ansys弧長(zhǎng)法GUI
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys弧長(zhǎng)法GUI的實(shí)例教程
在用ANSYS求解諸如“結(jié)構(gòu)的極限荷載是多大”等問題的時(shí)候，總是需要進(jìn)行非線性屈曲分析。非線性屈曲分析是打開大變形開關(guān)(nlgeom,on)的一種靜力分析，考慮了塑性影響，是進(jìn)行實(shí)際結(jié)構(gòu)計(jì)算的常用方法。它的基本思路是對(duì)一個(gè)非線性分析過程，給定若干個(gè)加載增量步，在每個(gè)增量步內(nèi)，根據(jù)給定的荷載增量(稱為荷載控制或力控制)或給定的位移增量(稱為位移控制)，經(jīng)過一系列迭代計(jì)算，追蹤結(jié)構(gòu)真實(shí)的加載路徑，最終獲得結(jié)構(gòu)的極限荷載。
最常用的是給定一個(gè)足夠小的荷載增量——即所謂的荷載步，其大小對(duì)非線性分析收斂和結(jié)果精度均有影響。荷載增量過大，得到的結(jié)果可能不精確；荷載增量過小，分析成本增加太多，且一個(gè)非收斂的解并不意味著結(jié)構(gòu)達(dá)到了極限荷載，也可能在加載過程中發(fā)生了數(shù)值不穩(wěn)定。
為了搞清楚得到的最大荷載是否是結(jié)構(gòu)真實(shí)的極限荷載，需要用弧長(zhǎng)法來幫幫忙：
用弧長(zhǎng)法進(jìn)行預(yù)分析，得到結(jié)構(gòu)屈曲荷載近似值(預(yù)測(cè)數(shù)值)，再用傳統(tǒng)的二分法計(jì)算，兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)看是否一致；
使用弧長(zhǎng)法計(jì)算，計(jì)算中手動(dòng)修改弧長(zhǎng)半徑，再看結(jié)果的變異情況。
繪制出結(jié)構(gòu)的荷載-位移曲線，探討曲線變化點(diǎn)的原因，從而確定數(shù)據(jù)是否可信。
于是，弧長(zhǎng)法非常值得研究。
何為弧長(zhǎng)法？
弧長(zhǎng)法是一種非線性求解的迭代控制方法，由于其可以解決在荷載和位移增量均不確定的情況下，生成變化的增量值，并能很好地追蹤結(jié)構(gòu)加載路徑而具有很高的“聲望”。關(guān)于弧長(zhǎng)法的原理，推薦參考《非線性分析弧長(zhǎng)法的讀書報(bào)告》、陸新征老師學(xué)生時(shí)代的作業(yè)：《基于預(yù)處理技術(shù)和弧長(zhǎng)法的非線性方程通用求解子程序總結(jié)報(bào)告 》，以及Yusd的博文《弧長(zhǎng)法（Riks Method）的基本原理》。喜歡編程的話，還可以參考他的另一篇文章《弧長(zhǎng)法(Riks method)通用求解程序》。英文資料可閱讀蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院結(jié)構(gòu)工程研究所Prof. Dr.
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（2） 上面方法缺點(diǎn)是實(shí)際工程我們不知道應(yīng)該加哪個(gè)強(qiáng)制約束點(diǎn)或者如殼的屈曲，強(qiáng)制約束點(diǎn)太多無妨加和實(shí)際一樣的強(qiáng)制位移，所以實(shí)際工程更多的是加力，做出力和位移的關(guān)系，此時(shí)由于要越過馬鞍點(diǎn)，一般在有限元中采用弧長(zhǎng)法（Risk）替代Newton迭代來計(jì)算，具體可看系列文章4：非線性問題的求解。
結(jié)構(gòu)失穩(wěn)與后屈曲分析
在淺殼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)分析中，單元結(jié)合弧長(zhǎng)法可追蹤完整的后屈曲路徑，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)臨界載荷和失穩(wěn)模式。例如，對(duì)淺屋頂薄殼在集中載荷作用下的分析，CSS8 單元能清晰捕捉 “snap-through” 現(xiàn)象，其臨界載荷計(jì)算值與參考解的偏差小于 2%。
本演講重點(diǎn)介紹使用 LS-DYNA 對(duì)約束系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，將比較各種安全氣囊的建模方法，包括均勻壓力/控制體積法、任意拉格朗日-歐拉法 (ALE)、粒子法 (CPM) 和基于連續(xù)介質(zhì)的粒子氣體法 (CPG)。此外，還將概述 LS-DYNA 中常見的安全帶建模策略。
具體作法為先在ABAQUS軟件里建立實(shí)體模型，特殊部位經(jīng)簡(jiǎn)化處理后，采用ABAQUS軟件中GUI和參數(shù)化建模相結(jié)合的方法，對(duì)輪轂進(jìn)行參數(shù)化建模，對(duì)輪轂的形狀以及尺寸進(jìn)行了合理的優(yōu)化。根據(jù)有限元計(jì)算，對(duì)輪轂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了再設(shè)計(jì)，為輪轂的前期造型設(shè)計(jì)方案有一定的參考價(jià)值。最后總結(jié)出一種新的估算疲勞壽命公式，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了此公式的準(zhǔn)確性。
4、弧長(zhǎng)法的介紹(圖片摘于ansys)
如上分析，特征值屈曲分析得到的是非保守解，具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：快捷分析，屈曲模態(tài)形狀可用作非線性屈曲分析的初始幾何缺陷。因此為了得到較為精確的屈曲分析，還需要做非線性屈曲分析，結(jié)構(gòu)達(dá)到極限載荷時(shí)，非線性求解將發(fā)散，為獲得結(jié)構(gòu)屈曲后加載歷程的下降段，將會(huì)采用弧長(zhǎng)法進(jìn)行求解。非線性屈曲分析的目的是得到第一個(gè)極限載荷點(diǎn)，弧長(zhǎng)法能夠用于后面的后屈曲分析。
本文將詳細(xì)介紹基于Ansys APDL/GUI/Workbench全平臺(tái)的Simpack車輛-柔性軌道聯(lián)合仿真相關(guān)知識(shí)。
01Simpack車輛-柔性軌道聯(lián)合仿真詳情介紹
本教程主要針對(duì)廣大Ansys 用戶量身定制，無論是對(duì)Workbench，還是經(jīng)典GUI界面，甚至APDL感興趣的用戶，均適用。
由于這里用的是高斯消元法，因此計(jì)算運(yùn)行可能會(huì)有些慢。
然后我們打開查看結(jié)果：
與Ansys中List導(dǎo)出的結(jié)點(diǎn)位移結(jié)果一致。結(jié)果正確。
砂漿與磚塊的接觸面屬性包括法向接觸、切向接觸，采用面面接觸（surface to surface/Standard）進(jìn)行模擬。
1.法向接觸
1.1法向受壓
在法向接觸準(zhǔn)則中，通常采用“硬”接觸來模擬砂漿與磚塊界面之間的法向接觸行為。
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