ANSYS非线形分析指 几何非线形分析 趋向于重复地进行二分法直到它达到最小时间步长。然后程序将在整个求解期间使用最小 时间步长,这样通常产生一个稳定但花费时间的解。接触单元具有一个控制程序在它的时 间步选择中将是多么保守的选项设置( KEYOPT(7)),这样,允许你加速在这些情况下 的运行时间 对于其它的非线性单元,你需要仔细地选择你的最小时间步。如果你选择一个太小的最 小时间步,自动时间分步算法可能使你的运行时间太长。相反地,使你的最小时间步长太 大可能导致不收敛。 务必对时间步长设置一个最大限度( DELTIM)或者( NSUBST〕),特别别是对于复杂 的模型。这确保所有重要的模态和特性将被精确地包含进。这在下列情况下可能是重要的 ·具有局部动态行为特性的问题(例如,涡轮叶片和轮毂部件),在这些问题中系统的 低频能量含量以优势压倒高频范围。 具有很短的渐进加载时间问题。如果时间步长允许变得太大,载荷历程的渐进部分可 能不能被精确地表示出来。 ·包含在一个频率范围内被连续地激励的结构的问题(例如,地震问题 ·当模拟运动结构(具有刚体运动的系统)时注意。分析输入或系统驱动频率所要求的 时间步通常比分析结构的频率所要求的大几个数量级。采用这样粗略的一个时间步会 将相当大的数值干扰引入解中;求解甚至可能变得不稳定。 下面这些准则通常可以帮助你获得一个好的解: 如果实际可行,采用一个至少可以分析系统的第一阶非零频率的时间步长。 ·把重要的数值阻尼(在 TINTP命令中0.05(P(1)加到求解中以过滤出高频噪音,特别 是如果采用了一个精略的时间步长时,由于阻尼(质量矩阵乘子, ALPHAD命令)会 阻碍系统的刚体运动(零频率模态),在一个动态运动分析中不要使用它。 ·避免强加的位移历程说明,因为强加的位移输入具有(理论上)加速度上的无限突跃, 对于 Newmark时间积分算法其导致稳定性问题。 使用二分法 无论何时你打开自动时间步长〔 AUTOTS,ON〕,二分法被自动激活。这个特性通常 会使你能够从由于采用一个太大的时间步导致的收敛失败中恢复。它受最小时间步长限制 (( NSUBST, DELTIM)二分法对于任何对加载步长敏感的分析一般是有益的。对于发现 个非线性系统的屈曲临界负载它同样是有用的 使用 Newton- Raphson选项和自适应下降因子 Newton- Raphson选项的最佳选择将依据存在于你模型中的非线性种类变化。尽管通过 让程序选择 Newton-Raphson选项( NROPT,AUTO)通常你会获得最佳的收敛特性,但也 可能偶尔遇到使用一些其它选择会更有效的情况。例如,如果非线性材料的行为发生在你模 型的一个相对小的区域中,采用修正的 Newton-Raphson或者初始刚度选项可以降低分析的 总体CPU代价。自适应下降因子( NROPT)和塑性以及某些非线性单元,包括接触单元同 时使用。在几乎没有载荷重新分配的情况下,通过关闭这个特性你可以获得更快的收敛性 自适应下降在仅有大挠度的非线性的问题中几乎没有效果 使用线性搜索 线性搜索( LNSRCH)作为一个对自适应下降( NROPT〕的替代会是有用的。(一般地, 你不应同时既激活线性搜索又激活自适应下降。)线性搜索方法通常导致收敛,但在时间上 它可能是缓慢的和昂贵的(特别是具有塑性时),在下列情况下你可以设置线搜索为打开状 ·当你的结构是力加载的(其与位移控制的相反)时。 如果你正在分析一个刚度增长的“薄膜”结构(如一根钓鱼杆)。 如果你注意到(从程序的输出信息)你的分析正导致自适应下降频频被激活。 应用预测 预测(PRED)基于基于前一个时间步的求解预估在这个时间步中的求解情况,因此 可能减少所需的平衡迭代次数。如果非线性响应相对地平滑这个特性会是有益的。在大转动 和粘弹性分析中它一般不是有益的 应用弧长方法 第5页ANSYS非线形分析指南 几何非线形分析 第5页 趋向于重复地进行二分法直到它达到最小时间步长。然后程序将在整个求解期间使用最小 时间步长，这样通常产生一个稳定但花费时间的解。接触单元具有一个控制程序在它的时 间步选择中将是多么保守的选项设置（KEYOPT（7）），这样，允许你加速在这些情况下 的运行时间。 ·对于其它的非线性单元，你需要仔细地选择你的最小时间步。如果你选择一个太小的最 小时间步，自动时间分步算法可能使你的运行时间太长。相反地，使你的最小时间步长太 大可能导致不收敛。 ·务必对时间步长设置一个最大限度（〔DELTIM〕或者〔NSUBST〕），特别别是对于复杂 的模型。这确保所有重要的模态和特性将被精确地包含进。这在下列情况下可能是重要的。 ·具有局部动态行为特性的问题（例如，涡轮叶片和轮 毂部件），在这些问题中系统的 低频能量含量以优势压倒高频范围。 ·具有很短的渐进加载时间问题。如果时间步长允许变得太大，载荷历程的渐进部分可 能不能被精确地表示出来。 ·包含在一个频率范围内被连续地激励的结构的问题（例如，地震问题）。 ·当模拟运动结构（具有刚体运动的系统）时注意。分析输入或系统驱动频率所要求的 时间步通常比分析结构的频率所要求的大几个数量级。采用这样粗略的一个时间步会 将相当大的数值干扰引入解中；求解甚至可能变得不稳定。 下面这些准则通常可以帮助你获得一个好的解： ·如果实际可行，采用一个至少可以分析系统的第一阶非零频率的时间步长。 ·把重要的数值阻尼（在 TINTP 命令中 0.05〈P〈1）加到求解中以过滤出高频噪音，特别 是如果采用了一个精略的时间步长时，由于 阻尼（质量矩阵乘子，ALPHAD 命令）会 阻碍系统的刚体运动（零频率模态），在一个动态运动分析中不要使用它。 ·避免强加的位移历程说明，因为强加的位移输入具有（理论上）加速度上的无限突跃， 对于 Newmark 时间积分算法其导致稳定性问题。 使用二分法 无论何时你打开自动时间步长〔AUTOTS，ON〕，二分法被自动激活。 这个特性通常 会使你能够从由于采用一个太大的时间步导致的收敛失败中恢复。它受最小时间步长限制 （〔NSUBST，DELTIM〕）。二分法对于任何对加载步长敏感的分析一般是有益的。对于发现 一个非线性系统的屈曲临界负载它同样是有用的。 使用 Newton-Raphson 选项和自适应下降因子 Newton-Raphson 选项的最佳选择将依据存在于你模型中的非线性种类变化。尽管通过 让程序选择 Newton-Raphson 选项〔NROPT，AUTO〕通常你会获得最佳的收敛特性，但也 可能偶尔遇到使用一些其它选择会更有效的情况。例如，如果非线性材料的行为发生在你模 型的一个相对小的区域中，采用修正的 Newton-Raphson 或者初始刚度选项可以降低分析的 总体 CPU 代价。自适应下降因子〔NROPT〕和塑性以及某些非线性单元，包括接触单元同 时使用。 在几乎没有载荷重新分配的情况下，通过关闭这个特性你可以获得更快的收敛性。 自适应下降在仅有大挠度的非线性的问题中几乎没有效果。 使用线性搜索 线性搜索〔LNSRCH〕作为一个对自适应下降〔NROPT〕的替代会是有用的。（一般地， 你不应同时既激活线性搜索又激活自适应下降。）线性搜索方法通常导致收敛，但在时间上 它可能是缓慢的和昂贵的（特别是具有塑性时），在下列情况下你可以设置线搜索为打开状 态： ·当你的结构是力加载的（其与位移控制的相反）时。 ·如果你正在分析一个刚度增长的“薄膜”结构（如一根钓鱼杆）。 ·如果你注意到（从程序的输出信息）你的分析正导致自适应下降频频被激活。 应用预测 预测〔PRED〕基于基于前一个时间 步的求解预估在这个时间步中的求解情况，因此 可能减少所需的平衡迭代次数。如果非线性响应相对地平滑这个特性会是有益的。在大转动 和粘弹性分析中它一般不是有益的。 应用弧长方法