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Ansys Workbench工程应用之——结构非线性(上):几何非线性(2)

goqiw 2024-11-09 12:48:00 技术教程 52 ℃ 0 评论

话不多说,书接上文。

3.3 大变形选项

在非线性计算中,由于步长很多,经常会遇到两种情况,第一种就是消耗了大量时间最终却收敛失败,第二种情况就是算到一半时发现需要修改分析设置或者修改载荷大小,比如把压力容器的载荷从1MPa改为8MPa,如果在线性计算中,可以从头计算,但是在非线性计算中,重头计算将再次消耗大量时间。所以Workbench提供了重启动功能。

3.3.1重启动控制的功能

重启动控制主要有以下功能:

  1. 暂停或者停止一个正在运行的分析,查看当前结果。
  2. 修改分析设置,使不收敛的求解收敛。
  3. 修改已有载荷。
  4. 延长一个已经完成的求解。例如将分析子步长从10改为100。
  5. 求解完成后,添加后处理命令。

需要注意的是:

在分析开始时,载荷必须已经建立,添加新载荷会使重启动无效。比如计算到一半时发现少添加了一个方向的力,此时无法通过重启动解决,只能添加后重头计算。但是重启动支持修改已有的载荷大小,比如计算到一半,载荷中的某个力从0修改为100N。

3.3.2重启动控制的设置

重启控制可选项有程序控制、手动、关闭。

(1)程序控制

将“生成重启动点”设置为“程序控制”时,其功能如下:

重启动文件将对于单独的线性分析,不保存。

对已经完成的单独的非线性分析,不保存。

如果收敛失败,或者手动中止求解,保存最后一个成功收敛的子步的结果。

(2)手动

载荷步指定在哪些载荷步(最后或者所有)创建重启动点。当载荷步选择最后时,表示只在每个载荷步的最后一个子步创建重启点。

当载荷步选择全部时,可以设置载荷步内部在哪个子步创建重启点。子步设置含义如下。

最后:在每个载荷步的最后一个子步创建重启动点。

所有:在每个载荷步的所有子步创建重启动点。

指定的重复率:在每一个载荷步,用户指定重启动点数量(N),在 N 个子步上创建重启动点。

等间隔的点:在载荷步内,以相同的时间间隔,创建 N 个重启动点。

每一步要保存的最大点默认是全部,表示最多999个重启动点。

例如,对每一个载荷步,等间距的创建重启动点,值为3,则每3个子步会创建一个重启点,当然每个载荷步的最后一个子步也默认会创建重启点。

默认情况下,当求解完成后,自动删除重启动文件。设置为是时,将保存重启动文件。

在分析数据管理中,将进一步分析设置为“预应力分析”也将强制保存重启动文件。将删除多余文件设置为“否”也将保存重启动文件。

3.3.3如何重启动计算

只要计算过程保存有重启动的点,分析设置中会出现重启动选项。只需要选择程序控制,或者手动选择重启动的点,再次点击Solve

,程序便会从重启动点开始继续计算。

默认的程序控制表示重启动从最后一个收敛的子步开始。如果我们设置了多个重启动点,可以通过手动,选择在哪个载荷步的哪个子步开始重启动。

3.3.4如何查看重启动点

如果计算中保存有多个重启动点,可以点击分析设置,在右下角图表窗机查看。

深蓝色的三角形表示可供选择的重启动点,深蓝色双箭头表示目前选中的重启动点。比如我们选择手动重启,重启点选择载荷步1,子步14,则载荷1的子步14上方箭头将变为双箭头。

深蓝色的三角形也表示可复现的重启动点,即重新计算时,会在相同的时间节点进行计算。红色三角表示可复现的重启动点,当修改某一载荷步的载荷或者分析设置,并对这一载荷步进行重启动计算时,将会出现不可复现重启动点。此时可以进行重启动计算,但是如果保持当前设置重新进行计算,那么计算可能不在所示时间点进行。

3.3.5如何删除重启动点

如果我们需要删除所有的重启动点,只需要右击求解,选择删删除所有重启动点,或者清除所有数据,便可清除重启动点。

如果需要删除某一个重启点,只需要选中分析设置,在图形中需要删除的重启点——删除即可。

实例1 载荷子步与重启动控制

如图在DM中绘制弹簧片草图,拉伸10mm,薄壁厚度1mm

进入machanical中,固定弹簧片左侧底面,对右侧端面施加向右100N的力。

载荷子步设置为强制5个子步。开启大变形。重启点设置为所有子步,完成后保留文件。

计算后跳出警告信息,提示未收敛,但是已经完成了部分子步的收敛。点击求解方案信息,选择“力收敛”。可以从右侧收敛图发现已经完成了前4个子步的收敛,第5个子步也就是我们设置的最后一子步未收敛成功。

查看分析设置,在表格数据中可以看到,时间(即载荷)增量每一步增加20%,只增加到了4子步80%的载荷。

在分析设置中,手动设置重启动点为第4子步,重新设置子步数量,强制为10子步。

点击求解,程序将会从第4子步开始计算。计算后的力收敛曲线如下。

可以发现前4个子步没有变化,第4子步以后还增加了2个子步,总共6个子步。

查看计算的变形结果如下。可以发现前4子步的增量没有变化,但是通过重启,却使得未收敛的结果收敛了。

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