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ANSYS14.0理论解析与工程应用实例:5.6.1通用选项

时间:2023-11-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:通用选项包括瞬态或静态分析中载荷步结束的时间、子步数或时间步大小、载荷增长方式以及热应力计算的参考温度。如果KUSE设置为1,则程序再次使用先前的三角矩阵。KUSE,-1命令迫使在每个平衡迭代中三角矩阵再次用公式表示。

ANSYS14.0理论解析与工程应用实例:5.6.1通用选项

通用选项包括瞬态或静态分析中载荷步结束的时间、子步数或时间步大小、载荷增长方式以及热应力计算的参考温度。以下是对每个选项的简要说明。

1.子步数或时间步大小

非线性或瞬态分析,要指定一个载荷步中需要用的子步数。指定子步的方法如下。

命令:DELTIM。

GUI:Main Menu︱Solution︱Load Step Opts︱Time/Frequenc︱Time-Time Step。

命令:NSUBST。

GUI:Main Menu︱Solution︱Load Step Opts︱Time/Frequenc︱Time and Substps。

NSUBST命令指定子步数,DELTIM命令指定时间步的大小。在默认情况下,ANSYS程序在每个载荷步中使用一个子步。

2.时间选项

TIME命令用于指定在瞬态或静态分析中载荷步结束的时间。在瞬态或其他与速率有关的分析中,TIME命令指定实际的、按年月顺序的时间,且要求指定一个时间值。在与非速率无关的分析中,时间作为跟踪参数。在ANSYS分析中,决不能将时间设置为0。如果执行TIME,0或者没有发出TIME命令,ANSYS使用默认时间值:第一个载荷步为1.0,其他载荷步为1.0+前一个时间。要在“0”时间开始分析,如在瞬态分析中,应指定一个非常小的值,如TIME,1E-5。

3.自动时间分步

激活时间步自动分步。

命令:AUTOTS。

GUI:Main Menu︱Solution︱Load Step Opts︱Time/Frequenc︱Time and Substps。

在时间步自动分步时,根据结构或构件对施加的载荷的响应,程序计算每个子步结束时最优的时间步。在非线性静态分析中使用时,AUTOTS命令确定了子步之间载荷增量的大小。

4.阶跃或递增载荷

在一个载荷步中指定多个子步时,需要指明载荷是逐渐递增还是阶跃形式。KBC命令用于此目的:(KBC,0)指明载荷是逐渐递增;(KBC,1)指明载荷是阶跃载荷。默认值取决于分析的学科和分析类型。

关于阶跃载荷和逐渐递增载荷的几点说明:

1)如果指定阶跃载荷,程序按相同的方式处理所有载荷(约束、集中载荷、表面载荷、体积载荷和惯性载荷)。根据情况,阶跃施加、阶跃改变或阶跃移去这些载荷。

2)如果指定逐渐递增载荷,则有下面7种情况。

①在第一个载荷步施加的所有载荷,除了薄膜系数外,都是逐渐递增的(见表5-2)。薄膜系数是阶跃施加的。

表5-2 不同条件下逐渐变化载荷(KBC=0)的处理

978-7-111-40337-1-Chapter05-21.jpg(www.xing528.com)

●对OMEGA载荷,由于OMEGA本身为逐渐变化的,所以产生的力在该载荷步上是二次变化。

●TUNIF命令在所有节点指定一个均布温度。

●在这种情况下,使用的TUNIF或BFUNIF值是先前载荷步的,而不是当前值。

●总是以温度函数所确定的值大小施加与温度相关的膜层散热系数,而不论KBC的设置。

●BFUNIF命令仅是TUNIF命令的一个同类形式,用于在所有节点指定一个均布体积载荷。

②在随后的载荷步中,所有载荷的变化都是从先前的值开始逐渐变化的。注意:在全谐响应分析中,表面载荷和体积载荷的逐渐变化与在第一个载荷步中的变化相同,且不是从先前的值开始逐渐变化。

③对于表格型边界条件,载荷不是逐渐变化的,而是在当前时间被计算的。如果在一个载荷步中指定使用表格形式载荷,而下一个载荷步却改为非表格型载荷,载荷将被当做新引进由0或由BFUNIF逐渐变化的载荷,但不是从先前的表格值变化。

④在随后的载荷步中新引入的所有载荷是逐渐变化的(根据载荷的类型,从0或从BFUNIF命令所指定的值递增,参见表5-2)。

⑤在随后的载荷步中被删除的所有载荷,除了体积载荷和惯性载荷外,都是阶跃移去的。体积载荷逐渐递增到BFUNIF,不能被删除而只能被设置为0的惯性载荷,则逐渐变化到0。

⑥在相同的载荷步中,不应删除或重新指定载荷。在这种情况下,逐渐变化不会按用户所期望的方式作用。

5.其他通用选项

1)热应力计算的参考温度,其默认值为0°。指定该温度的方法如下。

命令:TREF。

GUI:Main Menu︱Solution︱Define Loads︱Settings︱Reference Temp。

2)对每个解是否需要一个新的三角矩阵。仅在静态分析或瞬态分析中,使用下列方法之一,可用一个新的三角矩阵。

命令:KUSE。

GUI:Main Menu︱Solution︱Load Step Opts︱Other︱Reuse LN22 Matrix。

在默认情况下,程序根据DOF约束的变化、温度相关材料的特性以及Newton-Raphson选项确定是否需要一个新的三角矩阵。如果KUSE设置为1,则程序再次使用先前的三角矩阵。在重新开始过程中,该设置非常有用:对附加的载荷步,如果要重新进行分析,而且知道所存在的三角矩阵可再次使用,通过将KUSE设置为1,可节省大量的计算时间。KUSE,-1命令迫使在每个平衡迭代中三角矩阵再次用公式表示。在分析中很少使用它,主要用于调试中。

3)模式数(沿周边谐波数)和谐波分量是关于全局X坐标轴对称还是反对称。当使用反对称协调单元(反对称单元采用非反对称加载)时,载荷被指定为一系列谐波分量(傅里叶级数)。要指定模式数,使用下列方法之一。

命令:MODE。

GUI:Main Menu︱Solution︱Load Step Opts︱Other︱For Harmonic Ele。

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