ANSYS非线形分析指 基本过程 子步数 子步数或时间步长 我们即可以通过指定实际的子步数也可以通过指定时间步长控制子步数。 ·自动时间步长 ANSYS程序,基于结构的特性和系统的响应,来调查时间步长 子步数 如果你的结构在它的整个加载历史期间显示出高度的非线性特点,而且你对结构的行为子 解足够好可以确保深到收敛的解,那么你也许能够自己确定多小的时间步长是必需的,且 对所有的载荷步使用这同一时间步。(务必允许足够大的平衡迭代数)。 自动时间分步 如果你预料你的结构的行为将从线性到非线性变化你也许想要在系统响应的非线性部 分期间变化时间步长。在这样一种情况,你可以激活自动时间分步以便随需要调整时间步 长,获得精度和代价之间的良好平衡。同样地,如果你不确信你的问题将成功地收敛,你也 许想要使用自动时间分步来激活 ANSYS程序的二分特点 二分法提供了一种对收敛失败自动矫正的方法。无论何时只要平衡迭代收敛失败,二分 法将把时间步长分成两半,然后从最后收敛的子步自动重启动,如果已二分的时间步再次收 敛失败,二分法将再次分割时间步长然后重启动,持续这 过程直到获得收敛或到达最小时间步长(由你指定) 载荷和位移方向 当结构经历大变形时应该考虑到载荷将发生了什么变化。在许多情况中,无论结构如 何变形施加在系统中的载荷保持恒定的方向。而在另一些情况中,力将改变方向,随着单 元方向的改变而变化。 ANSYS程序对这两种情况都可以建模,依赖于所施加的载荷类型。加速度和集中力将 不管单元方向的改变而保持它们最初的方向,表面载荷作用在变形单元表面的法向,且可被 用来模拟“跟随”力。图1-8说明了恒力和跟随力 注意——在大变形分析中不修正结点坐标系方向。因此计算出的位移在最初的方向上输 变形前的方向 变形后的方向 加速度 结点力 单元面载 图1—8变形前后载荷方向 非线性瞬态过程的分析 用于分析非线性瞬态行为的过程,与对线性静态行为的处理:相似以步进增量加载,程 序在每一步中进行平衡迭代。静态和瞬态处理的主要不同是在瞬态过 程分析中要激活时间积分效应。(因此,在瞬态过程分析中“时间”总是表示实际的时序。) 自动时间分步和二等分特点同样也适用于瞬态过程分析。 非线性分析中用到的命令 第6页
ANSYS非线形分析指南 基本过程 第6页 子步数： ·子步数或时间步长 我们即可以通过指定实际的子步数也可以通过指定时间步长控制子步数。 ·自动时间步长 ANSYS 程序，基于结构的特性和系统的响应，来调查时间步长 子步数 如果你的结构在它的整个加载历史期间显示出高度的非线性特点，而且你对结 构的行为子 解足够好可以确保深到收敛的解，那么你也许能够自己确定多小的 时间步长是必需的，且 对所有的载荷步使用这同一时间步。（务必允许足够大的 平衡迭代数）。 自动时间分步 如果你预料你的结构的行为将从线性到非线性变化，你也许想要在系统响应的非线性部 分期间变化时间步长。在这样一种情况，你可以激活自动时间分步以 便随需要调整时间步 长，获得精度和代价之间的良好平衡。同样地，如果你不确信你的问题将成功地收敛，你也 许想要使用自动时间分步来激活 ANSYS 程序的二分特点。 二分法提供了一种对收敛失败自动矫正的方法。无论何时只要平衡迭代收敛失败，二分 法将把时间步长分成两半，然后从最后收敛的子步自动重启动，如果已二分的时间步再次收 敛失败，二分法将再次分割时间步长然后重启动，持续这 一过程直到获得收敛或到达最小时间步长（由你指定）。 载荷和位移方向 当结构经历大变形时应该考虑到载荷将发生了什么变化。在许多情况中，无论结构如 何变形施加在系统中的载荷保持恒定的方向。而在另一些情况中，力将 改变方向，随着单 元方向的改变而变化。 ANSYS 程序对这两种情况都可以建模，依赖于所施加的载荷类型。加速度和集中力将 不管单元方向的改变而保持它们最初的方向，表面载荷作用在变形单元表面的法向，且可被 用来模拟“跟随”力。图 1─8 说明了恒力和跟随力。 注意──在大变形分析中不修正结点坐标系方向。因此计算出的位移在最初的方向上输 出。 图 1─8 变形前后载荷方向 非线性瞬态过程的分析 用于分析非线性瞬态行为的过程，与对线性静态行为的处理：相似以步进增量加载，程 序在每一步中进行平衡迭代。静态和瞬态处理的主要不同是在瞬态过 程分析中要激活时间积分效应。（因此，在瞬态过程分析中“时间”总是表示实际的时序。） 自动时间分步和二等分特点同样也适用于瞬态过程分析。 非线性分析中用到的命令
ANSYS非线形分析指 基本过程 使用与任何其它类型分析的同一系列的命令来建模和进行非线性分析。同样,无论你正 在进行何种类型的分析,你可从用户图形界面GUI选择相似的选项来建模和求解问题 本章后面的部分”非线性实例分析(命令),给你显示了使用批处理方法用 ANSYS 分析一个非线性分析时的一系列命令。另一部分“非线性实例分析(GU方法)”,给你显示 了如何从 ANSYS的GU中执行同样的例子分析 非线性分析步骤综述 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适当 过程中,添加了需要的非线形特性。 如何进行非线性静态分析 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,处理流程主要由三个 主要步骤组成: 1、建模 2、加载且得到解 考察结果。 步骤1:建模 这一步对线性和非线性分析都是必需的,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,如果模型中包含大应变效应,应力一应变数据必须依据真实应力和真 实(或对数)应变表示。 步骤2:加载且得到解 在这一步中,你定义分析类型和选项,指定载荷步选项,开始有限无求解。既然非线性 求解经常要求多个载荷增量,且总是需要平衡迭代,它不同于线性求解。处理过程如下: 1、进入 ANSYS求解器 命令:/ Solution GUI: Main menu> solution 2、定义分析类型及分析选项。分析类型和分析选项在第一个载荷步后(也就是,在你发出 你的第一个SOLⅥL命令之后)不能被改变。 ANSYS提供这些选项用于静态分析 表1—1分析类型和分析选项 Option Comm and GUl Path New Analysis ANTYPE Main Menu>-Analysis Type-New Analysis/Restart Analysis Type: Static ANTY PE Main Menuc-SolutionD-Analysis Type -New Analysis>static Large Deformation Effects NLGEOM Main Menu-Solution>Analysis Options Stress Stiffening Effects SSTIF Main Menu Solution>Analysis Options Newton-RaphsonOption NROPT Main MenvSolution Analysis Options Equation Solver EQSLV Main MenuSolution lysis Options 这些选项中的每一个都将在下面详细地解释 选项:新的分析〔 ANTYPE 般情况下会使用 New analysi(新的分析)。 选项:分析类型:静态〔 ANTYPE 选择 Static(静态 选项:大变形或大应变选项(GEOM) 并不是所有的非线性分析都将产生大变形。参看:“使用几何非线性”对大变型的进一 步讨论 选项:应力刚化效应( SSTIF 如果存在应力刚化效应选择ON。 选项:牛顿一拉普森选项〔 NROPT〕 仅在非线性分析中使用这个选项。这个选项指定在求解期间每隔多久修改一次正切矩 阵。你可以指定这些值中的一个 第7页
ANSYS非线形分析指南 基本过程 第7页 使用与任何其它类型分析的同一系列的命令来建模和进行非线性分析。同样，无论你正 在进行何种类型的分析，你可从用户图形界面 GUI 选择相似的选项来建模和求解问题。 本章后面的部分”非线性实例分析（命令）， 给你显示了使用批处理方法用 ANSYS 分析一个非线性分析时的一系列命令。另一部分“非线性实例分析（GUI 方法）”，给你显示 了如何从 ANSYS 的 GUI 中执行同样的例子分析。 非线性分析步骤综述 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适当 过程中，添加了需要的非线形特性。 如何进行非线性静态分析 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，处理流程主要由三个 主要步骤组成： 1、建模。 2、加载且得到解。 3、考察结果。 步骤 1：建模 这一步对线性和非线性分析都是必需的，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，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。 步骤 2：加载且得到解 在这一步中，你定义分析类型和选项，指定载荷步选项，开始有限无求解。既然非线性 求解经常要求多个载荷增量，且总是需要平衡迭代，它不同于线性求解。处理过程如下： 1、进入 ANSYS 求解器 命令：/Solution GUI：Main Menu>Solution 2、定义分析类型及分析选项。分析类型和分析选项在第一个载荷步后（也就是，在你发出 你的第一个 SOLVL 命令之后）不能被改变。ANSYS 提供这些选项用于静态分析。 表 1─1 分析类型和分析选项 这些选项中的每一个都将在下面详细地解释。 选项：新的分析〔ANTYPE〕 一般情况下会使用 New Analysis(新的分析）。 选项：分析类型：静态〔ANTYPE〕 选择 Static（静态）。 选项：大变形或大应变选项（GEOM） 并不是所有的非线性分析都将产生大变形。参看：“使用几何非线性”对大变型的进一 步讨论。 选项：应力刚化效应〔SSTIF〕 如果存在应力刚化效应选择 ON。 选项：牛顿－拉普森选项〔NROPT〕 仅在非线性分析中使用这个选项。这个选项指定在求解期间每隔多久修改一 次正切矩 阵。你可以指定这些值中的一个