ANSYS结构非线性分析指南 2、求解 命令: SOLVE GUI: Main Menu>Solution>-Solve-Current LS 如用户定义了多个荷载步,则必须指定时间设置、荷载步选项等,然后保存和求解每个附加 的荷载步。参见《 ANSYS Basic Analysis Guide》 4、退出求解器 命令: FINISH GUI:关闭求解菜单 22.6考察结果 非线性静态分析的结果,主要由位移、应力、应变以及反作用力组成。可以用通用后处理器POST1, 或者时间历程后处理器POST26,来考察这些结果 记住用POST一次仅可以读取一个子步,且来自那个子步的结果应当已被写入 Jobname RST。(载 荷步选项命令 TRES控制哪一个子步的结果被存储入 Jobname.RST)。典型的POsT1后处理顺序将 在下面描述。 2.2.6.1要记住的要点 用 POSTI考察结果,数据库中的模型必须与用于求解计算的模型相同 ·结果文件( Jobname RST)必须是可用的。 2262用P0ST1考察结果 1、检查用户的输出文件( Jobname.OUT)是否在所有的子步分析都收敛。 如果不收敛,用户可能不想进行后处理,而是想确定为什么收敛失败 ·如果用户的解收敛,那么继续进行后处理。 2、进入PoST1。如果用于求解的模型现在不在数据库中,发出 RESUM命令 命令:/POST1 GUI: Main Menu>General Postproc 3、读取需要的载荷步和子步结果,这可以依据载荷步和子步号或者时间来识别,然而不能依据 时间来识别出弧长法结果 命令:SET GUI: Main Menn>General Postproc>Read Results-Load step 同样地用户可以使用 SUBSET或者 APPEND命令来只对选出的部分模型读取或者合并结果数 据。这些命令中的任何一个中的LS7参数列出结果文件中可用的解。用户同样地可以通过 INRES命 令限制从结果文件到基本数据被写的数据总量。另外可以用 ETABLE命令对选出的单元进行后处理, 见《 ANSYS Commands Reference》 警告:如果用户指定了一个没有结果可用的TIM值, ANSYS程序将进行线性内插来计算出那Time 处的结果。认识到在非线分析中这种线性内插通常将导致某些精度损失(参看图2-1)。因此,对于 非线性分析,通常用户应当在一个精确地对应于要求子步的TME处进行后处理
ANSYS结构非线性分析指南 由于线形内插结果所遗成的误差 要求输出的非求解子步所对应的 图2-1非线性结果的线性内插可能引起某些误差 4、使用下列任意选项显示结果 1)显示已变形的形状 命令: PLDISP GUI: Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shapes 在大变形分析中,一般优先使用真实比例显示[ DSCALE,1]。 2)等值线显示 命令: PLNSOL或 PLESOL GUI: Main Menu >General Postproc>Plot Results>-Contour Plot Nodal Solu nt element Solu 使用这些选项来显示应力、应变或者任何其它可用项目的等值线。如果邻接的单元具有不同材 料行为(可能由于塑性或多线性弹性的材料性质,由于不同的材料类型,或者由于邻近的单元的死活 属性不同而产生),用户应当注意避免结果中的结点应力平均错误。 PLNSOL和 PLESOL命令的和M域使用户可以在原始图形上叠加变形图。 同样地用户可以绘制单元表数据和线单元数据的等值线 命令: PLETAB,PLLS GUIS: Main Menu>General Postproc >Element Table>Plot Element Table Main Menu >General Postproc>Plot Results>-Contour Plot-Line Elem Res 使用 PLETAB命令来绘制单元表数据的等值线,用PLLS命令来绘制线单元数据的等值线 3)列表 命令: PRNSOL(结点结果) PRRSOL(反作用力数据) PRETAB PRITER(子步总计数据)等等。 ORT ESORT GUIS: Main Menu >General Postproc >List Results>Nodal Solution
ANSYS结构非线性分析指南 Main Menu >General Postproc>List Results>Element Solution Main Menu>General Postproc List Results Reaction Solution 使用NORT和 ESORT命令在将数据列表前对它们进行排序。 4)其它的性能 在PosT1中还可用许多其它的后处理功能(如在路径上映射结果,记录参量列表,等等),见 《 ANSYS Basic Analysis Guide》。对于非线性分析,载荷工况组合通常是无效的。 2.2.6.3用P0sT26考察结果 用户可以使用时间一历程后处理器PoST26来考察非线性结构的载荷一历程响应。使用POST26 比较一个 ANSYS变量对另一个变量的关系。例如,用户可以用图形表示某一结点处的位移与对应的 所加载荷的关系,或者用户可以列出某一结点处的塑性应变和对应的TME值之间的关系。典型的 P0ST26后处理顺序可以遵循这些步骤 l、根据用户的输出文件( Jobname.oUT)检查是否在所有要求的载荷步内分析都收敛。用户不应 当将设计决策建立在不收敛结果的基础上。 2、如果用户的解收敛,进入POST26,如果用户的模型不在数据库内,发出 RESUME命令。 命令:/PST26 uI: Main Menu>TimeHist Postpro 3、定义在后处理期间使用的变量 命令:NSOL,BSOL, RFORCE GUI: Main Menu>Time Hist Postproc >Define Variables 4、图形或者列表显示变量 命令: PLVAR(图形表示变量), PRVAR, EXTREM(列表变量) GUIS: Main Menu>Time Hist PostpracGraph Variable s Main Menu>Time Hist Postproc>List variables Main Menu>Time Hist Postproc >List Extremes 5、其它的性能 许多其它的后处理函数可用于POST26,参考《 ANSYS Basic Analysis Guide》§6。此外还可 参见 NLGEOW, SSTIF, NROPT,TIME, NSUBST,AUT0TS,KBC, CNVTOL,NQIT,NCNV,PRED, OUTES和SOLU命 令的说明。 2.2.7终止正在运行的工作,重起动 用户可以通过产生一个“ abort”文件( Jobname.ABT)停止一个非线性分析,见《 ANSYS Basic Analysis Guide》§3。一旦求解成功地完成,或者收敛失败发生,程序也将停止分析。 如果一个分析在终止前已成功地完成了一次或多次迭代,用户可以屡次重启动它。见《 ANSYS Basic Analysis Guide$3.16. 2.3非线性瞬态分析步骤 许多需要进行非线性瞬态分析的任务,与非线性静力分析(参见§2.2)和线性完全瞬态分析相同
ANSYS结构非线性分析指南 或相似。本节论述非线瞬态分析的一些附加考虑。 请记住§2.2论述的求解控制对话框,不能应用于热分析的求解控制,只能应用标准的 ANSYS 命令集或菜单来进行热分析的设置。 2.3.1建模 这一步骤与非线性静力分析相同,参见§2.2。但是,如果分析中包含时间的积分效应,则必须 输入质量密度[MP,DENS]。如果需要,还可以定义与材料相关的结构阻尼[MP,DAMP] 2.3.2施加荷载和求解 Ⅰ、指定瞬态分析类型,定义分析选项,与非线性静力分析相同 新的分析或重启动[ ANTYPE] 分析类型:瞬态[ ANTYPE] 大变形效应[ NLGEOM 大位移瞬态(如果用求解控制对话框设置分析类型)。 2、施加荷载,并指定荷载步选项,这与线性完全瞬态动力分析中相同。瞬态时间历程通常需要 多个荷载步,其中第1荷载步典型地用于建立初始条件,见《 ANSYS Basic Analysis Guide》。此外, 非线性静力分析中所用的一般的非线性、生和死、输出控制等,在非线性瞬态分析中也可应用。 在非线性瞬态分析中,时间必须大于0。 对于非线性瞬态分析,用户必须说明是阶梯荷载还是斜坡荷载[KBC]。见《 ANSYS Basic analy SIs Guide》对此的进一步论述。 命令: ALPHA BETA TIMINT TINTP GUI: Main Menu>Solution>-Analysis Type-Sol' n Control: Transient Tab lain Menu>Solution>Unabridged Menu>-Load Step Opts-Time/ Frequenc>Damping Main Menu>Solution >Unabridged Menu>-Load Step Opts-Time/ 动力选项解释 (1)阻尼- Ray leigh阻尼常数用常数质量[ ALPHAD]和刚度[BTAD]矩阵乘子定义。在非线性分析 中,刚度可能激烈改变—-除特殊情况外,不要应用 BETA。 (2)时间积分效应 TIMINT]。只在瞬态分析中,时间积分效应才缺省打开。对于蠕变、粘弹性 粘塑性、膨胀,应当关闭时间积分效应(也就是说明进行静力分析)。这些时间相关效应通常不包括 在动力分析中,因为瞬态动力时间步,对于任何明显的长期变形来说,时间太短 除了在运动学(刚体运动)分析中,用户应当很少需要调整瞬态积分参数[ TINTP]-它对 Newmark 方程提供数值阻尼,参见《 ANSYS Theory Reference》。 ANSYS的自动求解控制,把缺省设为一个新 的时间积分方案,对于应用一阶瞬态方程。这通常用于不稳定状态热问题(0=1)(由 SOLCONTROL,ON 设置),这是反向 EULER方案。它是无条件稳定的。对于象相变这样的高度非线性热问题,这种方案 更有效。振荡极限容限缺省为0.0,以使响应的一阶特征值可用于更精确地决定一个新的时间步值。 注意—如果用求解控制对话框设置求解控制,用户可在 Transient标签中进入所有这些选项
ANSYS结构非线性分析指南 把各个荷载步的荷载数据写到荷载步文件中 命令: LSWRITE 4、把数据库备份到一个命名文件中。 命令:SAVE GUI: Utility Menu> File>Save As 5、开始求解。对于多荷载步的求解参见《 ANSYS Basic Analysis Guide》§1。 命令: LSSOLVE GUI: Main Menu>Solution>-Solve-From LS Files 6、在求解完所有荷载步后,退出求解。 命令: FINISH GUI:关闭 Solution菜单。 2.3.3观察结果 与非线性静力分析一样,可以用PosT1来处理某一时刻的结果,其使用方法也相同。再次提醒, 应在进行后处理之前检查计算是否收敛。 时间历程后处理程序PST26的应用,也与非线性静力分析中基本相同,参见§2.2。其他有关 内容,可参见《 ANSYS Basic Analysis Guide》 2.3.4重启动 瞬态分析的重启动方法,与静力分析基本相同,请参见《 ANSYS Basic Analysis guide》§3.16 2.4非线性分析的提示和指南 2.4.1着手非线性分析 花一些时间来认真研究并进行分析。这样可以避免许多与非线性分析有关的困难。下面的建议 对用户应当有所帮助 2.4.1.1熟悉程序动作和结构行为 如果用户在以前未应用过某一种非线性特性,则应当在分析大型、复杂的模型之前,首先建立 个十分简单的模型(即只包含几个单元的模型),并确保对其特性了解。 首先,对初步的简化模型,深入了解其结构行为。对于非线性静力分析模型,一个初步 的线性静力分析,也可以揭露模型在那个区域首先经受非线性响应,在什么样的荷载水 平下,这些非线性将起作用。对于非线性瞬态分析,初步的梁、质量、弹簧模型,可以 用最小代价提供对结构的深入了解。初步的非线性静力、线性瞬态动力和/或模态分析, 也可帮助用户在进行最终的非线性瞬态动力分析前了解结构非线性响应的各个方面的内 容 阅读和理解程序输出信息和警告信息。至少在对结果进行后处理前,要确保问题是收敛 的。对于路径相关问题,打印出来的平衡迭代记录在帮助用户确定结果是否有效时是最 重要的。 2-13