ansys模擬彈簧不收斂
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys模擬彈簧不收斂的視頻教程
Ansys workbench不收斂解決方案
我們?cè)谟?em>ansys workbench進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)，對(duì)于大型模型，尤其是非線性計(jì)算時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不收斂的情況。 通過調(diào)整計(jì)算子歩（substep）也沒有起到良好的效果。 那么我們應(yīng)該如何操作才能使計(jì)算收斂，以得到我們的最終解呢？ 讓這次課程來告訴你答案。
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ansys模擬彈簧不收斂的實(shí)例教程
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從噴水器和真空系統(tǒng)到燃?xì)庠詈桶茨υ「祝俚交推骱腿加蛧娚湎到y(tǒng)，噴嘴在許多工程應(yīng)用中都很常見。噴嘴是具有不同橫截面積的幾何結(jié)構(gòu)，其目的是控制流經(jīng)噴嘴流體的特性。它們通常用于改變（增加）流體流動(dòng)的速度。噴嘴的核心是質(zhì)量守恒和動(dòng)量守恒。
對(duì)于密度恒定的不可壓縮流，質(zhì)量守恒規(guī)定流體的速度與噴嘴的橫截面積成反比。這意味著，隨著噴嘴橫截面積的減小，流體的速度增加。如果我們進(jìn)一步假設(shè)流體的粘度可以忽略不計(jì)，即流動(dòng)是無粘的，那么線動(dòng)量守恒就簡(jiǎn)化為著名的伯努利方程。本例的目的是了解守恒定律在確定通過收斂噴嘴的不可壓縮空氣流物理過程中的作用。
1、啟動(dòng)FLUENT并導(dǎo)入網(wǎng)格
（1）在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行“開始”→“所有程序”→ANSYS 2021 R1→Fluid Dynamics→Fluent 2021 R1命令，啟動(dòng)Fluent 2021 R1。
（2）單擊主菜單中File→Read→Mesh命令，導(dǎo)入.msh網(wǎng)格文件。
2、定義模型
單擊命令結(jié)構(gòu)樹中General按鈕，彈出General（總體模型設(shè)定）面板，在Solver中Time選擇Steady，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)計(jì)算，2D Space選擇Axisymmetric。
3、設(shè)置邊界條件
（1）在邊界條件面板中，雙擊inlet彈出邊界條件設(shè)置對(duì)話框。Velocity Magnitude輸入10，單擊OK按鈕確認(rèn)退出。
（2）雙擊outlet彈出邊界條件設(shè)置對(duì)話框。保持默認(rèn)值，單擊OK按鈕確認(rèn)退出。
展開 ansys計(jì)算之后出現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤，這是什么原因，怎么解決
A large negative pivot value ( -1.685395134E+09 ) has been encountered
in the global assembled matrix at the UZ degree of freedom of node
2028351. This may be caused by a bad temperature-dependent material
property used in the model.
問題：
工程中兩個(gè)零部件之間經(jīng)常會(huì)有配合間隙，Ansys Workbench中可以使用combin39號(hào)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(shè)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(yùn)動(dòng)位移。
計(jì)算步驟：
1. 在間隙配合位置，建立jiont連接，放開X向平動(dòng)自由度。
2. 在間隙配合位置，建立spring連接，同時(shí)插入Commands 命令。
ET,_sid,39,0,0,0,1
R,_sid,0.95,1,1.05,10000
3. 查看計(jì)算結(jié)果，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至0.95mm后spring彈簧剛度值陡增限制了X向運(yùn)動(dòng)。
建議：
? 同一個(gè)連接區(qū)域不建議使用兩個(gè)重復(fù)的連接關(guān)系，即jiont連接和spring連接不要使用同一個(gè)區(qū)域。
? 本文對(duì)配合區(qū)域進(jìn)行分段處理，中間為spring連接，兩側(cè)為jiont連接
? 使用Remote Point點(diǎn)創(chuàng)建連接，需要打開Beta選項(xiàng)。
? 這種等效方式并不能良好的反應(yīng)間隙配合位置的應(yīng)力狀態(tài)，需要校核配合區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)還是需要使用接觸連接。
展開 ANSYS中如何實(shí)現(xiàn)單向彈簧的模擬
在前面幾期的文章中，本人介紹了在ANSYS中如何實(shí)現(xiàn)彈性地基的模擬，其中既使用了本身可以設(shè)置彈性地基剛度的特殊單元，也采用了彈簧單元來間接實(shí)現(xiàn)。然而一個(gè)不可避免的現(xiàn)象便是在實(shí)際中，其實(shí)有很多情況下地基是既受拉又受壓的，如果繼續(xù)采用特殊單元，則不能考慮這點(diǎn)。也即是這些特殊的單元無法考慮單向受壓的情況，例如在隧道二次襯砌分析中，外部等效圍巖就不能使用這些特殊單元。
在前面一期中也介紹了如何使用combin39單元來實(shí)現(xiàn)彈性地基的模擬，使用該單元的一個(gè)好處便是可以考慮單向作用。本文就簡(jiǎn)單介紹如何使用該單元實(shí)現(xiàn)單向彈簧的模擬。
要利用該單元實(shí)現(xiàn)單向彈簧，首先要讀懂該單元各個(gè)單元關(guān)鍵項(xiàng)的意思，該單元有很多關(guān)鍵項(xiàng)，不同的設(shè)置會(huì)有不同的單元表現(xiàn)。該單元一共有八種單元表現(xiàn)，羅列如下：
從上述單元表現(xiàn)可見，第B種和第e種情況可實(shí)現(xiàn)單向彈簧的功能，這兩者的主要區(qū)別在于一個(gè)是卸載路徑與原加載路徑相同，一種是卸載路徑與加載路勁的原點(diǎn)段平行。
細(xì)心的同學(xué)可以發(fā)現(xiàn)，這兒combin39所謂的單向是指受拉單向，也即是該單元只提供單向受拉的功能，如果要實(shí)現(xiàn)我們口中所謂的單向受壓，則需要一定的建模技巧。
為驗(yàn)證該單元的單向功能，下面我們做一個(gè)小實(shí)驗(yàn)。
命令流如下：
finish
/clear
/prep7
et,1,combin39
!Z方向的單向彈簧
keyopt,1,4,0
keyopt,1,3,3
keyopt,1,1,0
keyopt,1,2,1
n,1
n,2,0,0,1.0
!彈簧的初始彈性模量為100
r,1,0.1,100*0.1
e,1,2
d,1,all,0
allsel,all
!
展開 基于workbench的彈簧接觸分析
Ansys Workbench的非線性分析主要包括大變形非線和接觸非線性分析，其設(shè)置容易求解難成了一大問題，本實(shí)例通過一個(gè)錐形彈簧壓縮實(shí)例來解釋大變形和接觸的部分設(shè)置方法使之收斂（微信：fwz0703）
1.建立模型
DM中可以建立彈簧模型，不過還是建議從其他三維軟件導(dǎo)入吧，畢竟dm中部分功能不容易實(shí)現(xiàn)
2.劃分網(wǎng)格
該模型劃分簡(jiǎn)單，直接劃分成為四面體，另外上下面設(shè)置成剛性體，減小網(wǎng)格數(shù)量和接觸搜索范圍
3.設(shè)置接觸
設(shè)置相應(yīng)的接觸為bond接觸和frictionless接觸形式
4.設(shè)置求解
該分析需要設(shè)置分步求解，為什么需要分步求解呢，因?yàn)橛?jì)算多了就明白了，不需要分步的時(shí)候是一步計(jì)算是不收斂的，計(jì)算到一半位移的時(shí)候差不多就停止了，所以需要分步，第一步設(shè)置10個(gè)子步，第二步加密步數(shù)到20個(gè)子步就可以了
5.重啟動(dòng)設(shè)置
該分析的難點(diǎn)之一便是第二步求解之后依舊不收斂，到后面停止，但是不要緊，將步數(shù)設(shè)置為50步，然后重啟動(dòng)采用人工不是，從剛才的位置繼續(xù)計(jì)算就可以了，直到最后求解結(jié)束
6.提取結(jié)果
應(yīng)力和變形結(jié)果如下
計(jì)算源文件和設(shè)置方法，以及非線性接觸計(jì)算需要收斂的方法
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ansys模擬彈簧不收斂的最新內(nèi)容
對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中承受非線性彈簧單元Combin39的實(shí)際應(yīng)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(zhì)上采用是LINK8單元進(jìn)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(shí)現(xiàn)，對(duì)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。
問題：
工程中兩個(gè)零部件之間經(jīng)常會(huì)有配合間隙，Ansys Workbench中可以使用combin39號(hào)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(shè)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(yùn)動(dòng)位移。
計(jì)算步驟：
1. 在間隙配合位置，建立jiont連接，放開X向平動(dòng)自由度。
2. 在間隙配合位置，建立spring連接，同時(shí)插入Commands
fluent模擬相變材料的問題，初始化的時(shí)候出現(xiàn)警告，后續(xù)計(jì)算一直不收斂
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從噴水器和真空系統(tǒng)到燃?xì)庠詈桶茨υ「祝俚交推骱腿加蛧娚湎到y(tǒng)，噴嘴在許多工程應(yīng)用中都很常見。噴嘴是具有不同橫截面積的幾何結(jié)構(gòu)，其目的是控制流經(jīng)噴嘴流體的特性。它們通常用于改變（增加）流體流動(dòng)的速度。噴嘴的核心是質(zhì)量守恒和動(dòng)量守恒。
對(duì)于密度恒定的不可壓縮流
非線性問題是什么？
在日常生活中，經(jīng)常會(huì)遇到結(jié)構(gòu)非線性問題。例如，當(dāng)用釘書針釘紙張時(shí)，金屬釘書釘將永久地彎曲成一個(gè)不同的形狀(圖 1a)；在一個(gè)木架上放置重物，隨著時(shí)間的推移木架將越來越下垂(圖 1b)；汽車或卡車上裝載貨物時(shí)，輪胎和下面路面間接觸面將隨貨物重量變化(圖 1c)。如果將上述例子的載荷變形曲線畫出來，我們將發(fā)現(xiàn)它們都顯示了結(jié)構(gòu)非線性的基本特征—結(jié)構(gòu)剛度改變。
ansys計(jì)算之后出現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤，這是什么原因，怎么解決
A large negative pivot value ( -1.685395134E+09 ) has been encountered
in the global assembled matrix at the UZ degree of freedom of node
2028351. This may
基于workbench的彈簧接觸分析
Ansys Workbench的非線性分析主要包括大變形非線和接觸非線性分析，其設(shè)置容易求解難成了一大問題，本實(shí)例通過一個(gè)錐形彈簧壓縮實(shí)例來解釋大變形和接觸的部分設(shè)置方法使之收斂（微信：fwz0703）
1.建立模型
DM中可以建立彈簧模型，不過還是建議從其他三維軟件導(dǎo)入吧，畢竟dm中部分功能不容易實(shí)現(xiàn)
2.劃分網(wǎng)格
根據(jù)ANSYS的使用者反饋，針對(duì)非線性接觸問題上的求解，經(jīng)常會(huì)有客戶出現(xiàn)不收斂的情況，在調(diào)試收斂性上花費(fèi)大量的時(shí)間。本文主要針對(duì)ANSYS 接觸不收斂問題進(jìn)行方法上的技巧總結(jié)，希望通過本文使大家在ANSYS軟件的使用上有更好的體驗(yàn)。
ANSYS接觸不收斂的原因有非常多的原因，針對(duì)每一種不收斂問題，選擇正確的方法都能使不收斂問題解決變得容易起來。在使用軟件中，ANSYS接觸不收斂原因主要有下面這些原因
ANSYS中如何實(shí)現(xiàn)單向彈簧的模擬
在前面幾期的文章中，本人介紹了在ANSYS中如何實(shí)現(xiàn)彈性地基的模擬，其中既使用了本身可以設(shè)置彈性地基剛度的特殊單元，也采用了彈簧單元來間接實(shí)現(xiàn)。然而一個(gè)不可避免的現(xiàn)象便是在實(shí)際中，其實(shí)有很多情況下地基是既受拉又受壓的，如果繼續(xù)采用特殊單元，則不能考慮這點(diǎn)。也即是這些特殊的單元無法考慮單向受壓的情況，例如在隧道二次襯砌分析中，外部等效圍巖就不能使用這些特殊單元
