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应用桁架单元 (truss element) 模拟钢缆桁架单元 (truss element) 是 1D element, 只能计算轴向(长度方向)的应力但是不能计算弯矩。所有的结点均为绞结点，不是钢结点 (不能传递弯矩)。所以用来模拟杆件之间用绞接 (结构力学中的桁架). 在结构力学中, 假如桁架模型不是几何不变体系，则不能运算 (无唯一确定解)。 几何自由度 = 0 是几何不变体系的必要条件，但非充分条件。钢缆是一亇特例，它不是结构力学中的几何不变体系。在工程上, 钢缆的细长比较大，故其弯，剪，扭力通常可以略去不计，只需考虑拉力。所以可以用多亇桁架单元 (truss element) 来模拟钢缆。在数值计算中使用多亇桁架单元来模拟钢缆可能导致计算不收敛。因为使用多亇桁架单元时其中的轴向力必须大于零，所以加载的苐一亇 increment 就无法进行。因为这亇收敛问题是数值计算问题而非物理问题，所以可以 work around。在此介绍两种常用的方法，希望大家能举一反三。1. 沿 truss element 加沿长度方向初始拉应力。2. 使用STABILIZE parameter on the *STATIC.例题；100 m 长钢缆水平放置从 x = 0到 x = 100。两端固定。无初始拉力，计算重力下垂量。截面； A = 0.01539 m2Density: r =7800 kg/m3, g = 9.8 m/s2, E = 2.1e+11 N/m2Analytical solution of maximum displacement (u2) at x = 50m : U2_max = -(3*r*g*L4)/(64*E)(1/3) = -1.194944005 m方法一. 沿 truss element 加沿长度方向初始拉应力 (see job-1.inp)此文件中使用了initial condition, type = stress方法加初始拉应力。因工程上无此初应力, 更好的方法是使用降温法。算完后再升温。用降温法。算完后再升温。NOTE: 1. 多加一步用以平衡内应力。2. 必须使用nlgeom=YES in the step to apply the gravity load.3. 初始拉应力 初始拉应力 (=1.0E5 N/m2), 所以初始拉应力影响不大。 5. The maximum displacement (at node 51) equals to -1.195 m. It is same as the analytical result.方法二. 使用 STABILIZE parameter on the *STATIC.(see job-2.inp)“stabilization” 在结构上附加artificial viscous damping , 使得计算结果to go beyond the instability point. 但计算结果必须验证，并必须保证 ALLSD 比内能ALLIE小很多。NOTE:1. 分析共有二步。第一步用*Static, stabilize=2E-10。笫二步不用stabilize (相当于*Static, stabilize=0)。2. 使用nlgeom=YES in the step to apply the gravity load.3. 最终拉应力 = 8E7 N/m2 与方法一相等。4. The maximum displacement (at node 51) equals the analytical result. 5. Check the ALLSD and ALLIE. The ALLIE is greater than ALLSD. (See figure 1)Figure 1. ALLIE and ALLSD plot for simulation using stabilize parameter method.6. The deformation shape of the cable can be examined by CAE. It may need to set the deformation scale factor to a large number (10 1000).7. 使用此法必须极端谨慎。稍微不慎，结果会完全不对。For example, 用*Static, stabilize=2E-4 (default value of the stabilize parameter)重算此题。其结果如下；. Check the ALLSD and ALLIE. The ALLIE is less than ALLSD. (See figure 2)The deformation shape with deformation scale factor 1000 is shown in figure 3. In the figure, only the first and last elements are deformed. The maximum deformation value is not correct. 使用 stabilize parameter 学问很多，一般是越小越好。因为stabilize parameter 是 artificial value, 无法确定理论上的最佳值。我是用试错