ANSYS講義_非線性分析

1、1. 非線性概述非線性概述2. 非線性求解非線性求解非線性結(jié)構(gòu)的基本特征是結(jié)構(gòu)剛度隨載荷的改變而變化。如果繪制非線性結(jié)構(gòu)的基本特征是結(jié)構(gòu)剛度隨載荷的改變而變化。如果繪制一個(gè)非線性結(jié)構(gòu)的載荷位移曲線，則力與位移的關(guān)系是非線性函一個(gè)非線性結(jié)構(gòu)的載荷位移曲線，則力與位移的關(guān)系是非線性函數(shù)。數(shù)。Fu當(dāng)載荷增加時(shí)，載荷當(dāng)載荷增加時(shí)，載荷位移曲線的斜率也在改位移曲線的斜率也在改變。在本例中結(jié)構(gòu)是變。在本例中結(jié)構(gòu)是“軟化軟化”的。的。引起結(jié)構(gòu)非線性的原因有很多，它們可分成以下三種主引起結(jié)構(gòu)非線性的原因有很多，它們可分成以下三種主要類型：要類型：1.幾何非線性幾何非線性大應(yīng)變，大位移，大旋轉(zhuǎn)大應(yīng)變，大位移，大

2、旋轉(zhuǎn)2.材料非線性材料非線性塑性，超彈性，粘彈性，蠕變塑性，超彈性，粘彈性，蠕變3.狀態(tài)改變非線性狀態(tài)改變非線性接觸，單元死活接觸，單元死活如果一個(gè)結(jié)構(gòu)承受大的變形，它改變的幾何構(gòu)形可導(dǎo)致非線性行如果一個(gè)結(jié)構(gòu)承受大的變形，它改變的幾何構(gòu)形可導(dǎo)致非線性行為。大位移、大應(yīng)變和大旋轉(zhuǎn)是幾何非線性的例子。為。大位移、大應(yīng)變和大旋轉(zhuǎn)是幾何非線性的例子。在輕微的橫向載荷下，桿的端部是極度柔性的，當(dāng)載荷增加時(shí)，桿的幾何在輕微的橫向載荷下，桿的端部是極度柔性的，當(dāng)載荷增加時(shí)，桿的幾何形狀改變（變彎曲）并減少了力臂（由于載荷移動(dòng)），從而導(dǎo)致桿的剛度形狀改變（變彎曲）并減少了力臂（由于載荷移動(dòng)），從而導(dǎo)致桿的剛度

3、在較高載荷下不斷增大。在較高載荷下不斷增大。非線性的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)非線性的一個(gè)普遍原因。非線性的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是產(chǎn)生結(jié)構(gòu)非線性的一個(gè)普遍原因。鋼鋼橡橡 膠膠應(yīng)變應(yīng)變應(yīng)變應(yīng)變應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)力許多非線性問題是與狀態(tài)相關(guān)的。例如一段繩索可以是松馳的許多非線性問題是與狀態(tài)相關(guān)的。例如一段繩索可以是松馳的或拉緊的。一個(gè)裝配件的兩部分可能接觸或脫離接觸?；蚶o的。一個(gè)裝配件的兩部分可能接觸或脫離接觸。在這個(gè)接觸例題中在這個(gè)接觸例題中，接觸面積未知，接觸面積未知，它取決與施加載荷它取決與施加載荷的大小。的大小。寬翼懸臂梁的側(cè)邊扭轉(zhuǎn)失寬翼懸臂梁的側(cè)邊扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)穩(wěn)一個(gè)由于幾何非線性造一個(gè)由于幾何非線性造成的

4、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題成的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題橡膠底密封橡膠底密封 一個(gè)包含幾何非線一個(gè)包含幾何非線性（大應(yīng)變與大變性（大應(yīng)變與大變形），材料非線性形），材料非線性（橡膠），及狀態(tài)（橡膠），及狀態(tài)非線性（接觸的例非線性（接觸的例子。子。軸上裝配花鍵，接觸非線性軸上裝配花鍵，接觸非線性的例子的例子非線性分析非線性分析應(yīng)理解非線性分析中所用到的基本術(shù)語：應(yīng)理解非線性分析中所用到的基本術(shù)語：1. Newton-Raphson法法2. 收斂收斂3. 載荷步，子步和平衡迭代載荷步，子步和平衡迭代4. 自動(dòng)時(shí)間步自動(dòng)時(shí)間步5.輸出文件信息輸出文件信息6.非線性求解過程非線性求解過程7.高級(jí)求解控制高級(jí)求解控制8.重啟動(dòng)

5、分析重啟動(dòng)分析Fu在非線性分析中，不能直接由線性方程組求得響應(yīng)。在非線性分析中，不能直接由線性方程組求得響應(yīng)。需要將載荷分解成許多增量求解，每一增量確定一平需要將載荷分解成許多增量求解，每一增量確定一平衡條件。衡條件。非線性求解的一種方法是將載荷分解為一系列增量。非線性求解的一種方法是將載荷分解為一系列增量。在每一增量步求解結(jié)束后，調(diào)節(jié)剛度矩陣以適應(yīng)非線在每一增量步求解結(jié)束后，調(diào)節(jié)剛度矩陣以適應(yīng)非線性響應(yīng)。性響應(yīng)。純?cè)隽糠ǖ膯栴}在于載荷純?cè)隽糠ǖ膯栴}在于載荷增量步導(dǎo)致誤差累積，使增量步導(dǎo)致誤差累積，使最終結(jié)果偏離平衡。最終結(jié)果偏離平衡。Fu誤差誤差累計(jì)響應(yīng)累計(jì)響應(yīng)位移位移載荷載荷ANSYS 使

6、用使用Newton-Raphson平衡迭代法平衡迭代法 克服了增量克服了增量求解的問題。求解的問題。 在每個(gè)載荷增量步結(jié)束時(shí)，平衡迭代驅(qū)使在每個(gè)載荷增量步結(jié)束時(shí)，平衡迭代驅(qū)使解回到平衡狀態(tài)。解回到平衡狀態(tài)。Fu一個(gè)載荷增量中全一個(gè)載荷增量中全 Newton-Raphson 迭代迭代求解。（四個(gè)迭代步如求解。（四個(gè)迭代步如圖所示）圖所示）位移位移載荷載荷1234Newton-Raphson 法迭代求解使用下列方程：法迭代求解使用下列方程：KT u = Fa - Fnr這里這里:KT = 切向剛度矩陣切向剛度矩陣 u = 位移增量位移增量Fa = 施加的載荷矢量施加的載荷矢量Fnr = 內(nèi)力矢量內(nèi)

7、力矢量目標(biāo)是迭代至收斂目標(biāo)是迭代至收斂 (后面定義后面定義)。Fau1234KTNewton-Raphson法是法是ANSYS用于求解非線性方程組用于求解非線性方程組的一種的一種數(shù)值數(shù)值方法方法 。 Newton-Raphson法基于增量加載法基于增量加載與迭代，使每個(gè)載荷增量步達(dá)到平衡。與迭代，使每個(gè)載荷增量步達(dá)到平衡。Newton-Raphson 法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于一致的切向剛度矩法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于一致的切向剛度矩陣有二次收斂速度。陣有二次收斂速度。 也就是每一迭代步的求解誤差與前一步誤差的平也就是每一迭代步的求解誤差與前一步誤差的平方成正比。方成正比。Newton-Raphson 法需要一個(gè)收斂

8、的度量以決定何時(shí)法需要一個(gè)收斂的度量以決定何時(shí)結(jié)束迭代。給定外部載荷（結(jié)束迭代。給定外部載荷（Fa），），內(nèi)部載荷（內(nèi)部載荷（ Fnr ）（）（由單元應(yīng)力產(chǎn)生并作用于節(jié)點(diǎn)），在一個(gè)體中，外部載由單元應(yīng)力產(chǎn)生并作用于節(jié)點(diǎn)），在一個(gè)體中，外部載荷必須與內(nèi)力相平衡。荷必須與內(nèi)力相平衡。Fa - Fnr = 0收斂是平衡的度量。收斂是平衡的度量。Fau1Newton-Raphson 迭代過程如下所示?；诘^程如下所示。基于 u0 時(shí)的結(jié)時(shí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)形，計(jì)算出切向剛度構(gòu)構(gòu)形，計(jì)算出切向剛度KT，基于基于 F 計(jì)算出的位移增計(jì)算出的位移增量是量是 u ，結(jié)構(gòu)構(gòu)形更新為結(jié)構(gòu)構(gòu)形更新為 u1。Fnr u在更

9、新的構(gòu)形中計(jì)算出內(nèi)力（在更新的構(gòu)形中計(jì)算出內(nèi)力（單元力）單元力） 。 迭代中的迭代中的Newton-Raphson 不平衡量不平衡量是是: R = Fa - Fnr Fu0位移位移載荷載荷RKTNewton-Raphson不平衡量不平衡量 (Fa - Fnr) 實(shí)際上從未真實(shí)際上從未真正等于零。當(dāng)不平衡量小到誤差允許范圍內(nèi)時(shí)，可中正等于零。當(dāng)不平衡量小到誤差允許范圍內(nèi)時(shí)，可中止止Newton-Raphson 迭代，得到平衡解。迭代，得到平衡解。在數(shù)學(xué)上，當(dāng)不平衡量的范數(shù)在數(shù)學(xué)上，當(dāng)不平衡量的范數(shù)|Fa - Fnr|小于指定小于指定容限乘以參考力的值時(shí)就認(rèn)為得到收斂。容限乘以參考力的值時(shí)就認(rèn)為得

10、到收斂。 ANSYS 缺省的收斂判據(jù)是力缺省的收斂判據(jù)是力 / 力矩和位移力矩和位移 / 旋轉(zhuǎn)增旋轉(zhuǎn)增量量。 對(duì)于力對(duì)于力 / 力矩缺省的容限是力矩缺省的容限是0.5%，對(duì)于位移對(duì)于位移 / 旋轉(zhuǎn)增旋轉(zhuǎn)增量的容限是量的容限是 5% 。 經(jīng)驗(yàn)表明這些容限對(duì)于大多數(shù)問題具有足夠的精確經(jīng)驗(yàn)表明這些容限對(duì)于大多數(shù)問題具有足夠的精確度。缺省的設(shè)置對(duì)于廣泛的工程問題既不度。缺省的設(shè)置對(duì)于廣泛的工程問題既不“太緊太緊”也不也不“太松太松”。力收斂判據(jù)提供了一個(gè)收斂的絕對(duì)度量，因?yàn)樗芍苯佣攘績?nèi)力收斂判據(jù)提供了一個(gè)收斂的絕對(duì)度量，因?yàn)樗芍苯佣攘績?nèi)部力與外部力間的平衡。部力與外部力間的平衡?；跈z查的位移判據(jù)

11、只應(yīng)作為力基于檢查的位移判據(jù)只應(yīng)作為力收斂判據(jù)的輔助手段使用。收斂判據(jù)的輔助手段使用。只依據(jù)位移判斷收斂在一些情況只依據(jù)位移判斷收斂在一些情況下將導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。下將導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。雖然使用一致切向剛度的雖然使用一致切向剛度的Newton-Raphson法具有平方的收斂速度法具有平方的收斂速度，但它不能保證一定收斂！只有初始構(gòu)形在收斂半徑以內(nèi)，但它不能保證一定收斂！只有初始構(gòu)形在收斂半徑以內(nèi)， Newton-Raphson 才可以保證收斂。才可以保證收斂。Fu位移位移載荷載荷收斂半徑收斂半徑 如果如果 ustart 在收斂半徑內(nèi)將收在收斂半徑內(nèi)將收斂，否則將發(fā)散。斂，否則將發(fā)散。ustart

12、? ANSYS 使用了許多求解工具（以后將探討）既使用漸變式加載（使用了許多求解工具（以后將探討）既使用漸變式加載（在收斂半徑內(nèi)開始求解），又?jǐn)U大收斂半徑。在收斂半徑內(nèi)開始求解），又?jǐn)U大收斂半徑。漸變式加載漸變式加載擴(kuò)大收斂半徑擴(kuò)大收斂半徑Fuustart F1Fuustart 為得到平方的收斂速度，切向剛度矩陣需要是全一致的。切向剛度矩為得到平方的收斂速度，切向剛度矩陣需要是全一致的。切向剛度矩陣陣KT由四部分組成：由四部分組成：KT = Kinc + Ku + K - Ka這里這里Kinc = 主切向剛度矩陣主切向剛度矩陣Ku = 初始位移矩陣初始位移矩陣K = 初始應(yīng)力矩陣初始應(yīng)力矩陣K

13、a = 初始載荷矩陣初始載荷矩陣切向剛度矩陣代表多維空間中載荷位移曲線的斜度。切向剛度矩陣代表多維空間中載荷位移曲線的斜度。Kinc 是主切向剛度矩陣。是主切向剛度矩陣。Ku 考慮了與單元形狀與位置改變有關(guān)的剛度?？紤]了與單元形狀與位置改變有關(guān)的剛度。K 考慮了與單元應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)的剛度；它結(jié)合了應(yīng)力剛化效應(yīng)?？紤]了與單元應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)的剛度；它結(jié)合了應(yīng)力剛化效應(yīng)。Ka 考慮了與壓力載荷取向改變有關(guān)的剛度，取向改變是由變形引考慮了與壓力載荷取向改變有關(guān)的剛度，取向改變是由變形引起的起的。非線性求解可按下列三個(gè)層次組織：非線性求解可按下列三個(gè)層次組織：載荷步載荷步載荷步是頂層，求解選項(xiàng)，載荷與邊界條

14、件都施加于某個(gè)載荷步內(nèi)。載荷步是頂層，求解選項(xiàng)，載荷與邊界條件都施加于某個(gè)載荷步內(nèi)。子步子步子步是載荷步中的載荷增量。子步用于逐步施加載荷。子步是載荷步中的載荷增量。子步用于逐步施加載荷。平衡迭代步平衡迭代步平衡迭代步是平衡迭代步是ANSYS為得到給定子步（載荷增量）的收斂解而采用的為得到給定子步（載荷增量）的收斂解而采用的方法。方法?！皶r(shí)間時(shí)間”載荷載荷載荷步載荷步 2載荷載荷 1子步子步 在每一增量載荷步中完成在每一增量載荷步中完成平衡迭代步。平衡迭代步。 載荷步一中有兩個(gè)子步，載荷步一中有兩個(gè)子步，載荷步二中有三個(gè)子步。載荷步二中有三個(gè)子步。每個(gè)載荷步及子步都與每個(gè)載荷步及子步都與 “

15、時(shí)間時(shí)間 ”相關(guān)聯(lián)。相關(guān)聯(lián)。兩個(gè)載荷步的求解兩個(gè)載荷步的求解 每個(gè)載荷步與子步都與每個(gè)載荷步與子步都與 “ 時(shí)間時(shí)間 ”相關(guān)聯(lián)。相關(guān)聯(lián)。 子步子步 也叫也叫時(shí)間步時(shí)間步。 在率相關(guān)分析（蠕變，粘塑性）與瞬態(tài)分析中，在率相關(guān)分析（蠕變，粘塑性）與瞬態(tài)分析中，“ 時(shí)間時(shí)間 ”代表真實(shí)代表真實(shí)的時(shí)間。的時(shí)間。 對(duì)于率無關(guān)的靜態(tài)分析，對(duì)于率無關(guān)的靜態(tài)分析，“ 時(shí)間時(shí)間 ” 表示加載次序。在靜態(tài)分析中，表示加載次序。在靜態(tài)分析中，“ 時(shí)間時(shí)間 ” 可設(shè)置為任何適當(dāng)?shù)闹?。可設(shè)置為任何適當(dāng)?shù)闹怠?建模技巧建模技巧: 在靜態(tài)分析中，在靜態(tài)分析中，“ 時(shí)間時(shí)間 ”可設(shè)置為給定載荷的大小。這可設(shè)置為給定載荷的大小

16、。這樣將易于繪制載荷位移曲線。樣將易于繪制載荷位移曲線。 子步中的載荷增量大小子步中的載荷增量大小 ( F) 由時(shí)間由時(shí)間步的大小步的大小 t決定。決定。 時(shí)間步大小可由用戶設(shè)定或由時(shí)間步大小可由用戶設(shè)定或由ANSYS自動(dòng)預(yù)測(cè)與控制。自動(dòng)預(yù)測(cè)與控制。自動(dòng)時(shí)間步自動(dòng)時(shí)間步 算法可在載荷步內(nèi)為所有算法可在載荷步內(nèi)為所有子步預(yù)測(cè)與控制時(shí)間步長的大小（載子步預(yù)測(cè)與控制時(shí)間步長的大?。ㄝd荷增量）。荷增量）。 F時(shí)間時(shí)間載荷載荷F1F2 tt1t2 自動(dòng)時(shí)間步算法是自動(dòng)時(shí)間步算法是 非線性求解控制非線性求解控制 中包含的多種算法的一種。中包含的多種算法的一種。（在以后的非線性求解控制中有進(jìn)一步的討論。）（

17、在以后的非線性求解控制中有進(jìn)一步的討論。） 基于前一步的求解歷史與問題的本質(zhì)，自動(dòng)時(shí)間步算法或者增加基于前一步的求解歷史與問題的本質(zhì)，自動(dòng)時(shí)間步算法或者增加或者減小子步的時(shí)間步大小。或者減小子步的時(shí)間步大小。在非線性求解過程中，輸出窗口顯示許多關(guān)于收斂的信息。輸出在非線性求解過程中，輸出窗口顯示許多關(guān)于收斂的信息。輸出窗口包括：窗口包括： 力力/力矩不平衡量力矩不平衡量 RFORCE CONVERGENCE VALUE 最大的自由度增量最大的自由度增量 uMAX DOF INC 力收斂判據(jù)力收斂判據(jù)CRITERION 載荷步與子步數(shù)載荷步與子步數(shù) LOAD STEP 1 SUBSTEP 14

18、輸出窗口包括（續(xù)）輸出窗口包括（續(xù)） ：當(dāng)前子步的迭代步數(shù)當(dāng)前子步的迭代步數(shù)EQUIL ITER 4 COMPLETED 累計(jì)迭代步數(shù)累計(jì)迭代步數(shù)CUM ITER = 27時(shí)間值與時(shí)間步大小時(shí)間值與時(shí)間步大小TIME = 59.1250 TIME INC = 5.00000自動(dòng)時(shí)間步信息自動(dòng)時(shí)間步信息AUTO STEP TIME: NEXT TIME INC = 5.0000 UNCHANGED * LOAD STEP 1 SUBSTEP 14 COMPLETED. CUM ITER = 27 * TIME = 54.1250 TIME INC = 5.00000 * MAX PLASTIC

19、STRAIN STEP = 0.1512 CRITERION = 0.2500 * AUTO STEP TIME: NEXT TIME INC = 5.0000 UNCHANGED FORCE CONVERGENCE VALUE = 349.2 CRITERION= 2.598 DISP CONVERGENCE VALUE = 0.1320 CRITERION= 0.9406 CONVERGED EQUIL ITER 1 COMPLETED. NEW TRIANG MATRIX. MAX DOF INC= -0.1645E-01 FORCE CONVERGENCE VALUE = 10.35

20、CRITERION= 2.095 DISP CONVERGENCE VALUE = 0.2409E-01 CRITERION= 0.9406 CONVERGED EQUIL ITER 2 COMPLETED. NEW TRIANG MATRIX. MAX DOF INC= -0.1127E-01 FORCE CONVERGENCE VALUE = 4.687 CRITERION= 2.113 DISP CONVERGENCE VALUE = 0.1024E-01 CRITERION= 0.9406 CONVERGED EQUIL ITER 3 COMPLETED. NEW TRIANG MAT

21、RIX. MAX DOF INC= 0.3165E-02 FORCE CONVERGENCE VALUE = 2.179 CRITERION= 2.107 DISP CONVERGENCE VALUE = 0.5611E-02 CRITERION= 0.9406 CONVERGED EQUIL ITER 4 COMPLETED. NEW TRIANG MATRIX. MAX DOF INC= -0.1385E-02 FORCE CONVERGENCE VALUE = 0.9063 CRITERION= 2.108 SOLUTION CONVERGED AFTER EQUILIBRIUM ITE

22、RATION 4 * LOAD STEP 1 SUBSTEP 15 COMPLETED. CUM ITER = 31 * TIME = 59.1250 TIME INC = 5.00000 * MAX PLASTIC STRAIN STEP = 0.2136 CRITERION = 0.2500 * AUTO STEP TIME: NEXT TIME INC = 5.0000 UNCHANGED 輸出文件中的信息可用于求解調(diào)試。下列內(nèi)容代表求解過程中輸出文件中的信息可用于求解調(diào)試。下列內(nèi)容代表求解過程中的一些典型問題：的一些典型問題： 力力/力矩不平衡量力矩不平衡量 求解收斂的如何求解收斂的如

23、何？不平衡量是在增加、減不平衡量是在增加、減少或振蕩？少或振蕩？ 自由度增量自由度增量 自由度增量是變小、變大或振蕩？自由度增量是變小、變大或振蕩？ 力收斂判據(jù)力收斂判據(jù) 在你的問題中這個(gè)值是太大還是太??？它如何能在你的問題中這個(gè)值是太大還是太??？它如何能與力收斂值相匹配？與力收斂值相匹配？ 載荷步與子步數(shù)載荷步與子步數(shù) 求解現(xiàn)位于載荷歷程的何處？當(dāng)前載荷步使求解現(xiàn)位于載荷歷程的何處？當(dāng)前載荷步使用了多少子步？用了多少子步？ 迭代數(shù)迭代數(shù) 每一子步使用了多少次迭代？載荷增量是太大還是太每一子步使用了多少次迭代？載荷增量是太大還是太小？小？ 時(shí)間參數(shù)時(shí)間參數(shù) 求解現(xiàn)位于載荷歷程的哪一點(diǎn)？求解現(xiàn)位

24、于載荷歷程的哪一點(diǎn)？ 自動(dòng)時(shí)間步信息自動(dòng)時(shí)間步信息 下一子步的時(shí)間步長是縮小還是增大？下一子步的時(shí)間步長是縮小還是增大？ 收收斂歷史是順利還是困難？斂歷史是順利還是困難？在圖形窗口顯示的在圖形窗口顯示的是圖形化的收斂歷是圖形化的收斂歷史。顯示了時(shí)間、史。顯示了時(shí)間、迭代步數(shù)與不平衡迭代步數(shù)與不平衡量的信息。在求解量的信息。在求解過程中這一顯示不過程中這一顯示不斷更新。斷更新。下面列出了完成非線性分析所需的典型步驟：下面列出了完成非線性分析所需的典型步驟：1.指定分析類型指定分析類型2.指定幾何非線性打開或關(guān)閉指定幾何非線性打開或關(guān)閉3.為載荷步指定為載荷步指定“ 時(shí)間時(shí)間 ”4.設(shè)定子步數(shù)設(shè)定

25、子步數(shù)5.施加載荷與邊界條件施加載荷與邊界條件6.指定輸出控制與監(jiān)視值指定輸出控制與監(jiān)視值7.保存數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)庫8.求解載荷步求解載荷步定義分析類型是靜態(tài)還是瞬態(tài)。定義分析類型是靜態(tài)還是瞬態(tài)。注意在第一個(gè)載荷步后，就不注意在第一個(gè)載荷步后，就不能更改分析類型了。能更改分析類型了。Solution New Analysis .對(duì)于非線性分析只有對(duì)于非線性分析只有兩個(gè)選擇：靜態(tài)或瞬兩個(gè)選擇：靜態(tài)或瞬態(tài)。態(tài)。缺省設(shè)置是靜態(tài)缺省設(shè)置是靜態(tài) 。打開大變形開關(guān)將在分析中包括幾何非線性效應(yīng)：大應(yīng)變、大位打開大變形開關(guān)將在分析中包括幾何非線性效應(yīng)：大應(yīng)變、大位移與大轉(zhuǎn)動(dòng)。缺省設(shè)置是關(guān)閉幾何非線性。移與大轉(zhuǎn)動(dòng)

26、。缺省設(shè)置是關(guān)閉幾何非線性。Solution soln controls如果不能確定幾何非線性是否重要，選大變形比較保險(xiǎn)。如果不能確定幾何非線性是否重要，選大變形比較保險(xiǎn)。Solution Time/Freq Time and Substps .時(shí)間時(shí)間 如果沒有指定如果沒有指定“ 時(shí)間時(shí)間 ”，則缺省，則缺省值為值為TIME+ 1.0。TIME為前一載為前一載荷步結(jié)束時(shí)的值。荷步結(jié)束時(shí)的值。 對(duì)于第一個(gè)載荷步，對(duì)于第一個(gè)載荷步，“ 時(shí)間時(shí)間 ”缺缺省值為省值為1.0。對(duì)于靜態(tài)、率無關(guān)分析，對(duì)于靜態(tài)、率無關(guān)分析，“ 時(shí)間時(shí)間 ”可指定為任何值。對(duì)比例加載可指定為任何值。對(duì)比例加載，可將時(shí)間設(shè)定

27、為載荷步結(jié)束時(shí)，可將時(shí)間設(shè)定為載荷步結(jié)束時(shí)的載荷值。的載荷值。Solution Time/Freq Time and Substps .時(shí)間時(shí)間求解控制自動(dòng)打開求解控制自動(dòng)打開 子步數(shù)子步數(shù)最大值子步數(shù)最大值子步數(shù)最小值子步數(shù)最小值子步數(shù)子步數(shù)（子步數(shù)（N）通過初始時(shí)間步長（通過初始時(shí)間步長（ tinitial ），確定了載荷步中第一），確定了載荷步中第一子步的載荷增量大小（子步的載荷增量大?。?Finitial ） tinitial = (Tend - Tbegin)/N Finitial = (Fend - Fbegin)* tinitial強(qiáng)烈推薦強(qiáng)烈推薦 : 指定載荷步的子步數(shù)指定載荷

28、步的子步數(shù)。如果未指定子步數(shù)，如果未指定子步數(shù)，ANSYS將挑選一個(gè)缺省值并發(fā)出一則警告給將挑選一個(gè)缺省值并發(fā)出一則警告給用戶。用戶。最大最大 子步數(shù)（子步數(shù)（ Nmax ）通過最小時(shí)間步長確定子步的最小載荷增）通過最小時(shí)間步長確定子步的最小載荷增量，如：量，如： tmin = (Tend - Tbegin)/Nmax Fmin = (Fend - Fbegin)* tmin最小最小 子步數(shù)（子步數(shù)（ Nmin ）通過最大時(shí)間步長確定子步的最大載荷增）通過最大時(shí)間步長確定子步的最大載荷增量，如：量，如： tmax = (Tend - Tbegin)/Nmin Fmax = (Fend - Fb

29、egin)* tmax通過通過Nmax 與與Nmin 定義的最小與最大時(shí)間步長將定義的最小與最大時(shí)間步長將影響自動(dòng)時(shí)間步影響自動(dòng)時(shí)間步長算法中的時(shí)間步長的增加與減少長算法中的時(shí)間步長的增加與減少。Solution Time/Freq Time - TimeStps .時(shí)間時(shí)間求解控制自動(dòng)打開求解控制自動(dòng)打開時(shí)間步長時(shí)間步長最小時(shí)間步長最小時(shí)間步長最大時(shí)間步長最大時(shí)間步長設(shè)置時(shí)間步長與指定子步數(shù)相類似設(shè)置時(shí)間步長與指定子步數(shù)相類似。初始的時(shí)間增量（。初始的時(shí)間增量（ tinitial ）確）確定了載荷步第一子步的載荷增量（定了載荷步第一子步的載荷增量（ Finitial ），如：），如： Fin

30、itial = (Fend - Fbegin)* tinitial最小最小 時(shí)間步長（時(shí)間步長（ tmin ）確定）確定 Fmin Fmin = (Fend - Fbegin)* tmin最大最大 時(shí)間步長（時(shí)間步長（ tmax ）確定）確定 Fmax Fmax = (Fend - Fbegin)* tmax 指定子步數(shù)或指定時(shí)間步長由用戶挑選。這兩個(gè)過程都為載荷步指定子步數(shù)或指定時(shí)間步長由用戶挑選。這兩個(gè)過程都為載荷步確定了初始的、最大的和最小的時(shí)間步長（載荷增量）。確定了初始的、最大的和最小的時(shí)間步長（載荷增量）。 子步數(shù)或初始時(shí)間步長是關(guān)系到求解能否正常進(jìn)行與效率的重要子步數(shù)或初始時(shí)間步

31、長是關(guān)系到求解能否正常進(jìn)行與效率的重要的參數(shù)。強(qiáng)烈推薦指定此參數(shù)。的參數(shù)。強(qiáng)烈推薦指定此參數(shù)。 雖然雖然ANSYS設(shè)立了缺省的子步數(shù)或時(shí)間步長，但缺省設(shè)置是任設(shè)立了缺省的子步數(shù)或時(shí)間步長，但缺省設(shè)置是任意的。意的。 如果收斂順利，自動(dòng)時(shí)間步長控制將增加載荷增量。如果收斂順利，自動(dòng)時(shí)間步長控制將增加載荷增量。如果收斂困難，自動(dòng)時(shí)間步長控制將二分或減少載荷如果收斂困難，自動(dòng)時(shí)間步長控制將二分或減少載荷增量。增量。 目標(biāo)目標(biāo): 指定一個(gè)優(yōu)化的最大與最小子步數(shù)指定一個(gè)優(yōu)化的最大與最小子步數(shù) 以允許自動(dòng)時(shí)間步長算法基于求解歷史，以允許自動(dòng)時(shí)間步長算法基于求解歷史， 按照需要增加和按照需要增加和/或減少載

32、荷增量?；驕p少載荷增量。 當(dāng)程序確定在當(dāng)前子步內(nèi)無法達(dá)到收斂的結(jié)果時(shí)，將二當(dāng)程序確定在當(dāng)前子步內(nèi)無法達(dá)到收斂的結(jié)果時(shí)，將二分時(shí)間步長。分時(shí)間步長。 二分時(shí)間步長提供了一種自動(dòng)修復(fù)收斂二分時(shí)間步長提供了一種自動(dòng)修復(fù)收斂失敗的方法失敗的方法。 二分時(shí)，當(dāng)前子步被放棄，時(shí)間步長減半，程序自動(dòng)重二分時(shí)，當(dāng)前子步被放棄，時(shí)間步長減半，程序自動(dòng)重新開始求解。如果需要的話，求解可在給定時(shí)間步內(nèi)重新開始求解。如果需要的話，求解可在給定時(shí)間步內(nèi)重復(fù)二分過程，直到得到收斂的結(jié)果。復(fù)二分過程，直到得到收斂的結(jié)果。 重復(fù)二分將導(dǎo)致時(shí)間步長越來越小。重復(fù)二分將導(dǎo)致時(shí)間步長越來越小。如果時(shí)間步長小于如果時(shí)間步長小于最小時(shí)

33、間步長，則求解停止。（這表明結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或其最小時(shí)間步長，則求解停止。（這表明結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定或其它現(xiàn)象。）它現(xiàn)象。）“ 時(shí)間時(shí)間 ”t1t2載荷載荷t3t4L1L2L3L4LS1LS2LS3LS4ANSYS 在載荷步內(nèi)對(duì)所有的子步線性插分載荷。在載荷步內(nèi)對(duì)所有的子步線性插分載荷。對(duì)于簡單的隨對(duì)于簡單的隨時(shí)間變化的載荷，可使用多個(gè)載荷步定義載荷歷程。時(shí)間變化的載荷，可使用多個(gè)載荷步定義載荷歷程。如果用多個(gè)載荷步進(jìn)行分析，從一個(gè)載荷步到另一載荷步施加與改如果用多個(gè)載荷步進(jìn)行分析，從一個(gè)載荷步到另一載荷步施加與改變載荷時(shí)需要注意一些問題。變載荷時(shí)需要注意一些問題。新施加的載荷在載荷步的開始點(diǎn)為新施加的載荷

34、在載荷步的開始點(diǎn)為零，然后逐漸升高，在載荷步的結(jié)零，然后逐漸升高，在載荷步的結(jié)束點(diǎn)為全值。束點(diǎn)為全值。載荷載荷“ 時(shí)間時(shí)間 ”LS1LS2沒有改變的載荷將保持它的值到下一沒有改變的載荷將保持它的值到下一載荷步。載荷步。載荷載荷LS1LS2“ 時(shí)間時(shí)間 ”載荷載荷“ 時(shí)間時(shí)間 ”LS1LS2載荷載荷“ 時(shí)間時(shí)間 ”LS1LS2當(dāng)重新定義一個(gè)載荷時(shí)，它的值當(dāng)重新定義一個(gè)載荷時(shí)，它的值是從上一載荷步結(jié)束點(diǎn)的值開始是從上一載荷步結(jié)束點(diǎn)的值開始逐漸增加。逐漸增加。當(dāng)刪除載荷時(shí)，載荷階躍至零值。當(dāng)刪除載荷時(shí)，載荷階躍至零值。通常不建議這樣作；通常不建議這樣作；較好的方法是較好的方法是在一個(gè)小的時(shí)間步增量中

35、將載荷值在一個(gè)小的時(shí)間步增量中將載荷值逐漸減小至零。逐漸減小至零。刪除載荷刪除載荷重新施加重新施加 對(duì)于復(fù)雜的時(shí)間與載荷曲線，可使用對(duì)于復(fù)雜的時(shí)間與載荷曲線，可使用APDL通過表或數(shù)組參數(shù)的通過表或數(shù)組參數(shù)的方式定義。方式定義?！?時(shí)間時(shí)間 ”待求解的問題使用了帶多個(gè)子待求解的問題使用了帶多個(gè)子步的一個(gè)載荷步。載荷將從子步的一個(gè)載荷步。載荷將從子步到子步進(jìn)行線性插值。載荷步到子步進(jìn)行線性插值。載荷增量大小可直接定義或由自動(dòng)增量大小可直接定義或由自動(dòng)時(shí)間步算法指定。時(shí)間步算法指定。載荷載荷子步子步F(t)如果當(dāng)載荷移走后，輸入系統(tǒng)的能量能恢復(fù)，此系統(tǒng)是保守如果當(dāng)載荷移走后，輸入系統(tǒng)的能量能恢復(fù)，

36、此系統(tǒng)是保守的。如果系統(tǒng)能量耗散了（例如塑性變形或滑動(dòng)摩擦），則的。如果系統(tǒng)能量耗散了（例如塑性變形或滑動(dòng)摩擦），則此系統(tǒng)是非保守的。此系統(tǒng)是非保守的。保守系統(tǒng)的分析是路徑無關(guān)的；載荷可按任意順序施加。保守系統(tǒng)的分析是路徑無關(guān)的；載荷可按任意順序施加。非保守系統(tǒng)的分析是路徑相關(guān)的非保守系統(tǒng)的分析是路徑相關(guān)的；必須依據(jù)實(shí)際的加載歷史必須依據(jù)實(shí)際的加載歷史施加施加。路徑相關(guān)問題同樣需要。路徑相關(guān)問題同樣需要緩慢加載緩慢加載（使用多個(gè)子步）。（使用多個(gè)子步）。疊加原理不適用于路徑相關(guān)問題。疊加原理不適用于路徑相關(guān)問題。一個(gè)帶塑性鉸鏈的梁如下所示一個(gè)帶塑性鉸鏈的梁如下所示(一個(gè)非保守系統(tǒng)或路徑相關(guān)系統(tǒng)

37、的一個(gè)非保守系統(tǒng)或路徑相關(guān)系統(tǒng)的例子例子)當(dāng)求解路徑相關(guān)問題時(shí)，需要當(dāng)求解路徑相關(guān)問題時(shí)，需要使用足夠的載荷增量步數(shù)（多使用足夠的載荷增量步數(shù)（多個(gè)子步）。另外，需要一個(gè)準(zhǔn)個(gè)子步）。另外，需要一個(gè)準(zhǔn)確的載荷歷史。確的載荷歷史。1 2 3 與與 1 3不同。不同。Solution Output Ctrls DB/Results File .此選項(xiàng)用于控制寫此選項(xiàng)用于控制寫入結(jié)果文件（入結(jié)果文件（ jobname.rst ）的）的內(nèi)容與頻率。內(nèi)容與頻率。注意缺省時(shí)，只有注意缺省時(shí)，只有載荷步的最后子步載荷步的最后子步寫入結(jié)果文件。寫入結(jié)果文件。監(jiān)視文件監(jiān)視文件(jobname.mntr)是在非線性

38、求解過程中產(chǎn)生的是在非線性求解過程中產(chǎn)生的，它可為查看求解收斂歷史提供信息摘要。，它可為查看求解收斂歷史提供信息摘要。監(jiān)視文件包含載荷步每一子步的信息；二分發(fā)生的監(jiān)視文件包含載荷步每一子步的信息；二分發(fā)生的次數(shù)；使用的迭代次數(shù)，載荷增量，次數(shù)；使用的迭代次數(shù)，載荷增量，CPU時(shí)間，最時(shí)間，最大位移與最大等效塑性應(yīng)變。大位移與最大等效塑性應(yīng)變。監(jiān)視文件包含的信息可用于調(diào)試分析過程。監(jiān)視文件包含的信息可用于調(diào)試分析過程。LOAD SUB- NO. NO. TOTL INCREMENT TOTAL VARIAB 1 VARIAB 2 VARIAB 3STEP STEP ATTMP ITER ITER

39、 TIME/LFACT TIME/LFACT MONITOR MONITOR MONITOR FY MxDs MxPl 1 1 1 3 3 1.0000 1.0000 -222.25 -.900E-01 0.44557E-02 1 2 1 2 5 1.0000 2.0000 -225.39 -.18000 0.12632E-01 1 3 1 2 7 1.5000 3.5000 -229.30 -.31500 0.18422E-01 1 4 1 1 8 2.2500 5.7500 -234.55 -.51750 0.27567E-01 1 5 1 1 9 3.3750 9.1250 -242.3

40、8 -.82125 0.41447E-01 1 6 1 2 11 5.0000 14.125 -255.10 -1.2712 0.61834E-01 1 7 1 1 12 5.0000 19.125 -266.66 -1.7212 0.65103E-01 1 8 1 2 14 5.0000 24.125 -281.02 -2.1713 0.67789E-01 1 9 1 2 16 5.0000 29.125 -295.08 -2.6212 0.72824E-01 1 10 1 2 18 5.0000 34.125 -310.10 -3.0713 0.78528E-01 1 11 1 2 20

41、5.0000 39.125 -326.12 -3.5212 0.86029E-01 1 12 1 3 23 5.0000 44.125 -340.46 -3.9712 0.10108 1 13 1 2 25 5.0000 49.125 -356.76 -4.4213 0.12270 如果一個(gè)載荷步的第一子步進(jìn)行了多次時(shí)間步二分，則如果一個(gè)載荷步的第一子步進(jìn)行了多次時(shí)間步二分，則說明初始時(shí)間步長太大。指定一個(gè)更大的子步數(shù)或更小說明初始時(shí)間步長太大。指定一個(gè)更大的子步數(shù)或更小的初始時(shí)間步。的初始時(shí)間步。 如果任一子步都需要進(jìn)行多次時(shí)間步二分，你可能需要如果任一子步都需要進(jìn)行多次時(shí)間步二分，你可能需

42、要增加最大子步數(shù)或減少最小時(shí)間步長。增加最大子步數(shù)或減少最小時(shí)間步長。 你也可在監(jiān)視變量達(dá)到一特定值時(shí)退出求解。（例如，你也可在監(jiān)視變量達(dá)到一特定值時(shí)退出求解。（例如，節(jié)點(diǎn)位移超過一定值時(shí)。）節(jié)點(diǎn)位移超過一定值時(shí)。）在監(jiān)視文件的最后三列的變量在監(jiān)視文件的最后三列的變量1、2和和3，缺省為，缺省為CPU時(shí)間時(shí)間，最大位移與最大塑性應(yīng)變。你也可重新定義變量，最大位移與最大塑性應(yīng)變。你也可重新定義變量1、2和和3，以監(jiān)視節(jié)點(diǎn)位移或反作用力。，以監(jiān)視節(jié)點(diǎn)位移或反作用力。Solution result tracking 在進(jìn)行非線性求解前，保存帶有載荷信息的數(shù)據(jù)庫是一在進(jìn)行非線性求解前，保存帶有載荷信息

43、的數(shù)據(jù)庫是一個(gè)好的習(xí)慣。如果需要重新啟動(dòng)求解，將需要一個(gè)數(shù)據(jù)個(gè)好的習(xí)慣。如果需要重新啟動(dòng)求解，將需要一個(gè)數(shù)據(jù)庫的拷貝，其中包含你希望重啟動(dòng)的載荷步定義的載荷庫的拷貝，其中包含你希望重啟動(dòng)的載荷步定義的載荷。 （在后面的重啟動(dòng)求解中有更詳細(xì)的信息。）在后面的重啟動(dòng)求解中有更詳細(xì)的信息。） 求解當(dāng)前載荷步。求解當(dāng)前載荷步。下面的下面的高級(jí)求解控制高級(jí)求解控制 將用于重新定義由求解控制激活的將用于重新定義由求解控制激活的缺省設(shè)置：缺省設(shè)置： 方程求解器方程求解器 關(guān)閉自動(dòng)時(shí)間步關(guān)閉自動(dòng)時(shí)間步 平衡迭代數(shù)平衡迭代數(shù) 收斂判據(jù)收斂判據(jù) 下面的下面的高級(jí)求解控制高級(jí)求解控制 不常用于重新設(shè)置由求解控制激活

44、不常用于重新設(shè)置由求解控制激活的缺省值：的缺省值： Newton-Raphson 選項(xiàng)選項(xiàng) 線性搜索線性搜索 預(yù)測(cè)預(yù)測(cè) 自適應(yīng)下降自適應(yīng)下降 關(guān)閉應(yīng)力剛化關(guān)閉應(yīng)力剛化 二分控制二分控制 求解結(jié)束控制求解結(jié)束控制 如果是梁如果是梁/殼模型，或梁殼模型，或梁/殼殼/實(shí)體模型，使用實(shí)體模型，使用sparse 求解器求解器。 如果是三維實(shí)體模型（如果是三維實(shí)體模型（ Solid92 或或 Solid45 ），自由度數(shù)相對(duì)較），自由度數(shù)相對(duì)較大（大（ 100,000 ），使用），使用PCG 求解器求解器 。 如果是病態(tài)問題，或單元?jiǎng)偠染仃噹挻螅ò谳敵鑫募校┤绻遣B(tài)問題，或單元?jiǎng)偠染仃噹挻螅ò?/p>

45、含在輸出文件中），使用，使用sparse 求解器求解器。 如果是非對(duì)稱矩陣，使用如果是非對(duì)稱矩陣，使用sparse 求解器求解器。注意注意: 如果可使用并行處理，波前求解器可能比如果可使用并行處理，波前求解器可能比sparse 求解器速求解器速度快，因?yàn)椴ㄇ扒蠼馄鲗?duì)并行計(jì)算進(jìn)行了優(yōu)化。度快，因?yàn)椴ㄇ扒蠼馄鲗?duì)并行計(jì)算進(jìn)行了優(yōu)化。Solution Time/Freq Time and Substps .缺省時(shí)，自動(dòng)時(shí)間步是打缺省時(shí)，自動(dòng)時(shí)間步是打開的，并且這通常是最有開的，并且這通常是最有效的選項(xiàng)。效的選項(xiàng)。也可關(guān)閉自動(dòng)時(shí)間步，并也可關(guān)閉自動(dòng)時(shí)間步，并指定統(tǒng)一的子步數(shù)。指定統(tǒng)一的子步數(shù)。Solut

46、ion Nonlinear Equil Iter .缺省時(shí)求解控制使用的迭代數(shù)為一介于缺省時(shí)求解控制使用的迭代數(shù)為一介于15和和26之間的值，這取決之間的值，這取決于問題的特性。（其思路是使用小于平方迭代收斂速度的小載荷于問題的特性。（其思路是使用小于平方迭代收斂速度的小載荷增量。）增量。） 對(duì)于接觸問題，可能需要增加迭代數(shù)對(duì)于接觸問題，可能需要增加迭代數(shù)缺省時(shí)，缺省時(shí)，ANSYS將檢查力和力矩不平衡量的將檢查力和力矩不平衡量的L2范數(shù)是否等于加范數(shù)是否等于加載力的載力的L2范數(shù)的范數(shù)的0.5%。雙重檢查收斂時(shí)，雙重檢查收斂時(shí)，ANSYS將檢查位移的將檢查位移的L2范數(shù)。范數(shù)。如果明確重定義了

47、收斂判據(jù)，缺省判據(jù)將被覆蓋。如果重新如果明確重定義了收斂判據(jù)，缺省判據(jù)將被覆蓋。如果重新定義了力的判據(jù)，將不得不增加位移檢查。定義了力的判據(jù)，將不得不增加位移檢查。 記住應(yīng)該總是定義力的收斂檢查，因?yàn)樗瞧胶獾亩攘俊Ｓ涀?yīng)該總是定義力的收斂檢查，因?yàn)樗瞧胶獾亩攘?。收斂范?shù)收斂范數(shù)L1，L2，無限無限 L1范數(shù)范數(shù) 是用不平衡量絕對(duì)值的和與收斂判據(jù)作對(duì)比。是用不平衡量絕對(duì)值的和與收斂判據(jù)作對(duì)比。 L2范數(shù)范數(shù) （缺?。┯昧Σ黄胶饬康模ㄈ笔。┯昧Σ黄胶饬康?SRSS （平方和的平方根）。平方和的平方根）。 無限范數(shù)檢查所有自由度的最大不平衡量。（此選項(xiàng)的作用是為無限范數(shù)檢查所有自由度的最大不平衡

48、量。（此選項(xiàng)的作用是為收斂獨(dú)立檢查模型的每個(gè)自由度。）收斂獨(dú)立檢查模型的每個(gè)自由度。）Soln controls Nonlinear Convergence Crit .VALUE， TOLER與與 MINREF 參數(shù)參數(shù) 在檢查收斂情況時(shí)，力的不平衡量是與在檢查收斂情況時(shí)，力的不平衡量是與 VALUE * TOLER作比較作比較。缺省時(shí)，。缺省時(shí)， VALUE 為施加載荷的為施加載荷的SRSS。通常的做法是通過調(diào)整通常的做法是通過調(diào)整TOLER 改變收斂判據(jù)，而讓改變收斂判據(jù)，而讓VALUE 保持為缺省值。保持為缺省值。 MINREF 代表代表VALUE 參數(shù)的最小可能值。參數(shù)的最小可能值。

49、 MINREF（缺省為缺省為0.001 ） 將代表數(shù)值上的零。如果將代表數(shù)值上的零。如果 MINREF 設(shè)設(shè)置為置為 -1，無最小值限制。無最小值限制。 使用使用“ 松松”的收斂判據(jù)并不是收斂困難的解決辦法?。ㄋ锌傻氖諗颗袚?jù)并不是收斂困難的解決辦法?。ㄋ锌赡軐?dǎo)致程序能導(dǎo)致程序“ 收斂收斂”到一個(gè)不正確的結(jié)果?。┑揭粋€(gè)不正確的結(jié)果?。?如果想使用如果想使用“ 緊緊”的收斂判據(jù)以提高結(jié)果精度，則需要更多次的的收斂判據(jù)以提高結(jié)果精度，則需要更多次的平衡迭代。如果想使用平衡迭代。如果想使用“ 緊緊”的收斂判據(jù)，可改變的收斂判據(jù)，可改變TOLER的階的階數(shù)，減小數(shù)，減小1或或2階。階。 缺省時(shí)求解控

50、制使用全缺省時(shí)求解控制使用全Newton-Raphson 法以得到二次的收斂法以得到二次的收斂速率?？芍付ㄋ俾??？芍付∟ewton-Raphson 選項(xiàng)：選項(xiàng)：Solution Analysis Options .本設(shè)置將控制求本設(shè)置將控制求解時(shí)切向剛度矩解時(shí)切向剛度矩陣更新的頻率。陣更新的頻率。 全全 Newton-Raphson 選項(xiàng)在每一迭代步時(shí)都更新切向剛度選項(xiàng)在每一迭代步時(shí)都更新切向剛度矩陣。使用全矩陣。使用全Newton-Raphson 選項(xiàng)可得到二次收斂速率選項(xiàng)可得到二次收斂速率（缺?。?。（缺?。?。 修正的修正的 Newton-Raphson 選項(xiàng)只在每一子步的開始更新切選項(xiàng)只在

51、每一子步的開始更新切向剛度矩陣。如果是中度非線性問題，采用此選項(xiàng)可節(jié)省向剛度矩陣。如果是中度非線性問題，采用此選項(xiàng)可節(jié)省一些一些CPU時(shí)間。時(shí)間。 初始剛度初始剛度Newton-Raphson 選項(xiàng)對(duì)每一迭代步重新使用初選項(xiàng)對(duì)每一迭代步重新使用初始的彈性剛度矩陣。始的彈性剛度矩陣。 收斂速度非常緩慢。此選項(xiàng)極少使收斂速度非常緩慢。此選項(xiàng)極少使用用。FuFuFu(a)(b)(c )Full N-RModified N-RInitial-stiffness N-R全全 Newton-Raphson在每一迭代步重新形成在每一迭代步重新形成KT 。修正修正 只在每一子步形成只在每一子步形成KT 。 初

52、始剛度初始剛度每一迭代步都使用初始每一迭代步都使用初始的彈性剛度。的彈性剛度。線性搜索是一種改進(jìn)收斂的工具。求解控制可根據(jù)需要打開和關(guān)閉線性線性搜索是一種改進(jìn)收斂的工具。求解控制可根據(jù)需要打開和關(guān)閉線性搜索。該選項(xiàng)激活后，當(dāng)檢測(cè)到剛化響應(yīng)時(shí)，位移增量將乘以一個(gè)由程搜索。該選項(xiàng)激活后，當(dāng)檢測(cè)到剛化響應(yīng)時(shí)，位移增量將乘以一個(gè)由程序計(jì)算出的在序計(jì)算出的在0與與1之間的比例因子。之間的比例因子。Solution soln controlsNonlinear缺省為由程序選擇。缺省為由程序選擇。 線性搜索是一個(gè)線性搜索是一個(gè) 非常強(qiáng)大的改進(jìn)收斂工具非常強(qiáng)大的改進(jìn)收斂工具 。激活后它。激活后它并不會(huì)降低求解

53、的穩(wěn)定性，而且在許多情況下，它可以并不會(huì)降低求解的穩(wěn)定性，而且在許多情況下，它可以改進(jìn)收斂緩慢的求解。但是它會(huì)需要增加一些改進(jìn)收斂緩慢的求解。但是它會(huì)需要增加一些CPU時(shí)間時(shí)間來計(jì)算線性搜索參數(shù)。來計(jì)算線性搜索參數(shù)。 線性搜索是一種非常有效的改進(jìn)求解振蕩問題收斂情況線性搜索是一種非常有效的改進(jìn)求解振蕩問題收斂情況的方法。如果看到輸出窗口中的的方法。如果看到輸出窗口中的MAX DOF INC 在正負(fù)在正負(fù)值間振蕩，激活線性搜索！值間振蕩，激活線性搜索！如果求解問題的非線性響應(yīng)平穩(wěn)，則可使用預(yù)測(cè)作為一個(gè)加速求如果求解問題的非線性響應(yīng)平穩(wěn)，則可使用預(yù)測(cè)作為一個(gè)加速求解的工具。解的工具。 如果模型具有

54、旋轉(zhuǎn)自由度，或自動(dòng)時(shí)間步算法減少了當(dāng)前時(shí)間如果模型具有旋轉(zhuǎn)自由度，或自動(dòng)時(shí)間步算法減少了當(dāng)前時(shí)間步，則求解控制的缺省設(shè)置是關(guān)閉預(yù)測(cè)。步，則求解控制的缺省設(shè)置是關(guān)閉預(yù)測(cè)。Solution soln controlsNonlinear缺省為程序選擇。缺省為程序選擇。預(yù)測(cè)通過計(jì)算每一子步第一迭代步的自由度解來加速收斂。預(yù)測(cè)外預(yù)測(cè)通過計(jì)算每一子步第一迭代步的自由度解來加速收斂。預(yù)測(cè)外推最后子步的結(jié)果，以得到下次求解時(shí)的開始點(diǎn)。推最后子步的結(jié)果，以得到下次求解時(shí)的開始點(diǎn)。子步子步 2位移位移載荷載荷子步子步 1Newton-Raphson 迭代迭代預(yù)測(cè)器計(jì)算預(yù)測(cè)器計(jì)算 如果非線性響應(yīng)平穩(wěn)（而且時(shí)間步長適

55、當(dāng)?。?，預(yù)測(cè)可以加速收如果非線性響應(yīng)平穩(wěn)（而且時(shí)間步長適當(dāng)小），預(yù)測(cè)可以加速收斂。斂。如果非線性響應(yīng)不平穩(wěn)，或分析中涉及大旋轉(zhuǎn)，預(yù)測(cè)可能導(dǎo)致發(fā)如果非線性響應(yīng)不平穩(wěn)，或分析中涉及大旋轉(zhuǎn)，預(yù)測(cè)可能導(dǎo)致發(fā)散！散！對(duì)大旋轉(zhuǎn)分析不要使用預(yù)測(cè)。對(duì)大旋轉(zhuǎn)分析不要使用預(yù)測(cè)。Fu自適應(yīng)下降允許全自適應(yīng)下降允許全Newton-Raphson 法使用割線剛度與切向剛度法使用割線剛度與切向剛度的加權(quán)和：的加權(quán)和：K = KS + (1 - )KT切向剛度切向剛度割線剛度割線剛度這里：這里： = 下降參數(shù)下降參數(shù)(0 1)KT = 切向剛度切向剛度KS = 割線剛度割線剛度Adaptive descent 自適應(yīng)下降自

56、適應(yīng)下降(續(xù)續(xù))自適應(yīng)下降選項(xiàng)極少被求解控制涉及。求解控制只在帶摩擦的舊自適應(yīng)下降選項(xiàng)極少被求解控制涉及。求解控制只在帶摩擦的舊節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)面接觸單元（節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)面接觸單元（ 12, 48, 49 和和 52 ）時(shí)使用自）時(shí)使用自適應(yīng)下降選項(xiàng)。適應(yīng)下降選項(xiàng)。自適應(yīng)下降不能與線性搜索合用！這兩個(gè)選項(xiàng)相互排斥。自適應(yīng)下降不能與線性搜索合用！這兩個(gè)選項(xiàng)相互排斥。Solution Analysis Options . 缺省設(shè)置為關(guān)閉，缺省設(shè)置為關(guān)閉，在大多數(shù)情況下推在大多數(shù)情況下推薦使用。薦使用。激活求解控制，打開幾何非線性（激活求解控制，打開幾何非線性（ NLGEOM ），缺省時(shí)非線性剛），缺省時(shí)非線性剛度矩陣度矩陣KT 中包括應(yīng)力剛化項(xiàng)中包括應(yīng)力剛化項(xiàng)K 。對(duì)于一些舊單元，你可選擇在對(duì)于一些舊單元，你可選擇在形成非線性剛度