弧长法的一点资料.doc

弧长法的一点资料(转)时间:2010-04-30 11:19来源: 作者:goodman 点击: 170次弧长法使用注意事项对于许多物理意义上不稳定的结构可以应用弧长方法（ARCLEN）来获得数值上稳定的解，应用弧长方法时，请记住下列考虑事项： 1、 弧长方法仅限于具有渐进加载方式的静态分析。2、 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，公式为：参考弧长半径=总体载荷（或位移）/NSBSTP。NSBSTP是NSUBST 命令中指定的子步数。3、 选择子步数时，考虑到较多的子步导致求解时间过长，因此理想情况是选择一个最佳有效解所需的最小子步数。有时需要对子步数进行评诂，按照需要调整再重新求解。4、 弧长方法激活时，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）。 5、 不要使用位移收敛准则（CNVTOL，U）。使用力的收敛准则（CNVTOL，F）。 6、 要用弧长方法帮助缩短求解时间时，单一子步内最大平衡迭代数应当小于或等于15。 7、 如果一个弧长求解在规定的最大迭代次数内没能收敛，程序将自动进行二分且继续分析或者采用最小弧长半径（最小半径由NSUBST（NSUBST）和MINARC （ARCLEN）定义）。 8、 一般地，不能应用这种方法在确定载荷或位移处获得解，因为这个载荷或者位移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在某些已知的范围内确定一个极限载荷或位移的值可能是困难的。通常不得不通过尝试 -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。此时，应用带二分法（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。9、 通常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），导致求解失败。10、 在任何载荷步的开始，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，必须终止分析然后重启动，且在重启动的第一个载荷步中去关闭弧长方法（ARCLEN，OFF）。 注意 ：弧长求解发生中止的条件：（1）当由ARCTRM或NCNV 命令定义的极限达到时。（2）当在所施加的载荷范围内求解收敛时。（3）当使用一个放弃文件时（Jobname.ABT）。11、 通常，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。12、 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，其在弧长分析中与总体弧长载荷因数相关，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。 13、 读入基本数据用于POSTI后处理时（SET），应该以载荷步和子步号（LSTEP和SBSTEP）或者进它的数据设置号为依据。不要引用TIME值的结果，因为TIME 值在一个弧长分析中并不总是单调增加的。单一的一个TIME 值可能涉及多于一个的解。此外，程序不能正确地解释负的TIME 值（可能在一个突然转换分析中遇到）。14、 如果TIME 为负的，记住在产生任何POST26图形前定义一个合适的变化范围（IXRANGE）或者（IYRANGE）。 弧长法需要注意的问题：1. 如果使用弧长法（ARCLEN,ON），则在求解过程中，下列增强收敛的工具关闭：线性搜索（LNSRCH），预测器（PRED），自适应下降（NROPT），自动时间步 AUTOTS ， TIME ， DELTIM 或时间积分效应 TIMINT ； 2. 如果使用弧长法（ARCLEN,ON），则NSUBST命令的NSBMX、NSBMN值被忽略，而ARCLEN命令的MAXARC（相应于NSBMN，缺省为10）、MINARC（相应于NSBMX，缺省为0.001）值起相同作用； 弧长半径由下式确定： R = SQRT(Delta Load factor)*2 + (Delta Displacement)*2) 初始弧长半径为： R0 = (Total Load) / NSBSTP 初始时间步大小由NSUBST确定； 第i子步的弧长半径Ri，由程序自动计算，在如下范围内： (MINARC * R0) Ri FileResume from步骤三：进入求解器。 Main Menusolution步骤四：定义分析类型和选项 1、选择菜单路径Main MenuSolution-Analysis Type-New Analysis. 单击“Static”来选中它然后单击OK。2、择菜单路径Main MenuSolutionUnabridged MenuAnalysis Options。出现对话框。3、单击Large deform effects option(大变型效应选项)使之为ON， 然 后单击OK。步骤五：在结点1的Y方向施加一个大小为-250的力 Main menu Solution -Load -Apply Force/Moment On Nodes步骤六：设置载荷步选项 1、择菜单路径Main Menu SolutionUnabridged MenuLoad step opts-Time/Frequenc Time and substps ，时间和时间步选项对话框出现。2、Number of substeps (子步数)键入30。3、择菜单路径Main Menu SolutionUnabridged Menu Load step opts-Output ctrls DB/Resuls File ，对数据库和结果文件写入的控制对话框出现。4、在“Item”中，选择“all”5、对“FREQ”,选择“Every Substep”步骤七：选择弧长法 1、选择菜单路径Main Menu SolutionUnabridged MenuLoad step opts-NonlinearArc-length opts。Arc-length opts T (时间和时间步选项)对话框出现。2、将“KEY”(Arc-length method on/off)设置为“ON”3、对“MAXARC”(Maximum multiplier),输入44、单击OK步骤八：求解问题 1、选择菜单路径Main MenuSolution-Solve-Current LS。2、检阅状态窗口中的信息然后单击close。3、单击Solve Current Load Step(求解当前载荷步)对话框中的OK开始求解。步骤九：进行所需要的后处理。 3.6.2.4 求解步骤（命令流方法）FINI/CLE/PREP7smrt,offET,1,SHELL63,1R,1,6.350 ! SHELL THICKNESSMP,EX,1,3102.75MP,NUXY,1,0.3!CREATE FINITE ELEMENT MODELR1 = 2540 ! SHELL MID-SURFACE RADIUSL = 254 ! HALF THE LENGTH PI = 4*ATAN(1) ! VALUE OF PI COMPUTEDTHETA = 0.1*180/PI ! 0.1 RADIANS CONVERTED TO DEGREESCSYS,1 ! CYLINDRICAL CO-ORDINATE SYSTEMN,1,R1,90 ! NODES 1 AND 2 ARE CREATED AT POINTSN,2,R1,90,L ! A AND B RESPECTIVELY.K,1,R1,90K,2,R1,(90-THETA)K,3,R1,90,LK,4,R1,(90-THETA),LESIZE,2 ! TWO DIVISION ALONG THE REGION BOUNDARYA,1,3,4,2AMESH,1NUMMRG,NODE !APPLY BOUNDARY CONDITIONSNSEL,S,LOC,Z,0DSYM,SYMM,ZNSEL,S,LOC,Y,90DSYM,SYMM,XNSEL,S,LOC,Y,(90-THETA)D,ALL,UX,UY,UZNSEL,ALLFINISHSAVE,BUCKLE2,DBRESUME,BUCKLE2,DB/SOLUTIONANTYPE,STATICNLGEOM,ON ! LARGE DEFLECTION TURNED ONOUTRES,1! WRITE SOLUTION ON RESULTS FILE FOR EVERY SUBSTEP F,1,FY,-250! 1/4 TH OF THE TOTAL LOAD APPLIED DUE TO SYMMETRYNSUBST,30! BEGIN WITH 30 SUBSTEPSARCLEN,ON,4 SOLVEFINISH/POST26NSOL,2,1,U,Y ! STORE UY DISPLACEMENT OF NODE 1NSOL,3,2,U,Y ! STORE UY DISPLACEMENT OF NODE 2 PROD,4,1,LOAD,4*250 ! TOTAL LOAD IS 4*250 DUE TO SYMMETRYPROD,5,2,-1! CHANGE SIGNS OF THE DISPLACEMENT VALUESPROD,6,3,-1*GET,UY1,VARI,2,EXTREM,VMIN*GET,UY2,VARI,3,EXTREM,VMINPRVAR,2,3,4 ! PRINT STORED INFORMATION/AXLAB,X, DEFLECTION (MM)/AXLAB,Y, TOTAL LOAD (N)/GRID,1/XRANGE,0,35/YRANGE,-500,1050XVAR,5 PLVAR,4 ! PLOT LOAD WITH RESPECT TO -UY OF XVAL,6PLVAR,4FINISH3.6.3 何处找到更多的实例 ANSYS的其他一些出版物，特别是ANSYS Verification Ma