件(Jobname.RST)中的數(shù)據(jù)。缺省時(shí)，在非線性分析中把最后一個(gè)子步的結(jié)果寫入此文件。結(jié)果文件只能寫入1000個(gè)結(jié)果集(子步)，但用戶可以用 / CONFIG ，NRES 命令來增大這一限值，參見ANSYS Basic Analysis Guide。求解控制對話框-Transient標(biāo)簽這個(gè)標(biāo)簽的內(nèi)容是瞬態(tài)分析控制，只有在Basic標(biāo)簽中選擇了瞬態(tài)分析時(shí)這個(gè)標(biāo)簽才能應(yīng)用，否則呈灰

10、色。所以在這里不論述，參見§2.3。求解控制對話框-Sol"n Options標(biāo)簽這個(gè)標(biāo)簽設(shè)置的選項(xiàng)見 表2-2 。按本標(biāo)簽的HELP可得到更多的說明。表2-2 選項(xiàng)參見指定方程求解器 EQSLV §2.2.2.7.1ANSYS Basic Analysis Guide§3.2-§3.10對多重啟動(dòng)指定參數(shù) RESCONTROL ANSYS Basic Analysis Guide§3.16.2求解控制對話框-Nonlinear標(biāo)簽用Nonlinear標(biāo)簽設(shè)置的選項(xiàng)見 表2-3 。按HELP按鈕進(jìn)入幫助系統(tǒng)可得到更多的說明。

11、表2-3 選項(xiàng)參見激活線性搜索 LNSRCH §2.2.2.8.5§2.4激活自由度求解預(yù)測 PRED §2.2.2.8.4指定一個(gè)荷載步中的最大子步數(shù) NEQIT §2.2.2.8.3指定是否需要包括蠕變計(jì)算 RATE §4.4§2.2.3.2.1設(shè)置收斂準(zhǔn)則 CNVTOL §2.2.2.8.2控制二分 CUTCONTROL §2.2.2.8.6求解控制對話框-Advanced NL標(biāo)簽用 Advanced NL 標(biāo)簽設(shè)置的選項(xiàng)見 表2-4 。按HELP按鈕進(jìn)入幫助系統(tǒng)可得到更多的說明。表2-4

12、0;選項(xiàng)參見指定分析終止準(zhǔn)則 NCNV §2.2.2.8.3激活和終止弧長法的控制 ARCLEN , ARCTRM §2.4ANSYS Basic Analysis Guide§2求解控制對話框-設(shè)置其他高級(jí)分析選項(xiàng)方程求解器ANSYS的自動(dòng)求解控制在大多數(shù)情況下，激活稀疏矩陣直接求解器( EQSLV ，SPARSE)。這是缺省的求解器，除了在子結(jié)構(gòu)分析的生成步驟外(這時(shí)用波前直接求解器)。其他選項(xiàng)包括波前直接求解器和PCG求解器。對于實(shí)體單元(如SOLID92或SOLID45)，使用PCG求解器可能更快，尤其是在三維模型中。如果用戶采用PCG求解器，可以考慮用

13、MSAVE 命令降低內(nèi)存應(yīng)用。 MSAVE 命令對于線性材料特性的SOLID92單元，觸發(fā)單元方法。為了應(yīng)用這一命令，必須是小應(yīng)變( NLGEOM ,OFF)靜力或完全瞬態(tài)分析。模型中不符合上述條件的其他部分，應(yīng)用總體集成剛度矩陣來求解。對于符合上述條件的模型部分，用 MSAVE ,ON 可能可節(jié)省70%的內(nèi)存，但求解時(shí)間可能增加，這與計(jì)算機(jī)的配置和CPU速度有關(guān)。與ANSYS中的迭代求解器不同，稀疏矩陣求解器是一個(gè)強(qiáng)大的求解器。雖然PCG求解器能夠求解不定矩陣方程，但在它碰到一個(gè)病態(tài)矩陣時(shí)，如果不能收斂，求解器將迭代至指定的迭代次數(shù)后停止迭代。在發(fā)生這種問題時(shí)，它觸發(fā)二分。在完成二分后，如果

14、矩陣是良態(tài)的，求解器繼續(xù)求解。最后整個(gè)非線性荷載步可以得到求解。在結(jié)構(gòu)非線性分析中，選擇稀疏矩陣求解器，還是選擇PCG求解器，可參照下面的建議：1、如果是梁、殼或者梁、殼、實(shí)體結(jié)構(gòu)，選擇稀疏矩陣求解器；2、如果是三維結(jié)構(gòu)，而且自由度數(shù)相對較大(200000個(gè)自由度或以上)，選擇PCG求解器；3、如果問題是病態(tài)(由不良單元形狀引起)，或在模型的不同區(qū)域材料特性相差巨大，或者位移邊界條件不足，選擇稀疏矩陣求解器。求解控制對話框-設(shè)置其他高級(jí)荷載步選項(xiàng)自動(dòng)時(shí)間步ANSYS的自動(dòng)求解控制打開自動(dòng)時(shí)間步長 AUTOTS ，ON。這一選項(xiàng)允許程序確定子步間載荷增量的大小和決定在求解期間是增加還是減小時(shí)間步

15、(子步)長。在一個(gè)時(shí)間步的求解完成后，下一個(gè)時(shí)間步長的大小基于四種因素預(yù)計(jì)：在最近過去的時(shí)間步中使用的平衡迭代的數(shù)目(更多次的迭代成為時(shí)間步長減小的原因)；對非線性單元狀態(tài)改變預(yù)測(當(dāng)狀態(tài)改變臨近時(shí)減小時(shí)間步長)；塑性應(yīng)變增加的大小；蠕變增加的大小。收斂準(zhǔn)則程序?qū)⑦B續(xù)進(jìn)行平衡迭代直到滿足收斂準(zhǔn)則 CNVTOL (或者直到達(dá)到允許的平衡迭代的最大次數(shù) NEQIT 。如果缺省的收斂準(zhǔn)則不滿意，可以自己定義收斂準(zhǔn)則。ANSYS的自動(dòng)求解控制應(yīng)用等于0.5%的力(或力矩)的L2-范數(shù)容限(TOLER)，這對于大部分情況合適。在大多數(shù)情況下，除了進(jìn)行力范數(shù)的檢查外，還進(jìn)行TOLER等于5%的位移L2-范

16、數(shù)的檢查。缺省時(shí)，程序?qū)⑼ㄟ^比較不平衡力的平方和的平方根（SRSS）與VALUE×TOLER的值來檢查力(在包括轉(zhuǎn)動(dòng)自由度時(shí)，還有力矩)的收斂。 VALUE 的缺省值是所加載荷(或在施加位移時(shí)，Netwton-Raphson回復(fù)力)的SRSS，或 MINREF (其缺省為0.001)，取較大者。如果 SOLCONTROL ，OFF，則對于力的收斂， TOLER 的缺省值是0.001，而 MINREF 的缺省為1.0。用戶應(yīng)當(dāng)幾乎總是使用力收斂檢查?？梢蕴砑游灰?或者轉(zhuǎn)動(dòng))收斂檢查。對于位移，程序?qū)⑹諗繖z查

17、建立在當(dāng)前(i)和前面(i-1)次迭代之間的位移改變(u)上，u =u i -u i-1 。注意 如果用戶明確地定義了任何收斂準(zhǔn)則 CNVTOL ，缺省準(zhǔn)則將失效。因此，如果用戶定義了位移收斂檢查，用戶將不得不再定義力收斂檢查(使用多個(gè) CNVTOL 命令來定義多個(gè)收斂準(zhǔn)則)。使用嚴(yán)格的收斂準(zhǔn)則將提高用戶的結(jié)果的精度，但以更多次的平衡迭代為代價(jià)。如果用戶想緊縮(或放松但不推薦)收斂準(zhǔn)則，用戶應(yīng)當(dāng)改變 TOLER 一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。一般地，用戶應(yīng)當(dāng)繼續(xù)使用VALUE的缺省值；也就是，通過調(diào)整TOLER，而不是VALUE，來改變收斂準(zhǔn)則。用戶應(yīng)當(dāng)確保MINREF=0.001的缺省

18、值在用戶的分析范圍內(nèi)有意義。如果應(yīng)用某一單位系統(tǒng)，使荷載變得十分小，可能需要指定較小的MINREF值。在非線性分析中，不推薦把兩個(gè)或多個(gè)不相連的結(jié)構(gòu)放在一起分析，因?yàn)槭諗繖z查試圖把這些彼此不相連的結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，通常會(huì)產(chǎn)生不希望的殘余力。在單一和多自由度系統(tǒng)中檢查收斂要在單自由度系統(tǒng)中檢查收斂，用戶對這一個(gè)自由度計(jì)算出不平衡力，然后將這個(gè)值與給定的收斂準(zhǔn)則(VALUE×TOLER)比較 (同樣也可以對單自由度的位移或旋轉(zhuǎn)收斂進(jìn)行類似的檢查)。然而，在多自由度系統(tǒng)中，用戶也許想使用不同的比較方法。ANSYS程序提供三種不同的矢量范數(shù)用于收斂檢查：無窮范數(shù)在用戶模型中的每一個(gè)自由度處重復(fù)單

19、自由度檢查；L1范數(shù)將收斂準(zhǔn)則同所有自由度的不平衡力(或力矩)的絕對值的總和相比較；L2范數(shù)使用所有自由度不平衡力(或力矩)的SRSS進(jìn)行收斂檢查。當(dāng)然，對于位移收斂檢查，可以執(zhí)行附加的L1、L2檢查。實(shí)例對于下面例子，如果不平衡力(在每一個(gè)自由度處單獨(dú)檢查)小于或等于5000×0.0005(也就是2.5)，且如果位移的改變(以SRSS檢查)小于或等于10×0.001(也就是0.01)，子步將認(rèn)為是收斂的。CNVTOL，F(xiàn)，5000，0.0005，0CNVTOL，U，10，0.001，2平衡迭代的最大次數(shù)ANSYS的自動(dòng)求解控制把NEQIT的值，根據(jù)問題的物理特性，設(shè)置為1

20、5到26次平衡迭代。應(yīng)用小時(shí)間步，可減少二次收斂迭代次數(shù)。這個(gè)選項(xiàng)限制了一個(gè)子步中進(jìn)行的最大平衡迭代次數(shù)(如關(guān)閉求解控制，缺省=25)。如果在這個(gè)平衡迭代次數(shù)之內(nèi)不能滿足收斂準(zhǔn)則，且如果自動(dòng)步長是打開的 AUTOTS ，分析將嘗試使用二分法。如果二分法是不可能的，那么，分析將或者終止，或者進(jìn)行下一個(gè)載荷步，依據(jù)用戶在 NCNV 命令中發(fā)出的指示。預(yù)測修正選項(xiàng)如不存在梁或殼單元，ANSYS的自動(dòng)求解控制設(shè)置 PRED ，ON。如果當(dāng)前子步的步長大大減小，PRED將關(guān)閉。對于瞬態(tài)分析，將關(guān)閉預(yù)測選項(xiàng)。對于每一個(gè)子步的第一次平衡迭代，用戶可以激活自由度求解的預(yù)測。這個(gè)特點(diǎn)將加速收斂，且如果非線性響應(yīng)

21、是相對平滑的，它特別的有用。在包含大轉(zhuǎn)動(dòng)或粘彈的分析中它并不是非常有用。在大轉(zhuǎn)動(dòng)分析中，預(yù)測可能引起發(fā)散，因而不推薦使用。線性搜索選項(xiàng)ANSYS的自動(dòng)求解控制，將根據(jù)需要關(guān)閉或打開線性搜索。對大多數(shù)接觸問題， LNSRCH 打開。對大多數(shù)非接觸問題， LNSRCH 關(guān)閉。這個(gè)收斂增強(qiáng)工具用程序計(jì)算出的比例因子(具有0和1之間的值)乘以計(jì)算出的位移增量。因?yàn)榫€性搜索算法是用來對自適應(yīng)下降選項(xiàng) NROPT 進(jìn)行的替代，如果線性搜索選項(xiàng)是開，自適應(yīng)下降不被自動(dòng)激活。不建議用戶同時(shí)激活線性搜索和自適應(yīng)下降。當(dāng)存在強(qiáng)制位移時(shí)，只有至少有一次迭代的線性搜索值為1，計(jì)算才可以收斂。ANSYS調(diào)節(jié)整個(gè)U矢量，

22、包括強(qiáng)制位移值，否則，除了強(qiáng)制自由度處以外，一個(gè)小的位移值將隨處發(fā)生。直到迭代中的某一次具有1的線性搜索值，ANSYS才施加全部位移值。步長縮減準(zhǔn)則為了更好地控制時(shí)間步長上的二分和縮減，應(yīng)用 CUTCONTROL ， Lab ,VALUE,Option。缺省時(shí)，對于 Lab=PLSLIMIT(最大塑性應(yīng)變增量極限)，VALUE設(shè)置為15%。設(shè)這么大的值，是為避免由高塑性應(yīng)變引起的不必要的二分，因?yàn)楦咚苄詰?yīng)變可能是由用戶并不感興趣的局部奇異引起。對于顯式蠕變(Option=0),Lab=CRPLIM(蠕變增量極限)，VALUE設(shè)置為10%。這對蠕變分析是一個(gè)合理的極

23、限。對于隱式蠕變(Option=1),缺省為無最大蠕變準(zhǔn)則。但是用戶可以指定蠕變率控制。對于二階動(dòng)力方程，每個(gè)周期的點(diǎn)數(shù)(Lab=NPOINT)，缺省為VALUE=13，這樣可以很小的代價(jià)獲得有效精度。設(shè)置附加求解選項(xiàng)本節(jié)論述的選項(xiàng)，不出現(xiàn)在求解對話框中。這些選項(xiàng)的缺省值，一般很少需要改變。求解控制對話框不能設(shè)置的高級(jí)分析選項(xiàng)應(yīng)力剛化效應(yīng)為了考慮屈曲、分叉行為，ANSYS在所有幾何非線性分析中，包括了應(yīng)力剛化。如果用戶有信心放棄這種效應(yīng)，則可以關(guān)閉應(yīng)力剛化效應(yīng)( SSTIF ，OFF)。在一些單元中，這個(gè)命令無作用，見ANSYS Elements Reference。命令： SSTIFGUI：

24、Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Analysis Options牛頓拉普森選項(xiàng)在存在非線性時(shí)，ANSYS的自動(dòng)求解控制將應(yīng)用自適應(yīng)下降關(guān)閉的完全牛頓拉普森選項(xiàng)。但在應(yīng)用點(diǎn)-點(diǎn)，點(diǎn)-面接觸單元的摩擦接觸分析中，自適應(yīng)下降功能是自動(dòng)打開的（如CONTAC12、CONTAC48、CONTAC49、CONTAC52單元）。下伏接觸單元需要自適應(yīng)下降才能收斂。命令： NROPTGUI：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Analysis Options僅在非線性分析中使用這個(gè)選項(xiàng)。這個(gè)選項(xiàng)指定在求

25、解期間每隔多久修改一次正切矩陣。如果用戶不想采用缺省值，可以指定這些值中的一個(gè)：· 程序選擇( NROPT ,ANTO)：程序基于用戶模型中存在的非線性種類選用這些選項(xiàng)中的一個(gè)。需要時(shí)牛頓拉普森方法將自動(dòng)激活自適應(yīng)下降。· 完全牛頓拉普森法( NROPT ,FULL)；程序使用完全的牛頓拉普森方法。在這種處理方法中，每進(jìn)行一次平衡迭代，就修改剛度矩陣一次。如果自適應(yīng)下降是打開(可選)，只要迭代保持穩(wěn)定(也就是只要?dú)堄囗?xiàng)減小，且沒有負(fù)主對角線出現(xiàn))，程序?qū)H使用正切剛度陣。如果在一次迭代中探測到發(fā)散傾向，程序拋棄發(fā)散的迭代且重新開始求解，應(yīng)用正切和正割剛度矩陣的加權(quán)組合。當(dāng)?shù)?/p>

26、代回到收斂模式時(shí)，程序?qū)⒅匦麻_始使用正切剛度矩陣。對復(fù)雜的非線性問題自適應(yīng)下降通常將提高程序獲得收斂的能力，但它只支持ANSYS Element Reference中由單元輸入?yún)R總表中的“Special Features”指明的單元(見ANSYS Element Reference表，其中n為單元編號(hào))。· 修正的牛頓拉普森法( NROPT ,MODI)：使用修正的牛頓拉普森方法。在這種方法中，正切剛度矩陣在每一子步中都被修正。在一個(gè)子步的平衡迭代期間矩陣不被改變。這個(gè)選項(xiàng)不適用于大變形分析。自適應(yīng)下降不可用。· 初始剛度牛頓拉普森法( NROPT ,INIT)：在每一次平

27、衡迭代中都使用初始剛度矩陣。這一選項(xiàng)比完全選項(xiàng)似乎較不易發(fā)散，但它經(jīng)常要求更多次的迭代來得到收斂。它不適用于大變形分析。自適應(yīng)下降不可用。· 不對稱矩陣完全牛頓拉普森方法 ( NROPT ,UNSYM)：應(yīng)用完全牛頓拉普森方法，剛度矩陣在每一次平衡迭代中都修正。此外，它生成并使用在下面任何一種情況中可以應(yīng)用的不對稱矩陣：如用戶在運(yùn)行壓力產(chǎn)生的破壞分析，不對稱的壓力荷載剛度可能有助于取得收斂?？蓱?yīng)用 SOLCONTROL ,INCP 命令來包括荷載剛度。如果應(yīng)用 TB ,USER 命令定義不對稱材料模型，則需要用 NROPT ,UNSYM 命令來充分應(yīng)用所定義的特性。如進(jìn)行接觸分析，不

28、對稱接觸剛度矩陣可以完全地耦合滑動(dòng)和法向剛度。見§5.4。用戶應(yīng)首先試驗(yàn) NROPT ,FULL 命令；然后如果收斂困難的話，再試驗(yàn) NROPT ,UNSYM 命令。注意，應(yīng)用不對稱求解器需要比對稱求解器更多的計(jì)算機(jī)時(shí)間。· 如果模型有多態(tài)單元，則將在狀態(tài)改變時(shí)進(jìn)行疊代修正，而不管牛頓拉普森選項(xiàng)設(shè)置如何。求解控制對話框不能設(shè)置的高級(jí)荷載步選項(xiàng)蠕變準(zhǔn)則如果結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出蠕變行為，可以指定蠕變準(zhǔn)則用于自動(dòng)時(shí)間步調(diào)整 CRPLIM , CRCR , Option (如果自動(dòng)時(shí)間步長 AUTOTS 關(guān)閉，蠕變準(zhǔn)則無效)。程序?qū)λ袉卧?jì)算蠕應(yīng)變

29、增量(在最近時(shí)間步中蠕變的變化 cr )對彈性應(yīng)變 el 的比值。如果最大比值比判據(jù) CRCR 大，程序?qū)p小下一個(gè)時(shí)間步長；如果小，程序或許增加下一個(gè)時(shí)間步長(同樣，程序?qū)炎詣?dòng)時(shí)間步長建立在平衡迭代次數(shù)、即將發(fā)生的單元狀態(tài)改變以及塑性應(yīng)變增量的基礎(chǔ)上。時(shí)間步長將被調(diào)整到對應(yīng)這些項(xiàng)目中的任何一個(gè)所計(jì)算出的最小值)。對于顯式蠕變( OPTION=0)，如果比值 cr/ el 高于0.25的穩(wěn)定界限，且如果時(shí)間增量不能被減小，解可能發(fā)散且分析將由于錯(cuò)誤信息而終止。這個(gè)問題可以通過使最小時(shí)間步長足夠小來避免 DELTIM 和 NSUBST 。對于隱式蠕變( 

30、OPTION=1)，缺省無最大蠕變極限，但用戶可以指定任意的蠕變率控制。命令： CRPLIMGUI：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-Nonlinear>Creep Criterion注意 -如果在分析中不需要包括蠕變效應(yīng)，則應(yīng)用 RATE 命令及 Option=OFF，或把時(shí)間步設(shè)置成比前一個(gè)時(shí)間步長些，但不大于1.0e-6。時(shí)間步開放控制這個(gè)選項(xiàng)可用于熱分析(記住用戶不能通過求解控制對話框來設(shè)置熱分析選項(xiàng)，必須用ANSYS標(biāo)準(zhǔn)命令集或相應(yīng)菜單來設(shè)置)。這個(gè)選項(xiàng)的主要應(yīng)用是最終溫度達(dá)到穩(wěn)態(tài)的非穩(wěn)態(tài)熱分

31、析。在這種情況下，時(shí)間步可很快開放。其缺省值是，如果TEMP增量在三個(gè)連續(xù)子步中小于0.1(NUMSTEP=3)，則時(shí)間步大小可以為“開放”(缺省值=0.1)。然后時(shí)間步被連續(xù)增加以加快求解效率，。命令： OPNCONTROLGUI：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-Nonlinear>Open Control求解監(jiān)視這個(gè)選項(xiàng)為監(jiān)視指定節(jié)點(diǎn)上的指定自由度的求解值提供了方便。這個(gè)命令為用戶快速觀察求解收斂效率提供了可能，而不必通過冗長的輸出文件來取得這些信息。例如，在一個(gè)子步上嘗試次數(shù)過大，這個(gè)文件包含的

32、信息將提供指示：要么降低初始時(shí)間步，要么增加最小的子步數(shù)，這可通過 NSUBST 命令來避免二分次數(shù)過多。命令： MONITORGUI：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-Nonlinear>Monitor激活和殺死選項(xiàng)根據(jù)需要指定“生”、“死”選項(xiàng)。對選定的單元，可以“殺死” EKILL 和“激活” EALIVE ，以模擬在結(jié)構(gòu)中移走或添加材料。作為標(biāo)準(zhǔn)的“生”、“死”方法以外的另一個(gè)方法，用戶可以對所選擇的單元在荷載步之間改變材料特性 MPCHG 。命令： EKILLEALIVEGUI：Main Me

33、nu>Solution>-Load Step Opts-Other>Kill ElementsMain Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Activate Elem程序通過用一個(gè)非常小的數(shù)(它由 ESTIF 命令設(shè)置)乘以它的剛度并從總質(zhì)量矩陣消去它的質(zhì)量來“殺死”一個(gè)單元。對殺死單元的單元載荷(壓力、熱通量、熱應(yīng)變等等)同樣地設(shè)置為零。用戶需要在前處理中定義所有可能的單元，用戶不可能在 SOLUTION 中產(chǎn)生新的單元。要在用戶的分析的后面階段中“激活”的那些單元，在第一個(gè)載荷步前應(yīng)當(dāng)被“殺死”，然后在適當(dāng)?shù)妮d荷步的開

34、始被重新“激活”。當(dāng)單元被重新“激活”時(shí)，它們具有零應(yīng)變狀態(tài)，且(如果 NLGEOM ,ON )它們的幾何構(gòu)形(長度、面積等等) 被修改來與它們現(xiàn)在變形后的位置相適應(yīng)。參見ANSYS Advanced Analysis Techniques Guide。另一個(gè)在求解過程中影響單元行為的方法是修改選定單元的材料特性：命令： MPCHGGUI：Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Other>Change Mat Props>Change Mat Num注意 -應(yīng)用 MPCHG 是要注意。在求解期間改變它的材料性質(zhì)參考號(hào)，可能產(chǎn)生不希望的結(jié)果

35、，特別是如果用戶改變材料非線性特性 TB 。輸出控制選項(xiàng)除了可以通過求解控制對話框可以設(shè)置的 OUTRES 外，用戶還可以設(shè)置其他輸出選項(xiàng)。命令： OUTPRERESXGUI：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-OutputCtrls>Solu PrintoutMain Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-OutputCtrls>Integration Pt打印輸出選項(xiàng) OUTPR 可在輸出文件( Jobname . OUT

36、)中包括所想要的任何結(jié)果數(shù)據(jù)。結(jié)果外推 ERESX 拷貝一個(gè)單元的積分點(diǎn)應(yīng)力和彈性應(yīng)變結(jié)果到結(jié)點(diǎn)來替代外推，如果在單元中存在非線性(塑性、蠕變、膨脹)的話。積分點(diǎn)非線性應(yīng)變總是被拷貝到結(jié)點(diǎn)。參見ANSYS Basic Analysis Guide§2。施加荷載在這一步把荷載施加到模型中，參見ANSYS Basic Analysis Guide§2。記住慣性荷載和點(diǎn)荷載將保持方向不變，但表面荷載在大變形分析中將跟隨結(jié)構(gòu)的變形而變化。用戶可以定義一維數(shù)據(jù)表(TABLE類型的數(shù)組參數(shù))來施加復(fù)雜邊界條件。求解1、把數(shù)據(jù)庫保存為一個(gè)文件。命令： SAVEGUI：Utility Me

37、nu>File>Save as2、求解命令： SOLVEGUI：Main Menu>Solution>-Solve-Current LS3、如用戶定義了多個(gè)荷載步，則必須指定時(shí)間設(shè)置、荷載步選項(xiàng)等，然后保存和求解每個(gè)附加的荷載步。參見ANSYS Basic Analysis Guide。4、退出求解器命令： FINISHGUI：關(guān)閉求解菜單考察結(jié)果非線性靜態(tài)分析的結(jié)果，主要由位移、應(yīng)力、應(yīng)變以及反作用力組成?？梢杂猛ㄓ煤筇幚砥鱌OST1，或者時(shí)間歷程后處理器POST26，來考察這些結(jié)果。記住用POST1一次僅可以讀取一個(gè)子步，且來自那個(gè)子步的結(jié)果應(yīng)當(dāng)已被寫入 Jobna

38、me.RST 。(載荷步選項(xiàng)命令 OUTRES 控制哪一個(gè)子步的結(jié)果被存儲(chǔ)入 Jobname.RST )。典型的POST1后處理順序?qū)⒃谙旅婷枋觥Ｒ涀〉囊c(diǎn)用POST1考察結(jié)果，數(shù)據(jù)庫中的模型必須與用于求解計(jì)算的模型相同。結(jié)果文件( Jobname.RST )必須是可用的。用POST1考察結(jié)果1、檢查用戶的輸出文件( Jobname.OUT )是否在所有的子步分析都收斂。如果不收斂，用戶可能不想進(jìn)行后處理，而是想確定為什么收斂失敗。如果用戶的解收斂，那么繼續(xù)進(jìn)行后處理。2、進(jìn)入POST1。如果用于求解的模型現(xiàn)在不在數(shù)據(jù)庫中，發(fā)出 RESUME 命令。命令：/ POST1GUI：Main Me

39、nu>General Postproc3、讀取需要的載荷步和子步結(jié)果，這可以依據(jù)載荷步和子步號(hào)或者時(shí)間來識(shí)別，然而不能依據(jù)時(shí)間來識(shí)別出弧長法結(jié)果。命令： SETGUI：Main Menn>General Postproc>Read Results-Load step同樣地用戶可以使用 SUBSET 或者 APPEND 命令來只對選出的部分模型讀取或者合并結(jié)果數(shù)據(jù)。這些命令中的任何一個(gè)中的 LIST 參數(shù)列出結(jié)果文件中可用的解。用戶同樣地可以通過 INRES 命令限制從結(jié)果文件到基本數(shù)據(jù)被寫的數(shù)據(jù)總量。另外可以用 ETABLE 命令對選出的單元進(jìn)行后處理，見

40、ANSYS Commands Reference警告 ：如果用戶指定了一個(gè)沒有結(jié)果可用的TIME值，ANSYS程序?qū)⑦M(jìn)行線性內(nèi)插來計(jì)算出那Time處的結(jié)果。認(rèn)識(shí)到在非線分析中這種線性內(nèi)插通常將導(dǎo)致某些精度損失(參看 圖2-1 )。因此，對于非線性分析，通常用戶應(yīng)當(dāng)在一個(gè)精確地對應(yīng)于要求子步的TIME處進(jìn)行后處理。圖2-1 非線性結(jié)果的線性內(nèi)插可能引起某些誤差4、使用下列任意選項(xiàng)顯示結(jié)果1)顯示已變形的形狀命令： PLDISPGUI：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shapes在大變形分析中，一般優(yōu)先使用真實(shí)比例

41、顯示 DSCALE ，1。2)等值線顯示命令： PLNSOL 或 PLESOLGUI：Main Menu>General Postproc>Plot Results>-Contour Plot-Nodal Solu 或 Element Solu使用這些選項(xiàng)來顯示應(yīng)力、應(yīng)變或者任何其它可用項(xiàng)目的等值線。如果鄰接的單元具有不同材料行為(可能由于塑性或多線性彈性的材料性質(zhì)，由于不同的材料類型，或者由于鄰近的單元的死活屬性不同而產(chǎn)生)，用戶應(yīng)當(dāng)注意避免結(jié)果中的結(jié)點(diǎn)應(yīng)力平均錯(cuò)誤。PLNSOL 和 PLESOL 命令的 KUND 域使用戶可以在原始圖形上疊加變形圖。同

42、樣地用戶可以繪制單元表數(shù)據(jù)和線單元數(shù)據(jù)的等值線：命令： PLETAB ， PLLSGUIS：Main Menu>General Postproc>Element Table>Plot Element TableMain Menu>General Postproc>Plot Results>-Contour Plot-Line Elem Res使用 PLETAB 命令來繪制單元表數(shù)據(jù)的等值線，用 PLLS 命令來繪制線單元數(shù)據(jù)的等值線。3)列表命令： PRNSOL (結(jié)點(diǎn)結(jié)果)，PRESOL (結(jié)果)，PRRSOL (反作用力數(shù)據(jù))PRETABPRITER (

43、子步總計(jì)數(shù)據(jù))等等。NSORTESORTGUIS：Main Menu>General Postproc>List Results>Nodal SolutionMain Menu>General Postproc>List Results>Element SolutionMain Menu>General Postproc>List Results>Reaction Solution使用 NSORT 和 ESORT 命令在將數(shù)據(jù)列表前對它們進(jìn)行排序。4)其它的性能在POST1中還可用許多其它的后處理功能(如在路徑上映射結(jié)果，記錄參量列表，等等

44、)，見ANSYS Basic Analysis Guide。對于非線性分析，載荷工況組合通常是無效的。用POST26考察結(jié)果用戶可以使用時(shí)間歷程后處理器POST26來考察非線性結(jié)構(gòu)的載荷歷程響應(yīng)。使用POST26比較一個(gè)ANSYS變量對另一個(gè)變量的關(guān)系。例如，用戶可以用圖形表示某一結(jié)點(diǎn)處的位移與對應(yīng)的所加載荷的關(guān)系，或者用戶可以列出某一結(jié)點(diǎn)處的塑性應(yīng)變和對應(yīng)的TIME值之間的關(guān)系。典型的POST26后處理順序可以遵循這些步驟：1、 根據(jù)用戶的輸出文件( Jobname.OUT )檢查是否在所有要求的載荷步內(nèi)分析都收斂。用戶不應(yīng)當(dāng)將設(shè)計(jì)決策建立在不收斂結(jié)果的基礎(chǔ)上。2、 如果用戶的解收斂，進(jìn)入P

45、OST26，如果用戶的模型不在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，發(fā)出 RESUME 命令。命令：/ POST26GUI：Main Menu>TimeHist Postpro3、定義在后處理期間使用的變量命令： NSOL，ESOL，RFORCEGUI：Main Menu>Time Hist Postproc>Define Variables4、圖形或者列表顯示變量命令： PLVAR (圖形表示變量)， PRVAR ， EXTREM (列表變量)GUIS：Main Menu>Time Hist Postprac>Graph Variable SMain Menu>Time Hist P

46、ostproc>List VariablesMain Menu>Time Hist Postproc>List Extremes5、其它的性能許多其它的后處理函數(shù)可用于POST26，參考ANSYS Basic Analysis Guide§6。此外還可參見 NLGEOM,SSTIF,NROPT,TIME,NSUBST,AUTOTS,KBC, CNVTOL,NEQIT, NCNV,PRED,OUTES 和 SOLU 命令的說明。終止正在運(yùn)行的工作,重起動(dòng)用戶可以通過產(chǎn)生一個(gè)“abort”文件(Jobname.ABT)停止一個(gè)非線性分析，見ANSYS Basic Ana

47、lysis Guide§3。一旦求解成功地完成，或者收斂失敗發(fā)生，程序也將停止分析。如果一個(gè)分析在終止前已成功地完成了一次或多次迭代，用戶可以屢次重啟動(dòng)它。見ANSYS Basic Analysis Guide§3.16。2.3 非線性瞬態(tài)分析步驟許多需要進(jìn)行非線性瞬態(tài)分析的任務(wù)，與非線性靜力分析(參見§2.2)和線性完全瞬態(tài)分析相同或相似。本節(jié)論述非線瞬態(tài)分析的一些附加考慮。請記住§2.2論述的求解控制對話框，不能應(yīng)用于熱分析的求解控制，只能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的ANSYS命令集或菜單來進(jìn)行熱分析的設(shè)置。建模這一步驟與非線性靜力分析相同，參見§2.2。但

48、是，如果分析中包含時(shí)間的積分效應(yīng)，則必須輸入質(zhì)量密度 MP ,DENS。如果需要，還可以定義與材料相關(guān)的結(jié)構(gòu)阻尼 MP ,DAMP。施加荷載和求解1、指定瞬態(tài)分析類型，定義分析選項(xiàng)，與非線性靜力分析相同：新的分析或重啟動(dòng) ANTYPE 分析類型：瞬態(tài) ANTYPE 大變形效應(yīng) NLGEOM 大位移瞬態(tài)(如果用求解控制對話框設(shè)置分析類型)。2、施加荷載，并指定荷載步選項(xiàng)，這與線性完全瞬態(tài)動(dòng)力分析中相同。瞬態(tài)時(shí)間歷程通常需要多個(gè)荷載步，其中第1荷載步典型地用于建立初始條件，見ANSYS Basic Analysis Guide。此外，非線性靜力分析中所用的一般的非線性、生和死、輸出控制等，在非線性

49、瞬態(tài)分析中也可應(yīng)用。在非線性瞬態(tài)分析中，時(shí)間必須大于0。對于非線性瞬態(tài)分析，用戶必須說明是階梯荷載還是斜坡荷載 KBC 。見ANSYS Basic Analysis Guide對此的進(jìn)一步論述。命令： ALPHADBETADTIMINTTINTPGUI：Main Menu>Solution>-Analysis Type-Sol"n Control:Transient TabMain Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-Time/Frequenc>DampingMain Menu>Solu

50、tion>Unabridged Menu>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time Integration動(dòng)力選項(xiàng)解釋：阻尼-Rayleigh阻尼常數(shù)用常數(shù)質(zhì)量 ALPHAD 和剛度 BETAD 矩陣乘子定義。在非線性分析中，剛度可能激烈改變-除特殊情況外，不要應(yīng)用 BETAD 。時(shí)間積分效應(yīng) TIMINT 。只在瞬態(tài)分析中，時(shí)間積分效應(yīng)才缺省打開。對于蠕變、粘彈性、粘塑性、膨脹，應(yīng)當(dāng)關(guān)閉時(shí)間積分效應(yīng)(也就是說明進(jìn)行靜力分析)。這些時(shí)間相關(guān)效應(yīng)通常不包括在動(dòng)力分析中，因?yàn)樗矐B(tài)動(dòng)力時(shí)間步，對于任何明顯的長期變形來說，時(shí)間太短。除了在運(yùn)動(dòng)學(xué)(剛體運(yùn)動(dòng))

51、分析中，用戶應(yīng)當(dāng)很少需要調(diào)整瞬態(tài)積分參數(shù) TINTP -它對Newmark方程提供數(shù)值阻尼，參見ANSYS Theory Reference。ANSYS的自動(dòng)求解控制，把缺省設(shè)為一個(gè)新的時(shí)間積分方案，對于應(yīng)用一階瞬態(tài)方程。這通常用于不穩(wěn)定狀態(tài)熱問題(=1)(由 SOLCONTROL ,ON 設(shè)置),這是反向 EULER 方案。它是無條件穩(wěn)定的。對于象相變這樣的高度非線性熱問題，這種方案更有效。振蕩極限容限缺省為0.0，以使響應(yīng)的一階特征值可用于更精確地決定一個(gè)新的時(shí)間步值。注意 -如果用求解控制對話框設(shè)置求解控制，用戶可在Transient標(biāo)簽中進(jìn)入所有這些選項(xiàng)。3、把各個(gè)荷載步的荷載數(shù)據(jù)寫到

52、荷載步文件中。命令： LSWRITEGUI：Main Menu>Solution>Write LS File4、把數(shù)據(jù)庫備份到一個(gè)命名文件中。命令： SAVEGUI：Utility Menu>File>Save As5、開始求解。對于多荷載步的求解參見ANSYS Basic Analysis Guide§1。命令： LSSOLVEGUI：Main Menu>Solution>-Solve-From LS Files6、在求解完所有荷載步后，退出求解。命令： FINISHGUI：關(guān)閉Solution菜單。觀察結(jié)果與非線性靜力分析一樣，可以用POST1

53、來處理某一時(shí)刻的結(jié)果，其使用方法也相同。再次提醒，應(yīng)在進(jìn)行后處理之前檢查計(jì)算是否收斂。時(shí)間歷程后處理程序 POST26 的應(yīng)用，也與非線性靜力分析中基本相同，參見§2.2。其他有關(guān)內(nèi)容，可參見ANSYS Basic Analysis Guide。重啟動(dòng)瞬態(tài)分析的重啟動(dòng)方法，與靜力分析基本相同，請參見ANSYS Basic Analysis Guide§3.16。2.4 非線性分析的提示和指南著手非線性分析花一些時(shí)間來認(rèn)真研究并進(jìn)行分析。這樣可以避免許多與非線性分析有關(guān)的困難。下面的建議對用戶應(yīng)當(dāng)有所幫助。熟悉程序動(dòng)作和結(jié)構(gòu)行為如果用戶在以前未應(yīng)用過某一種非線性特性，則應(yīng)當(dāng)在

54、分析大型、復(fù)雜的模型之前，首先建立一個(gè)十分簡單的模型(即只包含幾個(gè)單元的模型)，并確保對其特性了解。首先，對初步的簡化模型，深入了解其結(jié)構(gòu)行為。對于非線性靜力分析模型，一個(gè)初步的線性靜力分析，也可以揭露模型在那個(gè)區(qū)域首先經(jīng)受非線性響應(yīng)，在什么樣的荷載水平下，這些非線性將起作用。對于非線性瞬態(tài)分析，初步的梁、質(zhì)量、彈簧模型，可以用最小代價(jià)提供對結(jié)構(gòu)的深入了解。初步的非線性靜力、線性瞬態(tài)動(dòng)力和/或模態(tài)分析，也可幫助用戶在進(jìn)行最終的非線性瞬態(tài)動(dòng)力分析前了解結(jié)構(gòu)非線性響應(yīng)的各個(gè)方面的內(nèi)容。閱讀和理解程序輸出信息和警告信息。至少在對結(jié)果進(jìn)行后處理前，要確保問題是收斂的。對于路徑相關(guān)問題，打印出來的平衡迭

55、代記錄在幫助用戶確定結(jié)果是否有效時(shí)是最重要的。保持簡潔保持最終模型盡可能簡單。如果可用2D平面應(yīng)力、平面應(yīng)變或軸對稱模型來代表3D結(jié)構(gòu)，就應(yīng)該這么做。如果可通過對稱或反對稱面來使模型規(guī)模減小，也就應(yīng)該這么做。然而，如果荷載是反對稱的，則通常不采用反對稱的特點(diǎn)。反對稱也可能在大變形分析時(shí)不適于運(yùn)用。如果忽略某一非線性細(xì)節(jié)而不會(huì)影響模型關(guān)鍵區(qū)域的結(jié)果，那么就應(yīng)這么做。在可能時(shí)，用靜力等效荷載來模擬瞬態(tài)動(dòng)力荷載?？紤]把模型中的線性區(qū)域作為一個(gè)子結(jié)構(gòu)，以減小計(jì)算工作量。應(yīng)用足夠的網(wǎng)格密度應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在經(jīng)受塑性變形的區(qū)域，要求相當(dāng)?shù)姆e分點(diǎn)密度。低階單元提供了與高階單元相同的積分點(diǎn)數(shù)目，因此在塑性分析中應(yīng)

56、用低階單元較合算。在塑性鉸區(qū)域，網(wǎng)格密度尤其重要。在接觸表面要有足夠的網(wǎng)格密度，以使接觸應(yīng)力分布較光滑。為了求解應(yīng)力，也要有足夠的網(wǎng)格密度。需要計(jì)算應(yīng)力或應(yīng)變的區(qū)域要比位移或非線性解析區(qū)域網(wǎng)格要密一些。對于需要高階模態(tài)時(shí)，網(wǎng)格密度要足夠。需要的單元數(shù)目，取決于單元假定的位移形狀函數(shù)，以及模態(tài)形狀本身。對于瞬態(tài)動(dòng)力波傳播，要采用足夠密的網(wǎng)格。如果波傳播很重要，則一個(gè)波長最小要20單元。逐漸地施加荷載對于非保守、路徑相關(guān)系統(tǒng)，施加荷載時(shí)要用足夠小的荷載增量，以保證分析接近荷載-響應(yīng)曲線。有時(shí)，可以采用逐漸地加載，而使保守系統(tǒng)的收斂行為有所改進(jìn)，這樣可使 NewtonRaphson 平衡迭代數(shù)最小。

57、克服收斂問題收斂失敗可能表示結(jié)構(gòu)產(chǎn)生物理上的不穩(wěn)定性，也可能僅僅是在有限元模型中的某些數(shù)值問題引起的。ANSYS程序?yàn)橛脩籼峁┝艘恍┛朔?shù)值不穩(wěn)定的工具。如果用戶正在模擬的系統(tǒng)實(shí)際上是物理不穩(wěn)定的(即存在0或負(fù)剛度)，則問題就棘手得多了。用戶有時(shí)可用一種或多種決竅來得到這種情況下的解。下面我們來介紹一些可在分析中用來嘗試改進(jìn)收斂的技術(shù)和方法。用圖形追蹤收斂性在執(zhí)行非線性分析過程中，ANSYS在每個(gè)迭代期間根據(jù)收斂準(zhǔn)則計(jì)算收斂模。批命令方式和交互方式均可應(yīng)用的圖形求解追蹤(GST)特性，在計(jì)算過程中將顯示計(jì)算的收斂模以及準(zhǔn)則。缺省時(shí)，對于交互方式，GST為ON；而對于批命令方式，GST為OFF。

58、要打開或關(guān)閉GST，可應(yīng)用：命令：/ GSTGUI：Main Menu>Solution>Output Ctrls>Grph Solu Track典型的GST顯示如 圖2-2 所示。圖2-2 有GST特性顯示的收斂范數(shù)應(yīng)用自動(dòng)時(shí)間步請確保應(yīng)用DELTIM或NSUBST命令設(shè)置自動(dòng)時(shí)間步的上限，特別是對復(fù)雜模型。這將確保精確地包括所需的模態(tài)和行為。在下述情況下，這可能非常重要：有局部動(dòng)態(tài)行為的問題(如透平機(jī)葉片和轂座安裝)，這種情況下，系統(tǒng)的低頻能量可能控制高頻區(qū)域；對于在荷載中某些短時(shí)間斜坡荷載的問題。如果時(shí)間步尺寸允許變得太大，荷載歷程的斜坡部分可能無法精確表征；對于包括連續(xù)被某一頻率范圍激勵(lì)的結(jié)構(gòu)問題(如地震問題)。在模擬運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)構(gòu)(即有剛體運(yùn)動(dòng))時(shí)要特別小心。下面的方法可幫助用戶取得良好的解：求解時(shí)結(jié)合顯著的數(shù)值阻尼(在 TINTP 命令中，0.45<<0.1)，以過濾掉