anasys本科生教案 第十一讲.ppt

1、2020/7/9,1,第十一讲 非线性分析与时间历程后处理器,非线性的基本概概念 非线性求解基本过程 非线性求解选项设置 时间历程后处理器（POST26）,2020/7/9,2,一、非线性的基本概概念,非线性分为几何非线性和材料非线性。 几何非线性是指结构在经受大变形以后，其变化的几何形状引起了结构非线性响应。材料非线性是由材料本构行为（如塑性）引起的结构非线性响应。 非线性求解 求解非线性问题的一种较为近似的方法是把载荷分成一系列载荷增量，从而在多个载荷步或在一个载荷步的多个子步内逐步施加载荷增量。在一个载荷求解完成后，将对刚度矩阵进行调整以反映结构刚度的非线性变化，再施加下一个载荷增量并进

2、行求解。 非线性求解的主要方法 纯增量法、牛顿-拉普森方法、修正的牛顿-拉普森方法。,2020/7/9,3,二、非线性分析的基本过程,1、选择合适的单元 在ANSYS单元库中，并不是所有单元都能进行非线性分析，只有选择那些支持非线性分析的单元才能完成非线性非系。 2、材料库的定义 菜单：Main MenuPreprocessorMaterial Props Materials Models,2020/7/9,4,弹性常数（各向同性、正交各向异性）,2020/7/9,5,2020/7/9,6,三、加载求解,1、定义分析类型,Main MenuSolutionAnalysis TypeNew An

3、alysis,静态分析 模态分析 谐振分析 瞬态分析 频谱分析 特征值屈曲分析 子结构分析,2020/7/9,7,2、设定分析选项,Main MenuSolutionAnalysis Options,大变形选项,牛顿-拉普森选项,方程求解,2020/7/9,8,3、指定载荷步,Main MenuSolutionLoad Step Opts-Time/Frequence Time-Time Step,载荷步结束时间,子时间步长,自动时间分布项,2020/7/9,9,4、子步选项,Main MenuSolutionLoad Step Opts-Time/Frequence Time-Substep

4、,用于定义在一个载荷步内将被使用的子步的数目，其功能与DELTIM时间步长选项功能相同。 在非线性求解时，只需设定一个即可。,2020/7/9,10,4、设定收敛准则,在非线性分析中，程序将进行一系列的平衡迭代直至满足收敛准则。,Main MenuSolutionLoad Step Opts-Nonlinear Convergence,2020/7/9,11,定义收敛准则的对话框,2020/7/9,12,5 最大平衡迭代次数和求解终止准则,Main MenuSolutionLoad Step Opts-Nonlinear Equilibrium Iter,（1）最大平衡迭代次数,2020/7/

5、9,13,（2）求解终止准则,Load Step Opts-Nonlinear Criteria to Stop,如果迭代不收敛，程序是否终止 如果位移太大，建立一个终止分析的准则 对累计的迭代次数进行限制 对整个时间设置限制 对CPU时间设置限制,2020/7/9,14,6 线性搜索和时间步长预测,Main MenuSolutionLoad Step Opts-Nonlinear Line Search,线性搜索打开时，能加强非线性迭代的收敛。在被激活时，无论何时发现硬化响应，这个收敛增强工具能够用程序计算出来的比例因子乘以计算出的位移增量，可以用来代替自适应下降选项。,（1）线性搜索,20

6、20/7/9,15,Main MenuSolutionLoad Step Opts-Nonlinear Predictor,（2）时间步长预测,对于每一个子步的第一次平衡迭代可以激活时间步长预测，目的在于加速收敛，而且当非线性响应是相对平滑时，特别有用。所以，一般建议打开该选项。,2020/7/9,16,6 非线性分析结果输出控制,Main MenuSolutionLoad Step Opts-Output Ctrls Solu Printout,打印输出控制,2020/7/9,17,Main MenuSolutionLoad Step Opts-Output Ctrls DB/Results File,结果文件输出,该对话框用于选择在输出文件中需要包含的结果数据,2020/7/9,18,时间历程后处理器,利用时间历程后处理器，用户可以检查有限元模型中指定分析结果与时间的关系，从而实现一个变量与另一个变量的相互关系。,1、定义变量,Main MenuTimeHist PostprocDefine Variables,定义时间历程变量对话框,2020/7/9,19,增加时间-历程变量对话框（结点位移结果、单元结果等）,2020/7/9,20,2、列表显示变量,Main MenuTimeHist PostprocList Va