1、幾何非線性分析隨著位移增長，一個有限單元已移動的坐標可以以多種方式改變結構的剛度。一般來說這類問題總是是非線性的，需要進行迭代獲得一個有效的解。大應變效應 一個結構的總剛度依賴于它的組成部件（單元）的方向和單剛。當一個單元的結點經歷位移后，那個單元對總體結構剛度的貢獻可以以兩種方式改變變。首先，如果這個單元的形狀改變，它的單元剛度將改變。（看圖21(a)）。其次，如果這個單元的取向改變，它的局部剛度轉化到全局部件的變換也將改變。（看圖21（b)）。小的變形和小的應變分析假定位移小到 足夠使所得到的剛度改變無足輕重。這種剛度不變假定意味著使用基于最初幾何形狀的結構剛度的一次迭代足以計算出小變形分

2、析中的位移。（什么時候使用“小”變形和應變依賴于特定分析中要求的精度等級。相反，大應變分析說明由單元的形狀和取向改變導致的剛度改變。因為剛度受位移影響，且反之亦然，所以在大應變分析中需要迭代求解來得到正確的位移。通過發(fā)出NLGEOM，ON（GUI路徑Main Menu>Solution>Analysis Options)，來激活 大應變效應。這效應改變單元的形狀和取向，且還隨單元轉動表面載荷。（集中載荷和慣性載荷保持它們最初的方向。）在大多數實體單元（包括所有的大應變和超彈性單元），以及部分的殼單元中大應變特性是可用的。在ANSYS/Linear Plus程序中大應變效應是不可用的

3、。圖111 大應變和大轉動 大應變處理對一個單元經歷的總旋度或應變沒有理論限制。（某些ANSYS單元類型將受到總應變的實際限制參看下面。）然而，應限制應變增量以保持精度。 因此，總載荷應當被分成幾個較小的步，這可以NSUBST，DELTIM，AUTOTS，通過GUI路徑 Main Menu>Solution>Time/Prequent)。無論何時當系統(tǒng)是非保守系統(tǒng)，來自動實現如在模型中有塑性或摩擦，或者有多個大位移解存在，如具有突然轉換現象，使用小的載荷增量具有雙重重要性。關于大應變的特殊建模討論應力應變 在大應變求解中，所有應 力應變輸入和結果將依據真實應力和真實（或對數）應變。

4、（一維時，真實應變將表求為 。 對于響應的小應變區(qū)，真實應變和工程應變基本上是一致的。）要從小工程應變轉換成對數應變，使用 。要從工程應力轉換成真實應力，使用 。（這種應力）轉化反對不可壓縮塑性應力應變數據是有效的。） 為了得到可接受的結果，對真實應變超過50%的塑性分析，應使用大應變單元（VISCO106，107及108）。單元的形狀 應該認識到在大應變分析的任何迭代中低劣的單元形狀（也就是，大的縱橫比，過度的頂角以及具有負面積的已扭曲單元）將是有害的。因此，你必須和注意單元的原始形狀一樣注意的單元已扭曲的形狀。（除了探測出具有負面積的單元外，ANSYS程序對于求解中遇到的低劣單元形狀不發(fā)出

5、任何警告，必須進行人工檢查）如果已扭曲的網格是不能接受的，可以人工改變開始網格（在容限內）以產生合理的最終結果（參看圖22）。圖22 在大應變分析中避免低劣單元形狀的發(fā)展具有小應變的大偏移小應變大轉動 某些單元支持大的轉動，但不支持大的形狀改變。一種稱作大撓度的大應變特性的受限形式對這類單元是適用的。在一個大撓度分析中，單元的轉動可以任意地大，但是應變假定是小的。大撓度效應（沒有大的形狀改變）在ANSYS/Linear Plus程序中是可用的。（在ANSYS/Mechanical,以及ANSYS/Structural產品中，對于支持大應變特性的單元，大撓度效應不能獨立于大應變效應被激活。）在所

6、有梁 單元和大多數殼單元中，以及許多非線性單元中這個特性是可用的。通過打開NLGEOM，ON （GUI路徑Main Menu>Solution>Anolysis Options）來激活 那些支持這一特性的單元中的大位移效應。應力剛化 結構的面外剛度 可能嚴重地受那個結構中面內應力的狀態(tài)的影響。面內應力和橫向剛度之間的聯系，通稱為應力剛化，在薄的，高應力的結構中，如纜索或薄膜中，是最明顯的。一個鼓面，當它繃緊時會產生垂向剛度，這是應力強化結構的一個普通的例子。盡管應力剛化理論假定單元的轉動和應變是小的，在某些結構的系統(tǒng)中（如在圖23（a)中），剛化應力僅可以通過進行大撓度分析得到。在

7、其它的系統(tǒng)中（如圖23(b)中），剛化應力可采用小撓度或線性理論得到。圖23 應力硬化梁 要在第二類系統(tǒng)中使用應力硬化，必須在第一個載荷步中發(fā)出SSTIF，ON（GUI路徑Main Menu>Solution>Analysis Options)。ANSYS程序通過生成和使用一個稱作“應力剛化矩陣”的輔助剛度矩陣來考慮應力剛化效應。盡管應力剛度矩陣是使用線性理論得到的，但由于應力（應力剛度矩陣）在每次迭代之間是變化的這個事實因而它是非線性的。 大應變和大撓度處理包括進初始應力效應作為它們的理論的一個子集，對于許多實體和殼單元，當大變型效應被激活時NLGEOM，ON（GUI路徑Main

8、 Menu>Solution>Analysis Options)自動包括進初始硬化效應。 在大變形分析中NLGEOM，ON包含應力剛化效應SSTIF，ON將把應力剛度矩陣加到主剛度矩陣上以在具有大應變或 大撓度性能的大多數單元中產生一個“近似的”協(xié)調切向剛度矩陣。例外情況包括BEAM4和SHELL63，以及不把“應力剛化”列為特殊特點的任何單元。對于BEAM4和SHELL63，你可以通過設置KEYOPT（2）=1和NLGEOM，ON在初始求解前激活應力剛化。當大變形效應為ON（開）時這個KEYOPT設置激活 一個協(xié)調切向剛度矩陣選項。當協(xié)調切向剛度矩陣被激活時（也就是，當KEYOP

9、T（2）=1且NLGEOM，ON時）SSTIF對BEAM4和SHELL63將不起作用。在大變型分析中何時應當使用應力剛化· 對于大多數實體單元，應力剛化的效應是與問題相關的；在大變型分析中的應用可能提高也可能降低收斂性。在大多數情況下，首先應該嘗試一個應力剛化效應OFF（關閉）的分析。如果你正在模擬一個受到彎曲或拉伸載荷的薄的結構，當用應力硬化OFF（關）時遇到收斂困難，則嘗試打開應力硬化。· 應力剛化不建議用于包含“不連續(xù)單元”（由于狀態(tài)改變，剛度上經歷突然的不連續(xù)變化的非線性單元，如各種接觸單元，SOLID65，等等）的結構。對于這樣的問題，當應力剛化為ON（開）時，結

10、構剛度上的不連續(xù)線性很容易導致求解“脹破”。· 對于桁、梁和殼單元，在大撓度分析中通常應使用應力剛化。實際上，在應用這些單元進行非線性屈曲和后屈曲分析時，只有當打開應力剛化時才得到精確的解。（對于BEAM4和SHELL63，你通過設置單元KEYOPT（2）=1激活大撓度分析中NLGEOM，ON的應力剛化。）然而，當你應用桿、梁或者殼單元來模擬剛性連桿，耦合端或者結構剛度的大變化時，你不應使用應力剛化。注意：無論何時使用應力剛化，務必定義一系列實際的單元實常數。使用不是“成比例”（也就是，人為的放大或縮小）的實常數將影響對單元內部應力的計算，且將相應地降低那個單元的應力剛化效應。結果將

11、是降低解的精度。旋轉軟化旋轉軟化為動態(tài)質 量效應調整（軟化）旋轉物體的剛度矩陣。在小位移分析中這種調整近似于由于大的環(huán)形運動而導致幾何形狀改變的效應。通常它和預應力PSTRES（GUI路徑Main Menu>Solution>Analysis Options)一起使用，這種預應力由旋轉物體中的離心力所產生。它不應和其它變形非線性，大撓度和大應變一起使用。旋轉軟化用OMEGA命令中的KPSIN來激活（GUI路徑Main Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Structural-Other>Angular Velot

12、ity)。關于非線性分析的忠告和準則著手進行非線性分析 通過比較小心地采用時間和方法，可以避免許多和一般的非線性分析有關的困難，下列建議對你可能是有益的了解程序的運作方式和結構的表現行為 如果你以前沒有使用過某一種特別的非線性特性，在將它用于大的，復雜的模型前，構造一個非常簡單的模型（也就是，僅包含少量單元），以及確保你理解了如何處理這種特性。· 通過首先分析一個簡化模型，以便使你對結構的特性有一個初步了解。對于非線性靜態(tài)模型，一個初步的線性靜態(tài)分析可以使你知道模型的哪一個區(qū)域將首先經歷非線性響應，以及在什么載荷范圍這些非線性將開始起作用。對于非線性瞬態(tài)分析，一個對梁，質量塊及彈簧的

13、初步模擬可以使你用最小的代價對結構的動態(tài)有一個深入了解。在你著手最終的非線性瞬時動態(tài)分析前，初步非線性靜態(tài)，線性瞬時動態(tài)，和/或模態(tài)分析同樣地可以有助于你理解你結構的非線性動態(tài)響應的不同的方面。· 閱讀和理解程序的輸出信息和警告。至少，在你嘗試后處理你的結果前，確保你的問題收斂。對于與路程相關的問題，打印輸出的平衡迭代記錄在幫助你確定你的結果是有效還是無效方面是特別重的。簡化· 盡可能簡化最終模型。如果可以將3D結構表示為2D平面應力，平面應變或軸對稱模型，那么這樣做，如果可以通過對稱或反對稱表面的使用縮減你的模型尺寸，那么這樣做。（然而，如果你的模型非對稱加載，通常你不可

14、以利用反對稱來縮減非線性模型的大小。由于大位移，反對稱變成不可用的。）如果你可以忽略某個非線性細節(jié)而不影響你模型的關鍵區(qū)域的結果，那么這樣做。· 只要有可能就依照靜態(tài)等效載荷模擬瞬時動態(tài)加載。· 考慮對模型的線性部分建立子結構以降低中間載荷或時間增量及平衡迭代所 需要的計算時間。采用足夠的網格密度· 考慮到經受塑性變形的區(qū)域要求一個合理的積分點密度。每個低階單元將提供和高階單元所能提供的一樣多積分點數，因此經常優(yōu)先用于塑性分析。在重要塑性區(qū)域網格密度變得特別地重要，因為大撓度要求對于一個精確的解，個單元的變形（彎曲）不能超過30度。· 在接觸表面上提供足

15、夠的網格密度以允許接觸應力以一種平滑方式分布。· 提供足夠用于分析應力的網格密度。 那些應力或應變關心的面與那些需要對位移或非線性解析處的面相比要求相對好的網格。· 使用足夠表征最高的重要模態(tài)形式的網格密度。所需單元數目依賴于單元的假定位移形狀函數，以及模態(tài)形狀本身。· 使用足夠可以用來分析通過結構的任何瞬時動態(tài)波傳播的網格密度。如果波傳播是重要的，那么至少提供20個單元來分析一個波長。逐步加載· 對于非保守的，與路徑相關的系統(tǒng)，你需要以足夠小的增量施加載荷以確保你的分析緊緊地跟隨結構的載荷響應曲線。· 有時你可以通過逐漸地施加載荷提高保守系統(tǒng)

16、的收斂特性，從而使所要求的Newton_Raphson平衡迭代次數最小。合理地使用平衡迭代· 務必允許程序使用足夠多的平衡迭代NEQIT。在緩慢收斂，路徑無關的分析中這會是特別重要的。· 相反地，在與路徑嚴重相關的情況下，可能不應該增加平衡迭代的最大次數超過程序的缺省值（25）。如果路徑相關問題在一個給定的子步內不能快速收斂，那么你的解可能偏離理論載荷響應路徑太多。這個問題當你的時間步長太大時出現。通過強迫你的分析在一個較小的迭代次數后終止，你可以從最后成功地收斂的時間步重起動ANTYPE，建立一個較小的時間步長，然后繼續(xù)求解。打開二分法²AUTOTS，ON會 自

17、動地用一個較小的時間步長重起動求解。克服收斂性問題 如果問題中出現負的主對角元，計算出過度大的位移，或者僅僅沒能在給定的最大平衡迭代次數內達到收斂，則收斂失敗發(fā)生。收斂失敗可能表明出結構物 物理上的不穩(wěn)定性，或者也可能僅是有限無模型中某些數值問題的結果。ANSYS程序提供幾種可以用來在分析中克服數值不穩(wěn)性的工具。如果正在模擬一個實際物理意義上不穩(wěn)定的系統(tǒng)（也就是，具有零或者負的剛度），那么將擁有更多的棘手問題。有時你可以應用一個或更多的模擬技巧來獲 得這種情況下的一個解。讓我們來探討一下某些你可以用來嘗試提高你的分析的收斂性能的技術。打開自動時間步長· 當打開自動時間步長時，往往需要

18、一個小的最小的時間步長（或者大的最大的步長數）。· 當有接觸單元（如CONTACT48，CONTACT12，等等）時使用自動時間分步，程序可能趨向于重復地進行二分法直到它達到最小時間步長。然后程序將在整個求解期間使用最小時間步長，這樣通常產生一個穩(wěn)定但花費時間的解。接觸單元具有一個控制程序在它的時間步選擇中將是多么保守的選項設置（KEYOPT（7），這樣，允許你加速在這些情況下的運行時間。· 對于其它的非線性單元，你需要仔細地選擇你的最小時間步。如果你選擇一個太小的最小時間步，自動時間分步算法可能使你的運行時間太長。相反地，使你的最小時間步長太大可能導致不收斂。·

19、 務必對時間步長設置一個最大限度（DELTIM或者NSUBST），特別別是對于復雜的模型。這確保所有重要的模態(tài)和特性將被精確地包含進。這在下列情況下可能是重要的。· 具有局部動態(tài)行為特性的問題（例如，渦輪葉片和輪 轂部件），在這些問題中系統(tǒng)的低頻能量含量以優(yōu)勢壓倒高頻范圍。· 具有很短的漸進加載時間問題。如果時間步長允許變得太大，載荷歷程的漸進部分可能不能被精確地表示出來。· 包含在一個頻率范圍內被連續(xù)地激勵的結構的問題（例如，地震問題）。· 當模擬運動結構（具有剛體運動的系統(tǒng)）時注意。分析輸入或系統(tǒng)驅動頻率所要求的時間步通常比分析結構的頻率所要求的大幾

20、個數量級。采用這樣粗略的一個時間步會將相當大的數值干擾引入解中；求解甚至可能變得不穩(wěn)定。下面這些準則通常可以幫助你獲得一個好的解：·如果實際可行，采用一個至少可以分析系統(tǒng)的第一階非零頻率的時間步長。· 把重要的數值阻尼（在TINTP命令中0.05P1）加到求解中以過濾出高頻噪音，特別是如果采用了一個精略的時間步長時，由于 阻尼（質量矩陣乘子，ALPHAD命令）會阻礙系統(tǒng)的剛體運動（零頻率模態(tài)），在一個動態(tài)運動分析中不要使用它。· 避免強加的位移歷程說明，因為強加的位移輸入具有（理論上）加速度上的無限突躍，對于Newmark時間積分算法其導致穩(wěn)定性問題。使用二分法

21、無論何時你打開自動時間步長AUTOTS，ON，二分法被自動激活。 這個特性通常會使你能夠從由于采用一個太大的時間步導致的收斂失敗中恢復。它受最小時間步長限制（NSUBST，DELTIM）。二分法對于任何對加載步長敏感的分析一般是有益的。對于發(fā)現一個非線性系統(tǒng)的屈曲臨界負載它同樣是有用的。使用Newton-Raphson選項和自適應下降因子 Newton-Raphson選項的最佳選擇將依據存在于你模型中的非線性種類變化。盡管通過讓程序選擇Newton-Raphson選項NROPT，AUTO通常你會獲得最佳的收斂特性，但也可能偶爾遇到使用一些其它選擇會更有效的情況。例如，如果非線性材料的行為發(fā)生在

22、你模型的一個相對小的區(qū)域中，采用修正的Newton-Raphson或者初始剛度選項可以降低分析的總體CPU代價。自適應下降因子NROPT和塑性以及某些非線性單元，包括接觸單元同時使用。 在幾乎沒有載荷重新分配的情況下，通過關閉這個特性你可以獲得更快的收斂性。自適應下降在僅有大撓度的非線性的問題中幾乎沒有效果。使用線性搜索 線性搜索LNSRCH作為一個對自適應下降NROPT的替代會是有用的。（一般地，你不應同時既激活線性搜索又激活自適應下降。）線性搜索方法通常導致收斂，但在時間上它可能是緩慢的和昂貴的（特別是具有塑性時），在下列情況下你可以設置線搜索為打開狀態(tài)：·當你的結構是力加載的（

23、其與位移控制的相反）時。·如果你正在分析一個剛度增長的“薄膜”結構（如一根釣魚桿）。·如果你注意到（從程序的輸出信息）你的分析正導致自適應下降頻頻被激活。應用預測 預測PRED基于基于前一個時間 步的求解預估在這個時間步中的求解情況，因此可能減少所需的平衡迭代次數。如果非線性響應相對地平滑這個特性會是有益的。在大轉動和粘彈性分析中它一般不是有益的。應用弧長方法對于許多物理意義上不穩(wěn)定的結構你可以應用弧長方法ARCLEN，ARCTRM來獲得數值上穩(wěn)定的解，當應用弧長方法時，請記住下列考慮事項：· 弧長方法限制于僅具有漸進加載方式的靜態(tài)分析。· 程序由第一個

24、子步的第一次迭代的載荷（或位移）增量計算出參考弧長半徑，采用下列公式：參考弧長半徑=總體載荷（或位移）÷NSBSTP這里NSBSTP是NSUBST命令中指定的子步數。當選擇子步數時，考慮到更多的子步將導致很長的求解時間。理想地，你會選擇一個最佳有效解所需的最小子步數。或許你不得不對所需的子步數進行“評詁”，按照需要調整后再重新求解。· 當弧長方法是激活 的時，不要使用線搜索LNSRCH，預測PRED，自適應下降NROPT，ON自動時間分步AUTOTS，TIME，DELTIM，或時間積分效應TIMINT。· 不要嘗試將收斂建立在位移的基礎上CNVTOL，U。使用力的

25、收斂準則（CNVTOL，F· 要用弧長方法來幫助使求解時間最小化，一個單一子步中的最大平衡迭代數應當小于或等于15。· 如果一個弧長求解在規(guī)定的最大迭代次數內NEQIT沒能收斂，程序將自動進行二分且繼續(xù)分析。直到獲得一個收斂的解，或者最小的弧長半徑被采用（最小半徑由NSUBSTNSUBST和MINARC ARCLEN定義）。· 一般地，你不能應用這種方法來在一個確定的載荷或位移值處獲得一個解因為這個值隨獲得的平衡態(tài)改變（沿球面弧）。注意圖14中給定的載荷僅用作一個起始點。收斂處的實際載荷有點小。· 類似地，當在一個非線性屈曲分析中應用弧長方法來在某些已知

26、的容限范圍內確定一個極限載荷或位移的值可能是困難的。通常你不得不通過嘗試錯誤再嘗試調整參考弧長半徑（使用NSUBST）來在極限點處獲得一個解。應用帶二分AUTOTS的標準NEWTON-RAPHSON迭代來確定非線性載荷屈曲臨界負載的值可能會更方便。· 通常你應當避免和弧長方法一起使用JCG或者PCG求解器EQSLV，因為弧長方法可能會產生一個負定剛度矩陣（負的主對角線），用這些求解器其可能導致求解失敗。· 在任何載荷步的開始你可以從Newton-Raphson迭代方法到弧長方法自由轉換。然而，要從弧長到Newton-Raphson迭代轉換，你必須終止分析然后重起動，且在重起

27、動的第一個載荷步中去殺死弧長方法ARCLEN，OFF。一個弧長求解在這些情況下終止：· 當由ARCTRM或NCNV命令定義的極限達到時。· 當在所施加的載荷范圍內求解收斂時。· 當你使用一個放棄文件時（Jobname.ABT）。· 使用載荷位一移曲線作為用于評價和調整你的分析以幫助你獲得所需結果的準則。通常對于每一個分析都繪 制你的載荷一偏移曲線（采用POST26命令）是一種好的作法。· 經常地，一個不成功的弧長分析可以歸因于弧長半徑或 者太大或 者太小。 沿載荷一偏移曲線原路返回的“回漂”是一種由于使用太大或 太小弧長半徑導致的典型難點。研究

28、載荷偏移曲線來理解這個問題。然后使用NSUBST和ARCLEN命令來調整弧長半徑的大小和范圍為合適的值。· 總體弧長載荷因子（SOLU命令中的ALLF項）或者會是正的或者會是負的。類似地，TIME，其在弧長分析中相關于總體弧長載荷因數，同樣會不是正的就是負的。ALLF或TIME的負值表示弧長特性正在以反方向加載，以便保持結構中的穩(wěn)定性。負的ALLF或者TIME值一般會在各種突然轉換分析中遇到。· 當將弧長結果讀入基本數據用于POSTI后處理時SET，你總是應當引用由它的載荷步和子步號LSTEP和SBSTEP或者進它的數據設置號所設定的所需結果數據。不要引用用TIME值的結果

29、，因為TIME值在一個弧長分析中并不總是單調增加的。（單一的一個TIME值可能涉及多于一個的解。）此外，程序不能正確地解釋負的TIME值（C其可能在一個突然轉換分析中遇到。）· 如果TIME為負的，記住在產生任何POST26圖形前定義一個合適的變化范圍（IXRANGE或者IYRANGE）。在你的模型響應中人為地抑制發(fā)散 如果你不想使用弧長方法來分析一個在奇異（零剛度）形狀時開始開，或者通過奇異形狀的力加載的結構時，有時你可以使用其它的技術來人工地抑制模型響應中的發(fā)散。· 在某些情況下，你可以使用強加的位移來替代所施加的力。這種方法可以用于在較靠近平衡位置處開始一個靜態(tài)分析，

30、或者用于控制整個不穩(wěn)定響應期間（如突然轉換或后翹曲）的位移。· 其它在阻止由于初始不穩(wěn)定性所造成的問題時有效的技術包括：使用帶有強加的初始應變的應力剛化SSTIF，“致冷”（也就是，增加暫時的人工熱應變），或者將一個靜態(tài)問題執(zhí)行為一個“緩慢動態(tài)”分析（也就是，在任意一個載荷步嘗試使用時間積分效應阻止解發(fā)散。· 你也可以應用控制單元（如COMBIN37），或者應用其它單元的出生和死亡選項對不穩(wěn)定的DOFs施加暫時的人工剛度。這里的想法是在中期的載荷步期間人為地約束系統(tǒng)，以阻止不符合實際的大位移被計算出。隨著系統(tǒng)變位到穩(wěn)定的形態(tài)，人工剛度被移去。應用雅各比共軛梯度求解器 這個求

31、解器（通過EQSLV命令獲得）在經歷某一奇異劃（零 （零剛度）狀態(tài)的分析中會是有用的。葉ÔJCG求解器來說相對大的求解容差有時會“ 涂抹掉”這種奇異性，導致載荷一位移曲線的斜度具有某些假的非零值。（在EQSLV中這個求解器的容限不是非線性收斂容限。） 雅各比共軛梯度求解器僅是一種求解線性矩陣方程的替代方法。這種求解器的使用不能替代任何方式的非線性處理。關閉特殊的單元形狀 有時在非線性分析中使用無中節(jié)點單元的形狀選項會產生收斂困難。合理地使用出生和死亡 認識到結構的剛度矩陣的任何突然改變可能會導致收斂問題。當激活或殺死單元時，試著將變化分散在若干子步內。（如果需要，采用一個小的時間步長

32、來完成這種變化。）也要注意到隨著你激活或 殺死 單元可能會 產生的奇異性（如尖的再生角）。像這樣的奇異性可能產生收斂問題。檢驗你的分析結果 好的有限無分析（FEA）過程總是要求你檢驗你的結果。你需要自己證明你理解了程序，你正在正確地使用它，以及你的分析結果正確地體現出你的結構的物理特性。在檢驗你的非線性分析時你可以使用若干標準驗證技術。標準分析 一個確保你了解如何恰當地施加程序的特殊特性的好的方法是通過進行一個或多個標準分析。在一個標準分析中，一般是你對一個有“理論”解存在的簡單結構進行獨立地分析。這里的想法是通過將你的FEA結果與已知結果相對照以 驗證你可以正確地運用程序的特性。當然 ，標準

33、分析結構應當與要分析的完整結構非常相似。ANSYS Verification Manual是標準問題的一種較好的來源。結果合理么 大多數工程師在他們職業(yè)的早期就認識到要對他們的數值結果的有效性提出疑問，無論這些結果是通過“手工”計算，計算機分析，還是一些其它方法得到的。在你開始任何分析前，你總是應當對你期望獲得的結果至少具有一個粗略的概念（通過經驗、試驗、標準分析等等獲得）。如果你最終的結果似乎不合理，也就是，如果它們不同于你的期望值，你應當確信你理解了這是為什么。好的工程實際要求你總是使你的分析結果和合理的期望值相一致。理解你的輸出 記住ANSYS程序將一個非線性分析作為一系列帶修正的線性近

34、似來完成。程序的打印輸出給出你關于這些近似和修正發(fā)展的連續(xù)反饋。（打印輸出或者直接出現在你的屏幕上，記錄在Jobname.OUT中，或 者被寫入某些其它人文件OUTPUT。）你可以在POST中應用PRITER命令，或者在POST26中應用SOLU和PRVAR命令檢查這種類似的信息。在你接受結果前，你應當確信你理解了你的分析的迭代歷程。特別地，不要忽視任何還沒有完全理解它們意思的程序錯誤和警告聲明。作載荷和響應歷程的曲線圖這種檢驗技巧可以認為是兩種其它技巧的圖形結合：對合理性的檢查和考察迭代歷程。載荷和響應歷程的POST26圖形表示應當和你所知道的你結構特性的期望值相一致。重要的結果（位移，反作

35、用力，應力，等等）應當顯示出相對平滑的響應歷程。任何非平滑性可能表示采用了一個太粗略的時間步。大應變分析實例（GUI方法） 在這個實例分析中，我們將進行一個兩塊鋼板壓一個圓盤的非線性分析。問題描述： 由于上下兩塊鋼板的剛度比圓盤的剛度大得多，鋼板與圓盤壁面之間的和摩擦足夠大。因此，在建模時只建立圓盤的模型。 用軸對稱單元模擬圓盤，求解通過單一載荷步來實現。由于模型和載荷的上下對稱性，我們只需建立圓盤的上半部分模型。由于鋼板的剛度很大，因此我們在建模時將圓盤上面結點的Y方向上的位移耦合起來。又由于鋼板與圓盤壁面之間的和摩擦足夠大，圓盤與鋼板之間不會產生滑動，因此我們將圓盤上面結點的X方向的位移約

36、束起來。問題詳細說明： 下列材料性質應用于這個問題： EX=1000 (楊氏模量）NUXY=0.35（泊松比）Yield Strength =1 （屈服強度）Tang Mod=2.99（剪切模量）問題描述圖：求解步驟：步驟一：建立模型，給定邊界條件。 在這一步中，建立計算分析所需要的模型，定義單元類型，材料性質 劃分網格，給定邊界條件。并將數據庫文件保存為“exercise1.db”。 在此，對這一步的過程不作詳細敘述。步驟二：恢復數據庫文件“exercise.db” Utility Menu> from步驟三：進入求解器。 Main Menu>solution步驟四：定義分析類型

37、和選項 1、選擇菜單路徑Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis. 單擊“Static”來選中它然后單擊OK。 2、擇菜單路徑Main Menu>Solution>Analysis Options。 Analysis Options對話框出現。3、單擊Large deform effects option(大變型效應選項）使之為ON， 然 后單擊OK。步驟五：打開預測器。 Main menu>solution-Load Set Opts-Nonlinear>Predictor步驟六：在結點14的Y方向施加一個大小為-0.3的位移 Main menu >Solution -L