ansys子步設置
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
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ansys子步設置的實例教程
在Analysis Settings的Step Controls中可以設置求解的載荷步和子步。
圖1 分析設置面板
圖1中Number of Steps表示為載荷步，該選項主要用于模擬結構的加載順序或工藝順序，比如一個螺栓連接結構，首先進行預緊，然后再承受其他外載荷，對于這個問題必須使用兩個載荷步，第一個載荷步施加螺栓預緊力，第二個載荷步鎖定螺栓預緊力，然后正常施加外載荷。
圖2 載荷步，子步圖
如圖2所示給出了載荷步和子步圖，由圖可知子步是將載荷一個載荷步分解若干在求解點，從而可以提高求解的收斂性。例如對于加載10000N，一次加載，可能計算不收斂，如果把10000N劃分若干個子步，例如設置為10個子步，則程序按照1000N進行增加求解，從而可以提高結構的收斂性。
如圖1所示，用戶將Auto End Steps設置On，即激活了自動時間步，Define By用于定義時間步類型，用戶可以設為Substeps（子步）或Time（時間增量），這個參數的關系互為倒數，例如總載荷為10000N，靜力學環境求解時間為1s，子步設置為10，則等效時間增量設置為0.1，程序按照1000N進行遞增求解。
下面以子步設置進行講解，Initial Substeps，該選項為初始載荷步，即首次求解的載荷比例；Minimum Substeps，該選項為最小載荷步；Maximum Substeps該選項為最大載荷步。
展開 之前想用ansys-dyna來做的，老師要求我用ansys來做靜態仿真。我設置了兩個載荷步，一是下壓，二是回彈（就是撤去壓力）。這其中還有接觸。
我做了仿真，發現下壓時是容易收斂的，但是回彈時的第一個子步很不容易收斂（這是我想要請教大家的，這個該怎么解決），不過一旦收斂后面的子步就很容易收斂。這里想向大家請教一下，我該如何設置回彈的載荷步，來解決這個問題。
其實我是想兩個載荷步都是線性變化的，這樣就會慢慢加載和慢慢卸載，但是我發現加載是線性的，卸載好像是一個子步完成的，雖然我設置了kbc,0，但是卸載我覺得還是階躍的。
這是我后處理里對其中一個節點的位移時間圖。
可以看到它的回彈是很短時間里發生的，我初步設想是如果以線性的方式回彈這樣可能容易收斂，不知道我這種想法科學么。
而且，我猜想回彈時不收斂的原因是，回彈時載荷突然變為0，這樣接觸可能有問題，以上是小弟自己的想法，想和大家探討和學習，來找到辦法解決回彈不收斂。
這是我的模型加載圖
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四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設置和邊界條件。共創建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發生相變，間隔器的形狀保持不變。
Freebodies
Freebodies工具可計算模型特定部件上的平衡力和力矩，適合用于子結構建模或確定接觸件/連接件的受力情況。
利用子模型在局部區域高效獲得高精度應力結果。
定義分析設置和邊界條件。開啟大變形并定義一些子步。在垂直方向上定義地球重力，并將小圓柱體向下移動 3 毫米。由于流體的體積模量導致體積變化可忽略不計，可以假設體積守恒，大圓柱體的垂直運動應為 3 毫米/402.6 ≈ 0.0075 毫米（圖3）。
（圖3：邊界條件示意圖）
5. 插入命令行以定義流體靜壓單元。
初始模型如下：
在step中使用熱力耦合分析步，在子程序中引入溫度相關的變形梯度
邊界條件設置：初始溫度場293K，同時設定Y+方向為393K，所有熱相關參數均使用文章的相關參數，左側固定，右側施加位移邊界條件，并使用C3D8T單元進行網格離散。
工程實踐中，必須精細調節DFAIL（失效應變控制）與SOFT（軟化系數控制）參數，同時強制約束單元的最小破壞時間步，以防止仿真因為局部高頻振蕩而中止。
Abaqus：從隱式非線性到用戶子程序的深度定制
Abaqus采用極其模塊化的*MATERIAL關鍵字樹狀結構，使得多物理場耦合特性的定義更加符合人類直覺。
使用六面體主導網格方法對整個部件進行網格劃分，設置全局網格尺寸為 3 mm。為內表面創建命名選擇，用于后續生成靜水壓流體單元。使用剖切視圖有助于選擇內表面。
4. 施加邊界條件并定義分析類型。 開啟大變形，并定義若干子步。固定底面，在頂面施加 600 N 的壓力載荷。插入命令片段以創建靜水壓流體單元。這些單元的行為由理想氣體定律控制。
6、定義分析設置并指定邊界條件。固定底部部件，并將頂部部件向下移動2毫米（圖2）。在O型圈與其他兩個部件之間定義接觸。開啟大變形選項，并定義至少50個子步以確保收斂。
圖2. 邊界條件
7、運行仿真并查看結果。該仿真基于二維軸對稱模型進行求解，在查看結果時，通過對稱擴展功能繞Y軸旋轉擴展顯示為三維效果。
上述步驟不變，僅改變分析設置：求解時長為 100 秒，溫度在此期間從 100°C 降至環境溫度 22°C。</p><p><br></p><p>劃分網格，定義子步，求解模型。瓷材料的溫度分布如圖 5 所示。
基于UMAT的蠕變變形仿真16天前
然后是載荷與分析步的處理。蠕變是在外載荷不變的情況下，為此需要設置兩個分析步：
Step1：載荷加載；
Step2：載荷保持不動，隨著時間增加，蠕變應變累積，應力重新分配。
效果驗證
設計一個簡單的拉伸案例用于蠕變效果的驗證：
(1) 模型截面：30mm×3.0mm，長度500mm。
(2) 彈性模量：基于試驗擬合的和溫度相關的關系式，定義在子程序中。
