ANSYS单元理论知识.ppt

2007ANSYS有限元分析培训 2 三 ANSYS单元的选择与使用 一 完全积分单元与缩减积分单元的区别ANSYS单元类型较多 其一般都同时具有完全积分以及缩减积分两种选项 一般有时候选择的不同会带来完全不同的结果 完全积分单元 单元具有规则形状时 全部Gauss积分点的数目足以对单元刚度矩阵中的多项式进行精确积分减缩积分单元 只有四边形和六面体单元才能采用减缩积分 所有四面体和三角形实体单元只能采用完全积分 虽然其可以与减缩积分的四边形或六面体单元在同一网格中使用 适合于不可压缩材料以及单元扭曲比较严重的情况 一阶完全积分单元 一阶缩减积分单元 3 三 ANSYS单元的选择与使用 1 剪切自锁效应对于完全积分单元在受弯曲载荷时可能出现剪切自锁效应 来源于伪横向剪切 实际变形 有限元变形 实际问题为纯弯曲问题 不存在剪切变形 但有限元网格由于无中节点无法弯曲 因此存在剪应力 可以使用高次完全积分单元 或者减缩积分单元解决这个问题 当然在复杂应力状态下 完全积分的二次单元也有可能发生自锁 但完全积分单元对于模拟局部应力集中的区域效果很不错 弯矩M 4 三 ANSYS单元的选择与使用 2 沙漏效应 是指单元存在零能模式 不能抵抗变形 一般发生在减缩积分单元中 有限元变形 弯矩M 单元在此模式下不能抵抗弯曲变形 从而出现坍塌 较为合理的细网格可以改善这个问题 二次减缩单元也有自锁问题 但是一般在正常的网格下几乎不可能扩散 使用剪切积分单元时用户需要检查求解精度 5 三 ANSYS单元的选择与使用 下面用一个算例来说明剪切自锁和沙漏效应对结果的影响 悬臂梁长150mm 宽2 5mm 高5mm 自由端受5N的集中载荷 杨氏模量E为70GPa 采用梁理论 其扰度的理论值为3 09mm 网格划分为12 4 2Solid45单元 完全积分位移为3 083mm 缩减积分位移为3 287mm 6 三 ANSYS单元的选择与使用 二 三角形 四面体单元与四边形 六面体单元的区别三角形网格其实是四边形网格的退化 其在单元内部应变是不变的 而四边形网格在内部为双线性变化 因此使用三角形划分时 网格需要划分比较密 才能保证精度划分网格时尽量推荐使用四边形或六面体单元 虽然现在随着理论的进步 二次三角形单元对于静力问题已经能够获得与一次四边形同样的计算精度 但是对于动力问题由于二次三角形单元其节点质量分布不均匀 因此会出现不平衡现象 对于动力问题不推荐使用三角形单元 三角形单元形函数u a0 a1 x a2 y v b0 b1 x b2 y四边形单元形函数u a0 a1 x a2 y a3 x y v b0 b1 x b2 y b3 x y应变ex du dx ey dv dy u xi yi ui v xi yi vi 7 三 ANSYS单元的选择与使用 三 高阶与低阶单元区别单元阶次是指单元形函数的多项式阶次 什么是形函数 形函数是指给出单元内结果形态的数值函数 因为FEA的解答只是节点自由度值 需要通过形函数用节点自由度的值来描述单元内任一点的值 形函数根据给定的单元特性给出 每一个单元的形函数反映单元真实特性的程度 直接影响求解精度 注意 一旦选择了单元类型 就选择了相应单元类型的形函数 所以选择单元类型之前 应查看相关单元的形函数信息 典型的 线性单元只有角节点 而二次单元还有中间节点 8 三 ANSYS单元的选择与使用 9 三 ANSYS单元的选择与使用 线性单元单元扭曲变形很敏感 如果只想得到名义上的应力时 可以采用线性单元 在应力梯度大的地方 应该划分大量的单元 二次单元二次单元在描述曲线或曲面边界时比线性单元更精确 但对单元扭曲变形反映不明显 如果想得到高精度的应力 应采用二次单元 一般情况下 与线性单元相比 所用单元个数较少 自由度较少 结果较好 10 三 ANSYS单元的选择与使用 四 结构分析常用单元1 三维实体单元常用的三维实体单元有solid45 solid92 solid95 solid185 solid186 solid187 其中对于非线性问题推荐使用18系列单元 1 solid45单元描述 solid45单元用于三维实体结构模型 单元由8个节点结合而成 每个节点有x y z3个方向的自由度 该单元具有塑性 蠕变 膨胀 应力强化 大变形和大应变的特征 类似的单元有适用于各向异性材料的solid64单元 Solid45单元的更高阶单元是solid95 11 三 ANSYS单元的选择与使用 2 solid185单元描述 solid185单元用于构造三维固体结构 单元通过8个节点来定义 每个节点有3个沿着x y z3个方向的自由度 其具有超弹性 应力刚化 蠕变 大变形和大应变能力 还可采用混合模式模拟几乎不可压缩弹塑材料和完全不可压缩超弹性材料 solid185单元的更高阶单元是186 2 薄膜使用shell41单元 薄壳使用shell63单元 包含弯曲以及薄膜效应 厚壳可以使用shell43 shell143 shell181等1 shell63单元描述 shell63具备弯曲和膜的特性 能承受平面内和法线方向的荷载 这个单元在节点上有6个自由度 节点x y z方向的平动与转动 它也具备了应力硬化和大变形能力 在大变形 有限的旋转 分析中可选择一致正切刚度矩阵这一选项 相似的单元有shell43 shell181 塑性能力 和shell93 中节点 12 三 ANSYS单元的选择与使用 2 shell181单元描述SHELL181单元适合对薄的到具有一定厚度的壳体结构进行分析 它是一个4结点单元 每个结点具有6个自由度 x y z平动与转动自由度 如果应用了薄膜选项的话 那该单元则只有平动自由度了 shell181单元非常适用于分析线性的 大转动变形和非线性的大形变 shell181单元可以应用在多层结构的材料 如复合层压壳体或者夹层结构的建模 和shell43单元相比shell181单元具有很强非线性收敛性 13 三 ANSYS单元的选择与使用 3 一般弹性问题常使用beam4 厚梁可以采用beam188 beam189单元 14 三 ANSYS单元的选择与使用 1 beam4单元描述beam4是一种可用于承受拉 压 弯 扭的单轴受力单元 这种单元在每个节点上有六个自由度 x y z三个方向的线位移和绕x y z三个轴的角位移 可用于计算应力硬化及大变形的问题 三维塑性梁按beam24单元考虑 2 beam188单元描述beam188单元适合于分析从细长到中等粗短的梁结构 该单元基于铁木辛哥梁结构理论 并考虑了剪切变形的影响 非常适合线性 大角度转动和非线性大应变问题 其高阶模式为beam189单元 15 四 定义材料属性 ANSYS对于单位本身没有强制要求 只需要材料属性与几何建模尺寸单位统一 指定材料属性 MainMenu Preprocessor MaterialProps MaterialModels 16 四 定义材料属性 使用树形结构选中定义好的材料类型 然后输入各个材料的特征值 或使用MP命令mp ex 1 30e6mp prxy 1 3 17 四 定义材料属性 复制材料模型到另一个材料表或删除材料类型 18 五 ANSYS建模 一 ANSYS中的坐标系ANSYS包括总体 局部 节点 显式 结果等坐标系 以及作图的参考平面 1 整体坐标系csys 0总体笛卡儿坐标系csys 1总体柱坐标系csys 2总体球坐标系2 局部坐标系局部坐标系是用户自定义的坐标系 19 五 ANSYS建模 3 节点坐标系默认的节点坐标系总是笛卡儿坐标系并与总体笛卡儿坐标系平行 节点坐标系可以进行改变使之朝向激活坐标系方向 命令为Prep7 Modeling Move Modify RotateNodalCStoactiveCS 下图中的园 如我们仅需要约束外边界径向 则需要在圆心处建立局部圆柱坐标系 然后将圆周上的节点坐标系旋转到柱坐标系上 20 五 ANSYS建模 二 实体建模ANSYS实体模型建立可以分两种方法 直接将CAD模型导入ANSYS或利用ANSYS本身的前处理软件进行模型建立1 从CAD系统中导入实体模型对于复杂模型这样可以极大的减少建模的工作量 但相应的几何清理和网格划分时就需要投入更多的时间与精力 如果模型可以通过二维拉伸或旋转生成 最好导入二维CAD模型 进行网格划分后 拉伸或旋转生成三维网格 以保证网格质量 在直线与曲线overlap时候很容易出现问题 可以考虑CAD中进行几何修改将端点设置在交界处 对于导入的模型可以使用几何检查 slsplot或sarplote MainMenu Preprocessor Modeling Simplify Detect display 来检查几何清理 常用的导入文件如ReadDXF xls 2 利用ANSYS前处理建立模型建议模型的几何单位按照米 m 或毫米 mm 进行 21 五 ANSYS建模 ANSYS本身并不具有Undo功能 但可以通过记录编辑器进行一定的修改操作功能ANSYS把操作命令保存在日志文件中 在记录编辑器窗口修改记录 然后单击OK 修改的命令将读回ANSYS MainMenu SessionEditor 22 五 ANSYS建模 相关操作1 点 线 面 体的建立2 布尔操作 加 add 剪 subtract 相交 overlap 切割 divide 3 拉伸 线拉伸成面 面拉伸成体4 复制与映射 一般需要执行nummrg命令 使得形成的节点重合 5 工作平面的使用 23 五 ANSYS建模 三 耦合与约束方程1 耦合耦合是使一组节点具有相同的自由度值 除了自由度值是由求解器计算而非用户指定外 与约束相类似 例如 节点1和节点2在UX方向上耦合 求解器将计算节点1的UX值并简单地把该值赋值给节点2的UX 一个耦合集是一组在同一方向约束在一起的节点 即一个自由度 一个模型中可以定义多个耦合 但一个耦合中只能包含一个方向的自由度 注意 耦合中的自由度方向 UX UY 等 是节点坐标系中的方向 求解器只保留耦合中的第一个自由度 并把它作为主自由度 而不保留其余自由度 24 五 ANSYS建模 耦合的建立 1 对节点进行同方向耦合 选择所需要的集合 接着使用CP命令或Preprocessor Coupling Ceqn CoupleDOFs 例如 cp ux all所有被选择节点在UX方向上耦合 25 五 ANSYS建模 2 同一位置节点间的耦合 首先确保所有要耦合的节点都被选择 接着使用命令CPINTF或Preprocessor Coupling Ceqn CoincidentNodes 例如 cpintf uy同一位置的所有节点在UY上耦合 包含0 0001的缺省误差 26 五 ANSYS建模 3 不在同一位置节点间的耦合 如循环对称 首先确保所有要耦合的节点都被选择 然后使用命令CPCYC或Preprocessor Coupling Ceqn OffsetNodes 例如 CPCYC ALL 0 0001 0 0 0 1 0把Z方向相差1的节点的各自由度进行耦合 注 当前KCN选项是总体笛卡儿坐标系 KCN 0 27 五 ANSYS建模 2 约束方程约束方程定义了节点自由度间的线性关系 若两个自由度耦合 它们的简单关系是UX1 UX2 约束方程是耦合的更一般形式 允许写诸如UX1 3 5 UX2 10 0的约束方程 在一个模型中可以定义任意多个约束方程 一个约束方程可以包含任意数量的节点和自由度 约束方程的一般形式是 Coef1 DOF1 Coef2 DOF2 Coef3 DOF3 Constant约束方程一般用于 连接不同的网格连接不同类型的单元建立刚性域过盈装配 28 五 ANSYS建模 连接不同的网格 两个已划分网格的实体在某个面相连接 若它们的节点不相同 可以通过建立约束方程来建立连接 命令CEINTF 或Preprocessor Coupling Ceqn AdjacentRegions 先选择网格划分较好的部分实体的节点和另一部分的单元 自动计算所有必要的系数和常数 适合于实体单元对实体单元 2 D或3 D 2 1 Asel s 1Esla sAsel s 2Nsla s 1Nsel r loc y 1CEINTF 0 25 all 0 29 五 ANSYS建模 连接不同类型单元 如果需要连接自由度设置不同的单元类型 则要求先耦合相同自由度 再写出约束方程 以便于从一类单元向另一类单元传递载荷 梁与实体或垂直于壳的梁壳与实体CE命令 或Preprocessor Coupling Ceqn ConstraintEqn 约束方程为 Rz2 Uy3 Uy1 Nx3 Nx1 30 五 ANSYS建模 有时候同样的模型建模方法不同 会带来不同的结果 一种方法不行可以试试看其他的做法 finish clear PREP7k 1k 2 1k 3 1 1k 4 1a 1 2 3 4vext all 1CYL4 0 5 0 5 0 15asel s 7vext all 1wpro 90 000000 CYL4 0 5 0 5 0 15asel s 13vext all 1Allsvovlap all 生成园拉伸成圆柱 无法进行ovlap操作 finish clear PREP7k 1 0 5 0 5k 2 0 5 0 5k 3 0 5 0 5k 4 0 5 0 5a 1 2 3 4vext all 1cylind 0 0 15 0 2 1 2 0 360wpro 90 000000 wpoff 0 5cylind 0 0 15 0 6 0 6 0 360allsvovlap all 直接生成圆柱 31 六 ANSYS网格划分 网格划分 1 二维网格划分 自由划分与map划分 仅对三角形及四边形可用 如模型可以通过拉伸或旋转生成三维模型 常常先进行二维划分 然后生成三维网格 2 三维网格划分 自由划分 map划分 sweep划分如需要划分为六面体单元则只能使用map划分与sweep划分3 合理利用结构的对称性 可以大量降低工作量4 网格划分理论上网格越细 结果越精确 实际情况 由于数值计算的误差 网格细到一定程度 精度不会再提高 甚至会下降 32 六 ANSYS网格划分 一 Map划分map划需要满足一定的条件 面必须包含3或4条线 三角形或四边形 体必须包含4 5或6个面 四面体 三棱柱或六面体 对边的单元分割必须匹配 对三角形或四面体单元分割数必须为偶数 如果线或面多余条件可以使用lccat accat对线或面进行融合 仅仅是方便网格划分 不改变任何几何信息 但在划分完后记得要将融合的线或面删除 对于过于不规则的模型可以进行布尔操作将之分割为规则的结构 33 六 ANSYS网格划分 Map划分实例 使用映射网格方法 将模型视为三边形棱柱 球面为底面 相邻三个面为侧面 其余面合为另一个底面 34 六 ANSYS网格划分 Map划分实例 适当的对体积进行切割 35 六 ANSYS网格划分 Map划分实例 充分利用结构对称性 建立1 23涡轮模型 划分网格后复制生成整体模型 然后nummrg交界面处节点 36 六 ANSYS网格划分 二 拉伸及扫掠划分把一个面拖拉成一个体时 可以连同面上网格一起拉伸得到网格化的体 称为网格拖拉 优点 易于生成块体单元 六面体 或块体单元与棱柱体单元组合的单元 必要条件 体的形状必须允许拉伸 源面与目标面几何拓扑必须一致 有时候当结构较为复杂时会出现无法扫掠 如果确定结果能够满足扫掠的条件 可以试用拉伸生成网格 Extrude 37 六 ANSYS网格划分 Sweep划分实例弹簧 38 六 ANSYS网格划分 Sweep划分实例HGA 面网格划分 然后扫掠形成三维体网格 39 六 ANSYS网格划分 练习 模型1 对结构进行几何切割后使用map与sweep划分 实体模型 参考网格 40 六 ANSYS网格划分 练习 模型2 车轮 几何切割后sweep划分然后复制为完整模型 1 6实体模型 参考网格 41 六 ANSYS网格划分 练习 模型3 几何切割后扫掠划分 实体模型 参考网格 42 六 ANSYS网格划分 3 网格质量检查标准ANSYS网格划分一般主要检查的划分警告为 长宽比 平行度 最大角 雅可比率 扭曲角和翘曲角 前三种出现时一般不会引起致命性的错误 并且对于复杂模型有时候很难避免出现 当然使用专业的前处理软件如HyperMesh可以做到很好的网格划分 但雅可比率的警告或错误必须避免 另ANSYS对长宽比限制比较低 默认极限为20 1 但最好不要这么大 个人建议最多到5 1 翘曲角 依次沿对角线将四边形分成两个三角形 寻找这两个三角形所在面构成夹角的最大夹角 即为翘曲角 主要对于曲面情况需要考虑 一般情况下不需要考虑 43 六 ANSYS网格划分 扭曲角 理想单元的各条边之间是正交的 对于三角形单元 每个节点与其对边中点的连线和另外两条边中点的连线会相交 取它的锐角 这样会产生三个锐角 A1 A2和A3 扭曲角为 Skew 90 min A1 A2 A3 对于四边形单元 两条对边中点的连线之间会形成锐角 Skew 90 锐角 44 七 载荷施加 荷载可以分为五类 自由度约束 指定自由度值 诸如应力分析中的位移或热分析中的温度 集中荷载 点荷载 如力或热流率 表面荷载 分布在表面的荷载 如压力或对流 体荷载 体或场荷载 如温度 引起膨胀 或内部热生成率 惯性荷载 由于结构质量或惯性引起的荷载 如重力或转动速度 45 七 结构分析 ANSYS的结构分析 按结构特性可以分为线性分析以及非线性分析 按时效性可以分为静力和动力分析 其中动力分析一般常用的包括模态分析 谐分析和瞬态分析 非线性分析由材料非线性 几何非线性与状态非线性构成 46 七 载荷施加 ANSYS的载荷既可以对实体模型施加也可以对有限元模型进行施加 求解时ANSYS会自动将施加在实体上的载荷转化到节点上 通常推荐对实体进行施加 一是实体便于选择 二是实体模型独立于网格 如果模型网格划分之后 不需要重新加载 注意事项 ANSYS对于同类型的载荷采取替换机制 例如对面同时施加压力以及热流密度载荷 由于这两种载荷都属于面载荷 仅仅最后施加的载荷生效 此时需要生成表面效应网格 使得载荷分别作用在不同的载体上 47 七 载荷施加 对于对称 反对称模型可以施加对称和反对称边界条件对称边界条件 指向边界的位移和绕边界的转动被固定 反对称边界条件 平行边界的位移和绕垂直边界的转动被固定 Y X 48 八 结构分析 一 线性分析线性分析的基本步骤是建立几何模型 定义材料属性 选择单元 划分网格 施加载荷与约束 求解 结果后处理 基本上不需要对求解选项进行设置 49 八 结构分析 1 线性静力分析对于静力问题程序一般默认为稀疏矩阵直接求解器 对于大模型可以考虑使用PCG求解器 求解器的详细性能参照附录1 对于静力问题基本上不需要求解设置 但对于非线性问题则需要进行相应的非线性选项设置以及结果输出频率设置 因为非线性求解有很多的中间结果 系统一般默认输出最后一个子步 用户视需要调整 50 八 结构分析 对于壳 实体的线性静力分析结束后可以通过Prerr命令 MainMenu GeneralPostproc listResults PercentError 获得网格的离散误差评估值 SEPC 能量百分比误差 还可使用plesol serr MainMenu GeneralPostproc PlotResult Contourplot elementSolu 来获得单元与单元之间的结构能量误差 其中SERR 单元应力偏差 较大的区域需要对网格进行细化 事先需要用 GRAPHICS FULL命令 关闭powergraphics 51 八 结构分析 涡轮中心固定 载荷为角速度引起的惯性力 52 八 结构分析 SEER 0 008823 SEPC 18 215 MaxStress 641Mpa SEER和SEPC本质上都是对于网格分所引起的结构误差的一个估计 不过SEPC从总体进行考虑 SEER用户可以从图形显式上观察 对于SEER过大的位置就需要对网格进行局部细化 建议用户在工作中进行积累 从而得出一个相应的SEPC标准 以便于检查结果的收敛性 对于SEPC对于不同行业有不同的标准 但一般SEPC应该在10 以下 53 八 结构分析 需要注意的几个问题 1 执行大模型计算时执行RALL命令 MainMenu Run TimeStatus AllStatistics获得计算大致需要的硬件资源 2 提取应力时候提取的为节点上的平均值 当结构为多种材料构成时 提取交界面处应力常常会发现节点上有多个应力结果 节点结果是由相邻单元的高斯点结果外推出来然后平均的在PowerGraphicsON状态下ANSYS在材料交界处的节点自动按材料区分同一组材料的单元外推点参与平均不同材料的不参与平均所以节点交界处有几种材料该节点就有几组结果此时可以通过命令avres进行设置 Mainmenu GeneralPostproc Optionsforout中avres选择alldata 此命令需要打开powergraphics 或者输出高斯积分点应力 54 八 结构分析 3 积分点与节点解的区别 一般来说ANSYS节点的结果都是相邻高斯积分点外差所获得节点解 这也是有时候同一节点会有多个结果的原因 很多时候我们需要与其他CAE软件获得的结果进行比较 这时候就应该使用高斯节点上的解进行比较 进行命令ERESX no MainMenu Solution LoadStepOpts OutputCtrls IntegrationPt 4 对于梁单元如果需要输出应力 需要建立相应的单元表 55 八 结构分析 2 线性瞬态分析和线性静力分析区别不是很大 但注意材料属性项密度这一项需要填写 以满足动力学方程 56 八 结构分析 3 模态分析模态分析只允许线性单元和材料特性 非线性被忽略 常用的模态提取方法 分块Lanczos法 BlockLanczos 子空间法 Subspace 缩减法 Reduce Powerdynamics法 非对称法 Unsymmetric 阻尼法 Damped QR阻尼法 QRDamped ANSYS默认使用分块Lanczos法进行求解 其和子空间法一样精确 但求解速度更快 使用稀疏矩阵求解器 对于模态分析由于其为线性分析 所以当需要考虑由于载荷引起的结构刚度变化 不一定为非线性 时 可以先进行相应的静力计算 然后使用upcoord 1 on命令 将静力计算的位移施加于模型 然后视情况打开预应力选项再进行模态求解预应力影响 PSTRES或Solution AnalysisType AnalysisOptions 57 八 结构分析 分析选项模态提取选项 MODOPT命令或Solution AnalysisType AnalysisOptions模态数 确定提取的模态数 模态扩展选项MXPAND命令或Solution AnalysisType AnalysisOptions扩展模态允许在后处理中观察振形 模态数通常与所提取的模态数相同注意 1 模态分析中唯一有效的是 载荷 是位移约束 因为ANSYS中求解是结构的固有模态 是结构本身的特性 2 模态分析中也能显示应力 应变 位移等但其仅仅是相对数值 无实际意义 通常取缺省设置 58 八 结构分析 查看结果用POST1 通用后处理 查看模态分析结果 一般 第一步列出自振频率GeneralPostproc ResultsSummary或执行SET LIST 注意 每一模态被保存在独立的子步中 59 八 结构分析 画振型 首先读取某个子步结果GeneralPostproc ReadResults ByPick或用SET命令然后绘变形图GeneralPostproc PlotResults DeformedShape或用PLDISP命令 60 八 结构分析 示例 MagnetSensor 顶面外圈约束y z自由度 实体模型 2阶模态 61 八 结构分析 4 谐分析谐分析是分析结构再承受随时间正弦 简谐 变化载荷作用下稳态相应的一种技术 分析可以得到结构位移对频率的相应曲线 以及其他结果随频率的变化情况 从曲线上得到峰值响应 从而使得设计人员能够预测结构的持续动力特性 判别结构能否克服共振及其他受迫振动引起的有害效果 谐分析和模态分析类似也是一种线性分析 所有的非线性项都将被忽律 62 八 结构分析 谐分析的求解方法 完全法 易于使用 但是求解速度慢 一般在存在耦合问题中使用 如压电材料模态叠加法 求解速度较快 但需先进行相应的模态分析 模态分析中的求解阶数对结构有较大影响缩减法 求解速度最快 计算精度受主自由度的提取影响很大对于复杂的大型模型推荐使用模态叠加法进行分析 完全法虽然易使用但是求解速度过慢 缩减法虽然求解速度很快 但主自由度的选取必须很小心 一面露掉关心的部分对于有预应力的谐分析与有预应力的模态分析类似 也需要先进行相应的静力分析 63 八 结构分析 示例 MagnetSensor 顶面外圈约束y z自由度 基坐上施加X方向的激励 以获得X方向的谐响应 实体模型 64 八 结构分析 关心频率范围0 1000Hz 取1000子步横轴为频率 单位hz竖轴为输出与输入的幅值比 20lg 输出 输入 对于实际问题阻尼选项最好是通过试验确定 这里按经验取阻尼率为0 008 图中正peak表示激励很小时 输出无穷大 需要尽量避免出现在工作频率范围内 负peak表示输出与输入无关始终为零 振动不可控 也需要尽量避免出现在工作频率范围内 65 八 结构分析 一 非线性分析对于非线性分析 思路和线性分析一样 增加了一些非线性相关项的设置 但是要注意对于非线性分析 其网格质量要求更高 网格需要更加光滑 所选用的单元类型也必须要支持相关的非线性项 非线性分析即结构的刚度矩阵随着载荷的作用发生变化 其主要分3类 材料非线性 应力 应变到达塑性区域 材料为超弹性材料 如橡胶几何非线性 结构存在大变形或者大位移 如受力的鱼杆状态非线性 一般来说就是存在接触状态 66 八 结构分析 1 几何非线性分析对于几何非线性 用户需要注意的是要打开大变形选项NLGEOM on Mainmenu Solution Sol nControls 67 八 结构分析 非线性求解选项设置 选择算法准则 牛顿 辛普森法或弧长法 ansys默认为前者NROPT 时间步长设置 合适的时间步长选择有助于加速收敛非线性项设置线性搜索 LNSRCH 时间步长预测 PRED 自适应下降 NROPT ON