ANSYS非线形分析指 几何非线形分析 对于许多物理意义上不稳定的结构你可以应用弧长方法( ARCLEN),( ARCTRM)来 获得数值上稳定的解,当应用弧长方法时,请记住下列考虑事项: 弧长方法限制于仅具有渐进加载方式的静态分析。 程序由第一个子步的第一次迭代的载荷(或位移)增量计算出参考弧长半径,采用 下列公式: 参考弧长半径=总体载荷(或位移)÷ NSBSTP 这里 NSBSTP是 NSUBST命令中指定的子步数。 当选择子步数时,考虑到更多的子步将导致很长的求解时间。理想地,你会选择一个 最佳有效解所需的最小子步数。或许你不得不对所需的子步数进行“评诂”,按照 需要调整后再重新求解。 当弧长方法是激活的时,不要使用线搜索( LNSRCH),预测(PRED),自适应下 降( NROPT,ON)自动时间分步( AUTOTS,TME, DELTIM),或时间积分效 应( TIMINT)。 ·不要尝试将收敛建立在位移的基础上( CNVTOL,U)。使用力的收敛准则( CNVTOL, F ·要用弧长方法来帮助使求解时间最小化,一个单一子步中的最大平衡迭代数应当小 于或等于15。 如果一个弧长求解在规定的最大迭代次数内(NEQT〕没能收敛,程序将自动进行 二分且继续分析。直到获得一个收敛的解,或者最小的弧长半径被采用(最小半径 由 NSUBST( NSUBST)和 MINARC( ARCLEN)定义) 般地,你不能应用这种方法来在一个确定的载荷或位移值处获得一个解因为这个 值随获得的平衡态改变(沿球面弧)。注意图1-4中给定的载荷仅用作一个起始点。 收敛处的实际载荷有点小 类似地,当在一个非线性屈曲分析中应用弧长方法来在某些已知的容限范围内确定 个极限载荷或位移的值可能是困难的。通常你不得不通过尝试一错误一再尝试调 整参考弧长半径(使用 NSUBST)来在极限点处获得一个解。应用带二分( AUTOTS 的标准 NEWTON- RAPHSON迭代来确定非线性载荷屈曲临界负载的值可能会更方 便 通常你应当避免和弧长方法一起使用JCG或者PCG求解器( EQSLV),因为弧长方 法可能会产生一个负定刚度矩阵(负的主对角线),用这些求解器其可能导致求解失 败 在任何载荷步的开始你可以从 Newton- Raphson迭代方法到弧长方法自由转换。然 而,要从弧长到 Newton-Raphson迭代转换,你必须终止分析然后重起动,且在重起 动的第一个载荷步中去杀死弧长方法( ARCLEN,OFF)。一个弧长求解在这些情况 下终止: 当由 ARCTRM或NCNV命令定义的极限达到时。 当在所施加的载荷范围内求解收敛时 当你使用一个放弃文件时( Jobname ABT) ·使用载荷位一移曲线作为用于评价和调整你的分析以帮助你获得所需结果的准则。通常 对于每一个分析都绘制你的载荷一偏移曲线(采用POST26命令)是一种好的作法 ·经常地,一个不成功的弧长分析可以归因于弧长半径或者太大或者太小。沿载荷一偏 移曲线原路返回的“回漂”是一种由于使用太大或太小弧长半径导致的典型难点。研究 载荷偏移曲线来理解这个问题。然后使用 NSUBST和 ARCLEN命令来调整弧长半径的大 小和范围为合适的值。 ·总体弧长载荷因子(SOLU命令中的ALLF项)或者会是正的或者会是负的。类似地, IIME,其在弧长分析中相关于总体弧长载荷因数,同样会不是正的就是负的。ALLF或 ME的负值表示弧长特性正在以反方向加载,以便保持结构中的稳定性。负的ALLF或 者TIME值一般会在各种突然转换分析中遇到 ·当将弧长结果读入基本数据用于POST1后处理时(SET),你总是应当引用由它的载荷步 第6页ANSYS非线形分析指南 几何非线形分析 第6页 对于许多物理意义上不稳定的结构你可以应用弧长方法〔ARCLEN〕，〔ARCTRM〕来 获得数值上稳定的解，当应用弧长方法时，请记住下列考虑事项： ·弧长方法限制于仅具有渐进加载方式的静态分析。 · 程序由第一个子步的第一次迭代的载荷（或位移）增量计算出参考弧长半径，采用 下列公式： 参考弧长半径=总体载荷（或位移）÷NSBSTP 这里 NSBSTP 是 NSUBST 命令中指定的子步数。 当选择子步数时，考虑到更多的子步将导致很长的求解时间。理想地，你会选择一个 最佳有效解所需的最小子步数。或许你不得不对所需的子步数进行“评诂”，按照 需要调整后再重新求解。 ·当弧长方法是激活 的时，不要使用线搜索〔LNSRCH〕，预测〔PRED〕，自适应下 降〔NROPT，，，ON〕自动时间分步〔AUTOTS，TIME，DELTIM〕，或时间积分效 应〔TIMINT〕。 ·不要尝试将收敛建立在位移的基础上〔CNVTOL，U〕。使用力的收敛准则（CNVTOL， F〕 ·要用弧长方法来帮助使求解时间最小化，一个单一子步中的最大平衡迭代数应当小 于或等于 15。 ·如果一个弧长求解在规定的最大迭代次数内〔NEQIT〕没能收敛，程序将自动进行 二分且继续分析。直到获得一个收敛的解，或者最小的弧长半径被采用（最小半径 由 NSUBST〔NSUBST〕和 MINARC 〔ARCLEN〕定义）。 ·一般地，你不能应用这种方法来在一个确定的载荷或位移值处获得一个解因为这个 值随获得的平衡态改变（沿球面弧）。注意图 1─4 中给定的载荷仅用作一个起始点。 收敛处的实际载荷有点小。 ·类似地，当在一个非线性屈曲分析中应用弧长方法来在某些已知的容限范围内确定 一个极限载荷或位移的值可能是困难的。通常你不得不通过尝试─错误─再尝试调 整参考弧长半径（使用 NSUBST）来在极限点处获得一个解。应用带二分〔AUTOTS〕 的标准 NEWTON-RAPHSON 迭代来确定非线性载荷屈曲临界负载的值可能会更方 便。 ·通常你应当避免和弧长方法一起使用 JCG 或者 PCG 求解器〔EQSLV〕，因为弧长方 法可能会产生一个负定刚度矩阵（负的主对角线），用这些求解器其可能导致求解失 败。 ·在任何载荷步的开始你可以从 Newton-Raphson 迭代方法到弧长方法自由转换。然 而，要从弧长到 Newton-Raphson 迭代转换，你必须终止分析然后重起动，且在重起 动的第一个载荷步中去杀死弧长方法〔ARCLEN，OFF〕。一个弧长求解在这些情况 下终止： ·当由 ARCTRM 或 NCNV 命令定义的极限达到时。 ·当在所施加的载荷范围内求解收敛时。 ·当你使用一个放弃文件时（Jobname.ABT）。 ·使用载荷位一移曲线作为用于评价和调整你的分析以帮助你获得所需结果的准则。通常 对于每一个分析都绘 制你的载荷一偏移曲线（采用 POST26 命令）是一种好的作法。 ·经常地，一个不成功的弧长分析可以归因于弧长半径或 者太大或 者太小。 沿载荷一偏 移曲线原路返回的“回漂”是一种由于使用太大或 太小弧长半径导致的典型难点。研究 载荷偏移曲线来理解这个问题。然后使用 NSUBST 和 ARCLEN 命令来调整弧长半径的大 小和范围为合适的值。 ·总体弧长载荷因子（SOLU 命令中的 ALLF 项）或者会是正的或者会是负的。类似地， TIME，其在弧长分析中相关于总体弧长载荷因数，同样会不是正的就是负的。ALLF 或 TIME 的负值表示弧长特性正在以反方向加载，以便保持结构中的稳定性。负的 ALLF 或 者 TIME 值一般会在各种突然转换分析中遇到。 ·当将弧长结果读入基本数据用于 POSTI 后处理时〔SET〕，你总是应当引用由它的载荷步