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应用施加载荷法求解结构问题

时间:2023-06-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果在一次迭代中探测到发散倾向,则抛弃发散的迭代且重新开始求解,应用正切和正割刚度矩阵的加权组合。在分析过程中可以执行施加、删除、运算和列表载荷等操作。命令:ERESXGUI:Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Load Step opts>Output Ctrls>Integration4.求解计算1)保存基本数据到文件。

应用施加载荷法求解结构问题

1.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(即执行第一个Solve命令之后)不能改变。ANSYS提供的用于静态分析的选项见表8-3。

1)New Analysis(新的分析,ANTYPE):一般情况下使用。

2)Analysis Type:Static(分析类型:静态,ANTYPE):选择静态分析。

3)Large Deformation Effects(大变形或大应变选项,NLGEOM):并不是所有的非线性分析都产生大变形。

8-3 用于静态分析的选项

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4)Stress Stiffening Effects(应力刚化效应,SSTIF):如果存在应力刚化效应,应选择ON。

5)Newton-Raphson Option(牛顿-拉普森选项,NROPT):仅在非线性分析中使用,用于指定在求解期间修改一次正切矩阵的间隔时间。取值如下:

①程序选择(NROPT,ANTO):基于模型中存在的非线性类型选择使用这些选项之一。需要时,牛顿-拉普森方法将自动激活自适应下降。

②全部(NROPT,FULL):使用完全牛顿-拉普森处理方法,即每进行一次平衡迭代修改刚度矩阵一次。如果自适应下降关闭,则每次平衡迭代都使用正切刚度矩阵;如果自适应下降打开(默认值),只要迭代保持稳定,即只要残余项减小且没有负主对角线出现,则仅使用正切刚度矩阵。如果在一次迭代中探测到发散倾向,则抛弃发散的迭代且重新开始求解,应用正切和正割刚度矩阵的加权组合。迭代回到收敛模式时,将重新开始使用正切刚度矩阵,对复杂的非线性问题自适应下降通常可提高获得收敛的能力。

③修正(NROPT,MODI):使用修正的牛顿-拉普森方法,正切刚度矩阵在每个子步中均被修正,而在一个子步的平衡迭代期间矩阵不改变。这个选项不适用于大变形分析,并且自适应下降不可用。

④初始刚度(NROPT,INIT):在每次平衡迭代中使用初始刚度矩阵,这个选项比完全选项似乎不易发散,但经常要求更多次的迭代得到收敛。它不适用于大变形分析,自适应下降是不可用的。

6)Equation Solver(方程求解器,EQSLV):对于非线性分析使用前面的求解器(默认)。

2.在模型上施加载荷

用户能够将载荷施加在几何模型(如关键点、线、面或体)或有限元模型(如节点或单元)上,若施加在几何模型上,则ANSYS在求解分析时也将载荷转换到有限元模型上。结构静力分析的载荷类型主要包括位移(UX、UY、UZ、ROTX、ROTY和ROTZ)、力或力矩(FX、FY、FZ、MX、MY和MZ)、压力(PRES)、温度(TEMP)、流通量(FLUE)、重力(Gravity)和旋转角速度(Spinning Angular Velocity)等,GUI路径为:Main Menu>Solution>Define Loads>Apply。在分析过程中可以执行施加、删除、运算和列表载荷等操作。

指定载荷步选项主要包括普通和非线性选项,其中普通选项包括对载荷步终止时间(Time)、对热应变计算的参考温度(Reference Temperature)和用于轴对称单元的模态数(Mode Number)等;非线性选项包括对下面选项的设置:时间子步数、时间步长、渐变加载还是阶跃加载、是否采用自动时间步跟踪、平衡迭代的最大数、收敛精度、矫正预测、线搜索、蠕变准则、求解终止选项、数据和结果文件的输入输出,以及结果外插法等。

3.输出控制选项(www.xing528.com)

(1)打印输出 在输出文件中包括进一步所需要的结果数据。

命令:OUTPR

GUI:Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Load Step Opts>Output Ctrls>Solu Printout

(2)结果文件输出 控制结果文件中的数据。

命令:OUTRES

GUI:Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Load Step Opts>Ouput ctrls>Solu Printout

(3)结果外推 如果在单元中存在非线性(塑性、蠕变或膨胀),默认复制一个单元的积分点应力和弹性应变结果到节点而替代外推它们,积分点非线性变化总是被复制到节点。

命令:ERESX

GUI:Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Load Step opts>Output Ctrls>Integration

4.求解计算

1)保存基本数据到文件。

命令:SAVE

GUI:Utility Menu>File>Save As

2)开始求解计算。

命令:SOLVE

GUI:Main Menu>Solution>Solve>Current LS

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