ansys中剛度迭代的案例
ANSYS求解過程中的迭代曲線圖應(yīng)該怎么看
上面這張圖，用過ANSYS的朋友一定都很熟悉吧，在開始求解到求解結(jié)束的整個漫長過程中，這幅圖都會陪伴我們度過每一秒。
那么，圖中的各個曲線分別代表了什么意思呢？下面來說一說
Time=1
這是時間標(biāo)記，如果你的分析是多荷載步的，就會看到Time=1、2、3……如果在定義荷載步的過程中定義了時間的數(shù)值，那么這里就會按照用戶定義的時間顯示。時間很重要，可以在遇到程序意外錯誤的時候，通過時間數(shù)據(jù)找到“發(fā)生計算問題的時間點”以便于我們對模型的再修改。
橫軸： Cumulative Iteration Number / 累積迭代數(shù)
在非線性問題的求解過程中，程序利用求解器進(jìn)行迭代計算來得到最終的解答。橫坐標(biāo)的“數(shù)量”大小，和項目的非線性程度直接相關(guān)，越接近線性問題，迭代數(shù)越少，非線性程度越高或遇到難以收斂的時候，迭代次數(shù)就會顯著增加。
縱軸： Absolute Convergence Norm / 絕對收斂范數(shù)
既然叫“范數(shù)”，聯(lián)想到我們在建模過程中輸入的各種數(shù)值都不是“范數(shù)”形式的，因此程序在求解過程中，在進(jìn)行計算的同時，也把相應(yīng)的變量進(jìn)行了“規(guī)范化”處理，比如有時候會進(jìn)行歸一化等等。對于我們來說，縱軸的坐標(biāo)數(shù)值并不重要，重要的是曲線之前的相對位置關(guān)系。
重點來了
我們來看看曲線代表了什么意思
注意上面的曲線，體現(xiàn)的是F(Force，荷載)與M(Moment，彎矩)之間的關(guān)系，用這二者來繪圖，是因為在求解計算過程中，這二者在全部單元自由度中都有相關(guān)性。在有些分析中，還會出現(xiàn)溫度、位移等。
上圖中還可見的，是CRIT和L2標(biāo)簽，CRIT是criteria的縮寫，指的是收斂判別準(zhǔn)則；L2指的是L2級范數(shù)，當(dāng)然還有L0、L1級范數(shù)，這里我們叫它為計算殘差。
展開 ANSYS求解過程中的迭代曲線圖應(yīng)該怎么看
上面這張圖，用過ANSYS的朋友一定都很熟悉吧，在開始求解到求解結(jié)束的整個漫長過程中，這幅圖都會陪伴我們度過每一秒。
那么，圖中的各個曲線分別代表了什么意思呢？下面來說一說
Time=1
這是時間標(biāo)記，如果你的分析是多荷載步的，就會看到Time=1、2、3……如果在定義荷載步的過程中定義了時間的數(shù)值，那么這里就會按照用戶定義的時間顯示。時間很重要，可以在遇到程序意外錯誤的時候，通過時間數(shù)據(jù)找到“發(fā)生計算問題的時間點”以便于我們對模型的再修改。
橫軸： Cumulative Iteration Number / 累積迭代數(shù)
在非線性問題的求解過程中，程序利用求解器進(jìn)行迭代計算來得到最終的解答。橫坐標(biāo)的“數(shù)量”大小，和項目的非線性程度直接相關(guān)，越接近線性問題，迭代數(shù)越少，非線性程度越高或遇到難以收斂的時候，迭代次數(shù)就會顯著增加。
縱軸： Absolute Convergence Norm / 絕對收斂范數(shù)
既然叫“范數(shù)”，聯(lián)想到我們在建模過程中輸入的各種數(shù)值都不是“范數(shù)”形式的，因此程序在求解過程中，在進(jìn)行計算的同時，也把相應(yīng)的變量進(jìn)行了“規(guī)范化”處理，比如有時候會進(jìn)行歸一化等等。對于我們來說，縱軸的坐標(biāo)數(shù)值并不重要，重要的是曲線之前的相對位置關(guān)系。
重點來了
我們來看看曲線代表了什么意思
注意上面的曲線，體現(xiàn)的是F(Force，荷載)與M(Moment，彎矩)之間的關(guān)系，用這二者來繪圖，是因為在求解計算過程中，這二者在全部單元自由度中都有相關(guān)性。在有些分析中，還會出現(xiàn)溫度、位移等。
上圖中還可見的，是CRIT和L2標(biāo)簽，CRIT是criteria的縮寫，指的是收斂判別準(zhǔn)則；L2指的是L2級范數(shù)，當(dāng)然還有L0、L1級范數(shù)，這里我們叫它為計算殘差。
展開 如何從Ansys APDL中提取剛度矩陣與質(zhì)量矩陣？ ￥69
1.引論
經(jīng)常使用Ansys、Abaqus等一系列有限元分析軟件進(jìn)行計算、學(xué)習(xí)的學(xué)生或工程師們都會知道在有限元分析建模與計算中剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的重要性。但是由于軟件的黑盒性質(zhì)，大家往往在實際使用十分成熟的商業(yè)化軟件的過程中慢慢忽視了有限元及其衍生出的商業(yè)軟件背后的原理與方法。
這時，不管是在學(xué)習(xí)中還是在工程應(yīng)用中往往都會遇到一個同樣的問題，那么就是如何將Ansys APDL運行中的產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)（例如：剛度矩陣、質(zhì)量矩陣）導(dǎo)出成為我們熟悉的形式或文件格式，從而為我們所用，所分析。
因此我決定寫下此篇文章來幫助很多實際工作或?qū)W習(xí)中需要用到此類技能的同學(xué)、同事們，讓大家更了解Ansys APDL背后的工作原理與數(shù)據(jù)導(dǎo)出方式。
當(dāng)然，在社區(qū)中早就有大佬回答過了這個問題，并給大家制作了相應(yīng)的提取矩陣軟件，其軟件具備了簡單、便捷的操作方式，讓很多想要提取剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的同僚們受益，那么我為什么還要寫一篇這樣的文章重新提起這樣一個話題呢？這就又回到了我開頭所說的“原理與方法”，我在此更希望面對想要進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解軟件背后機(jī)理的群體，并在此基礎(chǔ)上保留教學(xué)的簡潔性，提供導(dǎo)出矩陣與轉(zhuǎn)換、列式、求解的源代碼，使其既兼顧基本原理，又可以讓大家直接上手使用，非常的便捷，也避免了很多因為優(yōu)化不完全導(dǎo)致的運行bug。
2.有限元軟件導(dǎo)出剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的方法
在使用APDL進(jìn)行求解時，每次在求解完成后都會在工作路徑下生成一個.full文件，而這個文件十分關(guān)鍵，其正是剛度矩陣與質(zhì)量矩陣的所在之處。
展開 提取ANSYS中的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣到MATLAB中進(jìn)行二次開發(fā) ￥88
最近在考慮自己編寫的程序和商用軟件的驗證問題，有限元結(jié)構(gòu)分析中最關(guān)鍵的一環(huán)就是剛度矩陣的獲得，如果涉及到模態(tài)分析，還有質(zhì)量矩陣?？紤]到商業(yè)軟件的成熟性，可以用ANSYS生成的剛度矩陣做參照來看自己編寫的程序是否正確，因此如何提取ANSYS中結(jié)構(gòu)的剛度矩陣，并進(jìn)行隨后的驗證或者二次開發(fā)是一個問題。
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1796144
受上述帖子的啟發(fā)，使用MATLAB提取ANSYS中的剛度和質(zhì)量矩陣，并進(jìn)行模態(tài)分析驗證提取的矩陣的正確性。
首先，在ANSYS中使用HBMAT命令方法提取整體矩陣。
命令：HBMAT,fname,ext,--,form,matrx,rhs
其中：
Fname---輸出矩陣的路徑和文件名，缺省為當(dāng)前工作路徑和當(dāng)前工作文件名。
ext---輸出矩陣文件的擴(kuò)展名，缺省為.matrix。
form---定義輸出矩陣文件的格式，其值可?。?=ASCII：ASCII碼格式；
=BIN：二進(jìn)制格式。
matrix---定義輸出矩陣的類型，其值可?。?=STIFF：輸出剛度矩陣?？捎糜趯懭肓?FULL文件的任何類型的分析。
=MASS：輸出質(zhì)量矩陣。可用于特征值屈曲、子結(jié)構(gòu)分析、模態(tài)分析。
=DAMP：輸出阻尼矩陣。僅用于有阻尼的模態(tài)分析。
rhs---右邊項輸出控制（右邊項指用矩陣所表示方程的等號右端矢量，這里可為節(jié)點荷載向量），如rhs=YES則輸出，如rhs=NO則不輸出。
模態(tài)分析時，因僅LANB和QR法可生成完整的質(zhì)量矩陣，因此也僅采用這兩種方法時才可使用HBMAT命令得到質(zhì)量矩陣文件。
展開 
ANSYS中整體、單元剛度和質(zhì)量矩陣的提取
將輸出信息送到output windows中
! 這時用編輯器打開cp.out文件，可以看到按單元寫出的質(zhì)量、剛度等矩
陣
ANSYS中整體、單元剛度和質(zhì)量矩陣的提取.rar
『分享』ANSYS中整體、單元剛度和質(zhì)量矩陣的提取
將輸出信息送到output windows中
! 這時用編輯器打開cp.out文件，可以看到按單元寫出的質(zhì)量、剛度等矩陣
