ansys 非線性計算
關注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys 非線性計算的視頻教程
HyperMesh.Optistruct非線性計算
該視頻涉及Optistruct非線性計算展示， 涉及非線性計算相關設置，接觸信息創(chuàng)建 視頻詳細講解了在Optistruct中進行接觸設置流程： 接觸面創(chuàng)建 接觸法向調整 接觸對創(chuàng)建 接觸屬性創(chuàng)建 講解了相關接觸卡片信息 該視頻詳細講解了非線性工況的參數(shù)設置，以及相關非線性工況卡片含義 該視頻能夠很好的幫助大家理解在Optistruct創(chuàng)建接觸以及進行非線性工況設置
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ansys 非線性計算的實例教程
各企事業(yè)單位：
工程問題中存在大量非線性現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為非線性材料、結構大變形、接觸碰撞，材料成型，螺栓連接結構等工程問題，覆蓋于各個行業(yè)的應用，基于線性化計算存在較大的計算誤差，從而造成產品的不可靠性。但是由于非線性現(xiàn)象在載荷工況引起剛度變化，收斂性困難等特點，使得設計人員難以處理復雜的非線性問題。本次培訓基于ANSYS Workbench軟件深入講解結構非線性的基本原理，求解方法和計算收斂問題的解決方法。目前對于這方面的系統(tǒng)培訓比較缺乏，為了讓廣大結構設計人員掌握ANSYS Workbench平臺下Mechanical這個強大的結構非線性計算的模塊，特開設了“ANSYS復雜裝配體結構非線性計算高級專題培訓”。具體內容如下：
一、培訓目標：
（一）理解結構非線性的計算原理；
（二）掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）掌握結構非線性的計算方法；
（四）掌握解決結構接觸計算的熱點問題。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、一個單位同時報名2人享有9折優(yōu)惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優(yōu)惠；持本人學生證享有8.5折優(yōu)惠。
三、主講老師簡介：
寧老師，首席專家，西安交通大學航空航天學院力學博士，多年上市機械企業(yè)結構負責人，18年的軟件工程應用經驗；長期從事有限元領域國家重大項目研究，發(fā)表論文20余篇，獲得專利11項，開發(fā)有限元軟件4項，具有資深的技術底蘊和專業(yè)背景；擅長靜力學，模態(tài)分析，隨機振動/譜分析，隱/顯式動力學分析，轉子動力學分析、疲勞分析，線性/非線性屈曲分析，斷裂力學分析，壓電分析，復合材料分析，熱分析，流體力學分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發(fā)等仿真分析。
展開 一、什么是非線性
什么是非線性(non-linear)？按照百度百科的解釋，非線性是指變量之間的數(shù)學關系不是直線而是曲線、曲面或不確定的屬性。而對于工程結構而言，非線性或者說非線性行為，是指外部荷載引起工程結構剛度顯著改變的一種行為。如果繪制一個非線性結構的荷載-位移曲線，則力與位移的曲線為非線性函數(shù)。
ANSYS非線性主要分為以下三大類：
1.幾何非線性
大應變、大位移、大旋轉
2.材料非線性
塑性、超彈性、粘彈性、蠕變
3.狀態(tài)改變非線性
接觸、單元生死
其中幾何非線性和材料非線性是土木工程結構計算中最為常見的兩種類型。
二、結構幾何非線性概念理解
如果一個結構在受荷的過程經歷了大變形，則變化后的幾何形狀能引起非線性行為。
例如，上述例子，桿梢在輕微橫向作用下是柔軟的，當外部橫向荷載加大時，桿的幾何形狀發(fā)生改變,力矩臂減小，引起桿的剛化響應。
幾何非線性主要分為如下三種現(xiàn)象：
1. 單元的形狀改變(面積、厚度)，其單獨的單元剛度也將改變
2. 單元的取向發(fā)生轉動，其局部剛度在轉化為全局分量時將會發(fā)生變化。
3. 單元應變產生較大的平面內應力狀態(tài)引起平面法向剛度的改變。
隨著垂直撓度UY的增加，較大的膜應力SX將會導致剛化效應。上述三種情況的關系如下：
三、ANSYS幾何非線性注意事項
1. 建模注意事項
a.單元選擇注意事項
在定義單元類型時，應明白如果分析的過程中有幾何非線性，應確保所選單元類型支持相應的幾何非線性效應。例如shell63單元支持應力剛化和大撓度，但不支持大應變；而shell181則支持所有的三類幾何非線性，可在單元描述的特殊特征列表中找到類似信息。
展開 提高ANSYS非線性求解收斂性能的一般方法總結
在采用ANSYS進行幾何非線性的求解過程中，如果采用系統(tǒng)的默認設置，有可能會因為參數(shù)的不合適而導致收斂困難。針對比較常見的非線性求解收斂困難，本文總結幾種比較常見的調整方法，僅做參考。
一、打開自動時間步(autots，on)
ANSYS在所有靜態(tài)和瞬態(tài)分析中，使用時間作為跟蹤參數(shù)，而不論分析是否依賴于時間。當我們收斂困難時，一個非常重要的方法是打開自動時間步。打開自動時間步長往往需要一個比較小的最小時間步長(或者最大的步數(shù)，采用DELTIM或者NSUBST定義)。在進行非線性求解過程中，初始時間步長如果太小，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。因此合理設置初始時間步長是非常重要的，一般可以根據(jù)試算確定。
值得說明的是，當采用自動時間步長后，二分法會被自動激活。如果在一個太大時間步內收斂失敗，該特性能減半時間步，使得計算繼續(xù)。
二、Newton-Raphson 選項調整與自適應下降
在非線性計算收斂困難時，可以調整程序默認的牛頓—拉普森選項。雖然一般情況下采用采用自動默認的選項會獲得最佳的收斂特性，但也不排除會遇到其他選擇會更有效的情況。合理使用自適應下降因子也能增加某些非線性單元的收斂情況。
三、線性搜索
線性搜索可以看為是對自適應下降的一個替代，兩者不應同時使用。線性搜索一般情況下能使得分析得到收斂，但隨之帶來的是求解速度的大幅度降低，特別是針對有材料非線性的情況，一般而言，當結構采用力加載或者剛度增長的薄膜等類似分析時，可以打開線性搜索，線性搜索打開命令為LNSRCH。
四、調整收斂準則
ANSYS非線性收斂準則主要有四種，分別為力、位移、彎矩和轉角。
展開 我在計算一個大型結構，地震荷載，BEAM188計算時間太長一個小時可能計算了1秒總共40秒，而且越來越慢，不小心早上還停了電如何能使計算加快？
A：調整優(yōu)化非線性計算的收斂和速度可以說幾乎是一種藝術，即沒有固定的可循規(guī)則。
我的經驗是，你的結構的"非線性"越小，非線性的變化越規(guī)則，就越容易收斂。 想象一下如果你是手算這個非線性問題，對你來講較容易的，對ANSYS的相應算法也會容易些。
可以把你的地震時程分析拿出幾點，做一下靜態(tài)的非線性分析，同時調整模型看看分析出來的結果是否合理。如果這一步還沒有做，那花大量時間做出的時程分析是廢品的可能性十分之大。
一定要記住有限元分析是一個"簡化"問題的過程。建立一個模型一定要由淺到深，線性的模型沒有搞透不要貿然進攻非線性，靜態(tài)沒有搞透不要碰時程分析。
A：影響非線性收斂穩(wěn)定性及其速度的因素很多，我們可以看看這幾點：
1、模型——主要是結構剛度的大小。對于某些結構，從概念的角度看，我們可以認為它是幾何不變的穩(wěn)定體系。但如果結構相近的幾個主要構件剛度相差懸殊，或者懸索結構的索預應力過小（即它的剛度不夠大），在數(shù)值計算中就可能導致數(shù)值計算的較大誤差，嚴重的可能會導致結構的幾何可變性——忽略小剛度構件的剛度貢獻。
有一種通用的方法判斷結構的幾何可變性，即det(K)=0。
在數(shù)值計算中，要得到det(K)恒等于零是不可能的，也就只能讓它較小時即認為結構是幾何可變的。
對于上述的結構，他們的K值是很小的，故而也可判斷為幾何可變體系。事實上這類結構在實際工程中也的確是非常危險的。
為此，看模型有沒有問題。如出現(xiàn)上述的結構，要分析它，就得降低剛度很大的構件單元的剛度，可以加細網格劃分，或著改用高階單元（BEAM->SHELL,SHELL->SOLID)。構件的連接形式（2剛接或鉸接）等也可能影響到結構的剛度。
2、線性算法（求解器）。
展開 來源：有限元在線
ABAQUS的非線性主要在有三種：幾何非線性，材料非線性以及接觸非線性。接觸非線性在ABAQUS的有限元計算分析中應用非常廣泛，特別是動態(tài)顯式的求解，只要模型中包含兩個以上相互接觸的部件，就要用到接觸非線性。
ABAQUS接觸非線性的設置主要在Interation模塊中完成，設置接觸的屬性時，可以設置摩擦系數(shù)，阻尼系數(shù)，損壞，失效準則等非線性參數(shù)，如圖1所示。
如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。
在接觸編輯界面，可以選擇機械約束方式為運動學接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。
這是對模型定義非線性接觸后得到的分析結果，以供參考。
下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例
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ansys 非線性計算的相關專題、標簽、搜索
ansys 非線性計算的最新內容
本文展示了環(huán)肋圓柱體的非線性屈曲分析模擬。該問題說明了如何進行線性特征值屈曲分析，以便為數(shù)值模型引入初始缺陷。之所以需要引入幾何缺陷，是因為對于完美對稱的問題，數(shù)值上不會出現(xiàn)非對稱屈曲。
目標
熟悉線性特征值屈曲分析
熟悉非線性屈曲分析
步驟
靜力結構分析
1、創(chuàng)建一個靜力結構分析系統(tǒng)。
2、定義鋁合金材料。該鋁材的楊氏模量為71000MPa，泊松比為
通過Ansys Mechanical穩(wěn)健的非線性計算能力，結合在顯式動力學領域具有廣泛行業(yè)認可度的LS-DYNA求解器，助力工程師實現(xiàn)從核心元器件到整機系統(tǒng)的高效仿真分析與設計驗證。
對于實際應用中承受非線性彈簧單元Combin39的實際應用。
在ANSYS Workbench里提供了兩種方法，一種是WB的雙向彈簧，輸入數(shù)據(jù)表格，其本質上采用是LINK8單元進行模擬，而不是非線性彈簧combin39。
而利用Combin39單元，需要建立彈簧單元后，插入命令流來實現(xiàn)，對于只承受壓縮載荷的力-位移曲線，輸入到最后，是需要稍等小的正位移和正力數(shù)值。
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習橡膠密封圈的三維模型處理
2、學習橡膠密封圈非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜力學分析步的建立
4、學習橡膠密封圈非線性靜力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習開關按鈕的三維模型處理
2、學習開關按鈕非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性瞬態(tài)分析步的建立
4、學習開關按鈕非線性瞬態(tài)分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench
<p><span style="color: rgb(51, 51, 51);">本案例適合哪些人學習：</span></p><p><span style="color: rgb(51, 51, 51);">1、學習型仿真工程師</span></p><p><span style="color: rgb(51, 51, 51);">2、理工科院校學生</span></p><p><span style=
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習銷軸的三維模型處理
2、學習銷軸非線性接觸相關的接觸設置
3、學習靜力學分析步的建立
4、學習銷軸靜力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 銷軸非線性接觸靜力學分析
進行非線性分析時，收斂性是大家非常關心的一個問題。在Ansys workbench中，可以通過Details of “Solution Information”中選擇“Solution Output=Force Convergence”來查看收斂情況，其中，最直觀的莫過于力收斂曲線了。
Solution Output選項
力收斂曲線如下圖所示:
力收斂曲線圖
判斷收斂的方法很簡單
問題：
工程中兩個零部件之間經常會有配合間隙，Ansys Workbench中可以使用combin39號非線性單元，通過控制不同行程的彈簧剛度來模擬間隙配合。
模型示例：
設定支座與軸有1mm的配合間隙，在一端施加X向100N作用力，查看運動位移。
計算步驟：
1. 在間隙配合位置，建立jiont連接，放開X向平動自由度。
2. 在間隙配合位置，建立spring連接，同時插入Commands
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習赫茲接觸的二維模型處理
2、學習赫茲非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜力學分析步的建立
4、學習赫茲接觸靜力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench
