位移控制的案例
ABAQUS收斂調(diào)整(3):位移控制加載還是力量控制?
通過位移控制來代替載荷施加以限制自由度消除剛體位移，同樣簡化為一維模型可表示為:
Figure-4:一維模型簡化(Displacement-control)
使用位移控制來代替載荷施加以限制自由度以消除剛體位移通常分為兩步:
Step-1: 預(yù)定義足夠的位移邊界條件以建立起接觸關(guān)系。
Step-2: 撤銷臨時的固支位移邊界條件，用要求或規(guī)定之載荷代替。
對于此例,可新增disp分析步，修改Apply force為位移控制Adjust length，在load分析步再修改為規(guī)定載荷Apply force，創(chuàng)建新Job: displacement_control，提交運行。無數(shù)值奇異警告，分析順利求解。
所以，哪種狀況適合采用使用位移加載代替力量加載的策略來提高收斂的順暢性呢？我們的答案是：在許多接觸問題中，如果限制剛體位移的約束需要依靠接觸和摩擦關(guān)系的建立，此種狀況下，推薦采用位移加載的方式來建立初始接觸關(guān)系。
作者：Monica Luo
來源BasicSim
展開 [非線性]ABAQUS收斂調(diào)整:位移控制加載還是力量控制?
通過位移控制來代替載荷施加以限制自由度消除剛體位移，同樣簡化為一維模型可表示為:
Figure-4:一維模型簡化(Displacement-control)
使用位移控制來代替載荷施加以限制自由度以消除剛體位移通常分為兩步:
Step-1: 預(yù)定義足夠的位移邊界條件以建立起接觸關(guān)系。
Step-2: 撤銷臨時的固支位移邊界條件，用要求或規(guī)定之載荷代替。
對于此例,可新增disp分析步，修改Apply force為位移控制Adjust length，在load分析步再修改為規(guī)定載荷Apply force，創(chuàng)建新Job: displacement_control，提交運行。無數(shù)值奇異警告，分析順利求解。
所以，哪種狀況適合采用使用位移加載代替力量加載的策略來提高收斂的順暢性呢？我們的答案是：在許多接觸問題中，如果限制剛體位移的約束需要依靠接觸和摩擦關(guān)系的建立，此種狀況下，推薦采用位移加載的方式來建立初始接觸關(guān)系。
來源：BasicSim
展開 位移控制&力控制
力控制即施加的外載不為零，而位移控制是施加強制位移。對于超彈性本構(gòu)，當(dāng)材料的雅各比矩陣即abaqus中的DDSDDE不準確時，位移控制工況下,當(dāng)應(yīng)變量較大時，會出現(xiàn)不收斂的情況，而力控制很少產(chǎn)生這么大的應(yīng)變，所以有時DDSDDE的誤差沒有被發(fā)現(xiàn)，今天被教育了。
基于多點位移控制增量的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析
單元類型：B32，每個單元長度約0.5m，共有節(jié)點數(shù)2437，單元數(shù)目1266
荷載：采用位移加載：本研究基于多點位移控制增量，為簡化約束方程的定義，假設(shè)下圖中點1荷載為Z向-4e5N，點2為-3e5N,點3為-2e5N，點4為1e5N，以該荷載比例為基礎(chǔ)定義具體的約束方程，然后僅需要在對應(yīng)的約束方程的控制參考點上施加位移邊界條件而不需要施加荷載，參考點處的位移設(shè)置為-0.5m。
采用約束方程，對施加荷載點進行約束，設(shè)置主約束XP點，其位置為點1往z軸移動1m。最終依據(jù)式（1）定義的約束方程如下：
為便于對比，采用同樣模型進行弧長法計算，僅僅是取消約束方程，而代替以實際的荷載施加，并用static，riks類型的step進行同樣的計算。
（三）計算結(jié)果：
網(wǎng)殼的最終屈曲變形形狀如下圖：
荷載位移曲線：
從上述結(jié)果可以看出，結(jié)構(gòu)在此種荷載模式下的最大基底反力約為0.9e6N。同樣對該結(jié)構(gòu)，采用常規(guī)的弧長法（static，riks）進行分析，與采用多點位移控制的曲線對比如下圖：
從計算結(jié)果可以看出，采用本研究的多點位移控制和弧長法計算結(jié)果基本一致，表明了采用約束方程實現(xiàn)多點位移控制的非線性屈曲的準確性。
展開 
基于ABAQUS的人工膝關(guān)節(jié)置換假體位移控制接觸模型仿真
基于ABAQUS的人工膝關(guān)節(jié)置換假體位移控制接觸模型仿真
軟件版本：ABAQUS2019
模型運動條件：ISO14243-3-2014
基于ABAQUS的人工腰椎關(guān)節(jié)置換假體位移控制接觸模型仿真
基于ABAQUS的人工腰椎關(guān)節(jié)置換假體位移控制接觸模型仿真
軟件版本：ABAQUS2019
模型運動條件：ISO 18192-1-2011
基于動力總成質(zhì)心位移及轉(zhuǎn)角控制的懸置系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計
測試結(jié)果表明，該方法可以有效控制動力總成在垂直方向的振動和繞曲軸的扭轉(zhuǎn)振動，減少懸置支撐點動反力幅值，從而減少車身振動和降低車內(nèi)噪聲。
純電動轎車三電匹配研究
表6 優(yōu)化后的懸置安裝位置(與質(zhì)心距離/mm)
表7 優(yōu)化后的懸置三向靜剛度參數(shù)/(N?mm-1)
3.2 懸置非線性段剛度及拐點設(shè)計
根據(jù)質(zhì)心位移控制要求和懸置非線性剛度及拐點設(shè)計方法，在MATLAB 中進行編程，設(shè)計結(jié)果如表8所示。計算得到電動汽車動力總成懸置系統(tǒng)18工況下的動力總成質(zhì)心如表9 所示。從結(jié)果來看，該電動汽車位移均控制在設(shè)計目標范圍之內(nèi)，滿足設(shè)計要求。
4 結(jié)語
本文以某型電動汽車動力總成懸置系統(tǒng)為研究對象，建立了動力總成固有頻率、能量分布及質(zhì)心位移控制的設(shè)計要求，給出了各懸置線性段和非線性段剛度及剛度拐點、各懸置安裝位置的設(shè)計方法，應(yīng)用MATLAB/Isight 對系統(tǒng)進行設(shè)計計算，設(shè)計后的動力總成各參數(shù)均滿足設(shè)計要求。
表8 各懸置剛度和拐點設(shè)計結(jié)果
表9 設(shè)計后的動力總成質(zhì)心位移
展開 基于ANSYS的冷彎薄壁型鋼梁_位移控制仿真 ￥5
對于鋼梁的利用作動筒位移加載的研究，應(yīng)用ANSYS進行位移加載仿真。
有限元模型如下圖所示：
整體位移云圖
位移載荷曲線圖：
附件：命令流
ANSYS中弧長法的原理
Eleni Chatzi的講稿：《The Finite Element Method for the Analysis of Non-Linear and Dynamic Systems》
在這里只強調(diào)一下弧長法的一個獨特的優(yōu)勢：
見下圖，當(dāng)微小荷載增量可以引起顯著的位移突躍，則成為荷載控制的急速通過(Snap though)；當(dāng)微小位移增量可以產(chǎn)生顯著的荷載突躍，則成為位移控制的急速返回(snap back)——這種復(fù)雜的加載路徑，單純荷載或位移控制已經(jīng)難以奏效，而弧長法則可輕松處理此類問題。
轉(zhuǎn)自公眾號——ANSYS學(xué)習(xí)與應(yīng)用
旨在分享，若侵即刪.
展開 【JY】YJK前處理參數(shù)詳解及常見問題分析：二階效應(yīng)和分析求解（四）
2、使用cpu核心數(shù)量
該選項用于控制多核并行求解器所使用的cpu核心數(shù)量。0表示程序自動判斷，-1表示內(nèi)部禁用多核，-2表示使用一半的cpu核心。如果指定數(shù)量超出cpu核心數(shù)，則取cpu實際核心數(shù)量。實際測試結(jié)果顯示，超線程并不能提高計算效率，一般建議取值-2。
3、設(shè)定內(nèi)存
此參數(shù)用于指定求解器所使用的的內(nèi)存數(shù)量，單位是MB。一般建議填0，由軟件內(nèi)部根據(jù)數(shù)據(jù)規(guī)模、樓層數(shù)量等自動設(shè)置內(nèi)存數(shù)量。特殊（大規(guī)模）工程求解不順利時可調(diào)整該參數(shù)，提高內(nèi)存的用量。
4、自定義控制參數(shù)
自定義求解器的控制參數(shù)，一般情況下不需要填寫。
B區(qū)參數(shù)詳解
1、求解器類型
非線性求解器目前支持多種求解器核心，分別為CSFD、Pardiso Direct、Pardiso Interaive和Pardiso Couple。如有特別需要，可以調(diào)節(jié)控制。
2、加載步驟數(shù)量
非線性求解過程中的荷載逐步加載。
3、迭代次數(shù)
每個加載步驟內(nèi)的反復(fù)計算次數(shù)，如果超出該次數(shù)而依舊未收斂，則計算失敗。
4、位移控制
勾選該選項，非線性迭代過程中會將輸入的位移收斂控制誤差，依據(jù)位移進行收斂控制。一般建議勾選“荷載控制”，并根據(jù)需要勾選“位移控制”。
5、荷載控制
勾選該選項，非線性迭代過程中會將輸入的荷載收斂控制誤差，依據(jù)荷載進行收斂控制。一般建議勾選“荷載控制”，并根據(jù)需要勾選“位移控制”。
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3.非線性求解：inp是載荷為邊界位移（目前流行的求解方式為增量迭代的方式， 具 體有位移增量迭代，載荷增量迭代，弧長增量迭代（riks），可以肯定的是我沒有采用弧長方法，至于默認求解迭代方式是位移控制還是載荷控制，我沒有在手冊中找到，但是論壇上有人說是位移控制）
4.積分方式：等參單元采用2X2的積分點
UEL uel
For and inp文件如下
Sap2000高級應(yīng)用—迭代收斂容差
在每一節(jié)點的力和振型位移，振型角頻率平方，及分配給節(jié)點的質(zhì)量成比例。力作用于振型位移方向。
4）對其他類型的分布形式，可以定義OTHER類型的靜力荷載工況，分布為側(cè)向均勻或倒三角形分布，然后使用此靜力荷載工況作為側(cè)向荷載的分布。比例系數(shù)在位移控制情況下只表示相對比例，不代表荷載的絕對數(shù)值。
2．分析控制參數(shù)點擊對應(yīng)施加荷載、結(jié)果保存、非線性參數(shù)對應(yīng)的修改/顯示按鈕可以對Pushover 分析的其他控制參數(shù)進行設(shè)置。
在Pushover分析中，荷載與指定的荷載樣式成比例的施加給結(jié)構(gòu)。指定荷載樣式的初始乘數(shù)為零（比例值）。隨著Pushover 分析的進行，此乘數(shù)逐步增加，直至到達指定的 Pushover 結(jié)尾，或在某些情況直至結(jié)構(gòu)不能承受附加的荷載。
可使用兩種不同的方法來控制Pushover分析中施加在結(jié)構(gòu)上的荷載：荷載控制和位移控制。每一個Pushover工況可使用力控制或位移控制。選擇一般依賴于荷載的物理性質(zhì)和期望的結(jié)構(gòu)行為。
1）在力控制時，需施加一定的荷載樣式。使用此種荷載控制方法可以簡單地將當(dāng)前力的增量施加給結(jié)構(gòu)。例如，假定當(dāng)前施加給結(jié)構(gòu)的力為150kN。在力控制時，SAP2000可簡單的施加此荷載的50kN的增量于結(jié)構(gòu)。
2） 在已知期望的荷載水平（如重力荷載），且結(jié)構(gòu)可以承受此荷載時，應(yīng)該使用力控制。若結(jié)構(gòu)因材料屈服或失效，或幾何不穩(wěn)定而不能承受指定荷載，Pushover分析將停止。
3） 當(dāng)位移控制時，將施加荷載直至在監(jiān)控點的位移等于預(yù)先指定的位移。使用此種控制方法時，SAP2000先計算需要產(chǎn)生此位移增量的力增量，并施加此力增量至結(jié)構(gòu)。例如，假定結(jié)構(gòu)監(jiān)控點的當(dāng)前位移為3cm。進行位移控制時，SAP2000可簡單地添加1cm的增量至此位移，來得到4cm的總位移。然后SAP2000估計得到此位移所需的力，并施加此力于結(jié)構(gòu)。
展開 ansys非線性收斂總結(jié)
S8 i2 S如果不平衡力（獨立的檢查每一個自由度）小于等于5000*0.0005（也就是2.5），并且如果位移的變化小于等于10*0.001時，認為子步是收斂的。
5 {; p2 B$ P& j$ Y- p `8 C6 ~1 BANSYS中收斂準則，程序默認力與位移共同控制，并且收斂的控制系數(shù)好像是0.001。這樣的收斂精度一般很難使塑性分析收斂，對于一般的塑性分析收斂問題，前幾個荷載步（彈性階段）用力與位移共同控制，進入塑性后用力控制或位移控制，也可以先用力后用位移控制（位移控制比較容易收斂），至于控制系數(shù)取多少，自己根據(jù)需要逐步放大直至收斂！也有人建議最后用能量來控制收斂
: A7 J+ E3 ^) j0 f3 c* I( ~收斂準則應(yīng)該是指選取那種結(jié)果進行收斂判定，通常有三種選擇，分別是力（f），位移（u）、和能量。當(dāng)然這三種形式可以單獨使用也可以聯(lián)合使用。收斂準則的另一層意思應(yīng)該是選取什么范數(shù)形式（1、2、3范數(shù)）。一般結(jié)構(gòu)通常都選取2范數(shù)格式。
2 {; G" O. ^: K而收斂值只是收斂準則中的一部分，如cnvtol命令中的收斂絕對值與收斂系數(shù)的乘積就應(yīng)該是你所指的收斂值（convergence value）
ansys 使用收斂準則有L1，L2，L~~（無窮大）三個收斂準則。
& W( z5 ^6 a5 e" t$ p. B( G5 P在工程中，一般使用收斂容差（0.05）就可以。
& e# z3 R) s9 d5 j建議使用位移收斂準則( cnvtol,u,0.05,,, )與力收斂準則( cnvtol,f，0.05,,, )。因為僅僅只使用一個收斂準則，會存在較大的誤差。
/ q1 V2 Z/ }' B( H假如你只能是使用一個收斂準則，建議你提高收斂容差（0.01以下）。
ANSYS缺省是用L2范數(shù)控制收斂。
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