ANSYS非线形分析指 几何非线形分析 Main menu> Solution> Analysis Options)。 ANSYS程序通过生成和使用一个称作“应力刚化矩 阵”的辅助刚度矩阵来考虑应力刚化效应。尽管应力刚度矩阵是使用线性理论得到的,但由 于应力(应力刚度矩阵)在每次迭代之间是变化的这个事实因而它是非线性的。 大应变和大挠度处理包括进初始应力效应作为它们的理论的一个子集,对于许多实体和 壳单元,当大变型效应被激活时( NLGEOM,ON〕(GU路径 Main menu> Solution> Analysis Options)自动包括进初始硬化效应 在大变形分析中( NLGEOM,ON)包含应力刚化效应(SSTF,ON〕将把 应力刚度矩阵加到主刚度矩阵上以在具有大应变或大挠度性能的大多数单元中产生一个 “近似的”协调切向刚度矩阵。例外情况包括BEAM4和 SHELL63,以及不把“应力刚化 列为特殊特点的任何单元。对于BEAM4和 SHELL63,你可以通过设置 KEYOPT(2)=1 和 NLGEOM,ON在初始求解前激活应力刚化。当大变形效应为ON(开)时这个 KEYOPT 设置激活一个协调切向刚度矩阵选项。当协调切向刚度矩阵被激活时(也就是,当 KEYOPT (2)=1且 NLGEOM,ON时)SSmF对BEAM4和 SHELL63将不起作用 在大变型分析中何时应当使用应力刚化 对于大多数实体单元,应力刚化的效应是与问题相关的:在大变型分析中的应用可能提 高也可能降低收敛性。在大多数情况下,首先应该尝试一个应力刚化效应OFF(关闭) 的分析。如果你正在模拟一个受到弯曲或拉伸载荷的薄的结构,当用应力硬化OFF(关) 时遇到收敛困难,则尝试打开应力硬亻 ·应力刚化不建议用于包含“不连续单元”(由于状态改变,刚度上经历突然的不连续变 化的非线性单元,如各种接触单元, SOLID65,等等)的结构。对于这样的问题,当应 力刚化为ON(开)时,结构刚度上的不连续线性很容易导致求解“胀破”。 对于桁、梁和壳单元,在大挠度分析中通常应使用应力刚化。实际上,在应用这些单元 进行非线性屈曲和后屈曲分析时,只有当打开应力刚化时才得到精确的解。(对于 BEAM4和 SHELL63,你通过设置单元 KEYOPT(2)=1激活大挠度分析中( NLGEOM, ON)的应力刚化。)然而,当你应用杆、梁或者壳单元来模拟刚性连杆,耦合端或者结 构刚度的大变化时,你不应使用应力刚化 注意:无论何时使用应力刚化,务必定义一系列实际的单元实常数。使用不是“成比例”(也 就是,人为的放大或缩小)的实常数将影响对单元内部应力的计算,且将相应地降低那个单 元的应力刚化效应。结果将是降低解的精度 旋转软化 旋转软化为动态质量效应调整(软化)旋转物体的刚度矩阵。在小位移分析中这种调 整近似于由于大的环形运动而导致几何形状改变的效应。通常它和预应力 PSTRES](GUI 路径 Main menu> Solution> Analysis Options)一起使用,这种预应力由旋转物体中的离心力所 产生。它不应和其它变形非线性,大挠度和大应变一起使用。旋转软化用 OMEGA命令中 Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Structural-Other> Angular Velotity) 关于非线性分析的忠告和准则 着手进行非线性分析 通过比较小心地采用时间和方法,可以避免许多和一般的非线性分析有关的困难,下列 建议对你可能是有益的 了解程序的运作方式和结构的表现行为 如果你以前没有使用过某一种特别的非线性特性,在将它用于大的,复杂的模型前,构 造一个非常简单的模型(也就是,仅包含少量单元),以及确保你理解了如何处理这种特性 通过首先分析一个简化模型,以便使你对结构的特性有一个初步了解。对于非线性静态 模型,一个初步的线性静态分析可以使你知道模型的哪一个区域将首先经历非线性响 应,以及在什么载荷范围这些非线性将开始起作用。对于非线性瞬态分析,一个对梁, 质量块及弹簧的初步模拟可以使你用最小的代价对结构的动态有一个深入了解。在你着 手最终的非线性瞬时动态分析前,初步非线性静态,线性瞬时动态,和或模态分析同样 地可以有助于你理解你结构的非线性动态响应的不同的方面。 第3页ANSYS非线形分析指南 几何非线形分析 第3页 Main Menu>Solution>Analysis Options)。ANSYS 程序通过生成和使用一个称作“应力刚化矩 阵”的辅助刚度矩阵来考虑应力刚化效应。尽管应力刚度矩阵是使用线性理论得到的，但由 于应力（应力刚度矩阵）在每次迭代之间是变化的这个事实因而它是非线性的。 大应变和大挠度处理包括进初始应力效应作为它们的理论的一个子集，对于许多实体和 壳单元，当大变型效应被激活时〔NLGEOM，ON〕（GUI 路径 Main Menu>Solution>Analysis Options)自动包括进初始硬化效应。 在大变形分析中〔NLGEOM，ON〕包含应力刚化效应〔SSTIF，ON〕将把 应力刚度矩阵加到主刚度矩阵上以在具有大应变或 大挠度性能的大多数单元中产生一个 “近似的”协调切向刚度矩阵。例外情况包括 BEAM4 和 SHELL63，以及不把“应力刚化” 列为特殊特点的任何单元。对于 BEAM4 和 SHELL63，你可以通过设置 KEYOPT（2）=1 和 NLGEOM，ON 在初始求解前激活应力刚化。当大变形效应为 ON（开）时这个 KEYOPT 设置激活 一个协调切向刚度矩阵选项。当协调切向刚度矩阵被激活时（也就是，当 KEYOPT （2）=1 且 NLGEOM，ON 时）SSTIF 对 BEAM4 和 SHELL63 将不起作用。 在大变型分析中何时应当使用应力刚化 · 对于大多数实体单元，应力刚化的效应是与问题相关的；在大变型分析中的应用可能提 高也可能降低收敛性。在大多数情况下，首先应该尝试一个应力刚化效应 OFF（关闭） 的分析。如果你正在模拟一个受到弯曲或拉伸载荷的薄的结构，当用应力硬化 OFF（关） 时遇到收敛困难，则尝试打开应力硬化。 · 应力刚化不建议用于包含“不连续单元”（由于状态改变，刚度上经历突然的不连续变 化的非线性单元，如各种接触单元，SOLID65，等等）的结构。对于这样的问题，当应 力刚化为 ON（开）时，结构刚度上的不连续线性很容易导致求解“胀破”。 · 对于桁、梁和壳单元，在大挠度分析中通常应使用应力刚化。实际上，在应用这些单元 进行非线性屈曲和后屈曲分析时，只有当打开应力刚化时才得到精确的解。（对于 BEAM4 和 SHELL63，你通过设置单元 KEYOPT（2）=1 激活大挠度分析中〔NLGEOM， ON〕的应力刚化。）然而，当你应用杆、梁或者壳单元来模拟刚性连杆，耦合端或者结 构刚度的大变化时，你不应使用应力刚化。 注意：无论何时使用应力刚化，务必定义一系列实际的单元实常数。使用不是“成比例”（也 就是，人为的放大或缩小）的实常数将影响对单元内部应力的计算，且将相应地降低那个单 元的应力刚化效应。结果将是降低解的精度。 旋转软化 旋转软化为动态质 量效应调整（软化）旋转物体的刚度矩阵。在小位移分析中这种调 整近似于由于大的环形运动而导致几何形状改变的效应。通常它和预应力[PSTRES]（GUI 路径 Main Menu>Solution>Analysis Options)一起使用，这种预应力由旋转物体中的离心力所 产生。它不应和其它变形非线性，大挠度和大应变一起使用。旋转软化用 OMEGA 命令中 的 KPSIN 来 激活（ GUI 路 径 Main Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Structural-Other>Angular Velotity)。 关于非线性分析的忠告和准则 着手进行非线性分析 通过比较小心地采用时间和方法，可以避免许多和一般的非线性分析有关的困难，下列 建议对你可能是有益的 了解程序的运作方式和结构的表现行为 如果你以前没有使用过某一种特别的非线性特性，在将它用于大的，复杂的模型前，构 造一个非常简单的模型（也就是，仅包含少量单元），以及确保你理解了如何处理这种特性。 · 通过首先分析一个简化模型，以便使你对结构的特性有一个初步了解。对于非线性静态 模型，一个初步的线性静态分析可以使你知道模型的哪一个区域将首先经历非线性响 应，以及在什么载荷范围这些非线性将开始起作用。对于非线性瞬态分析，一个对梁， 质量块及弹簧的初步模拟可以使你用最小的代价对结构的动态有一个深入了解。在你着 手最终的非线性瞬时动态分析前，初步非线性静态，线性瞬时动态，和/或模态分析同样 地可以有助于你理解你结构的非线性动态响应的不同的方面