ansys收斂曲線設置
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
ansys收斂曲線設置的實例教程
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，只要“計算的力收斂曲線”落在“力收斂準則”曲線之下，就表示該載荷步或子步收斂了。
該模型中有兩個載荷步，分析設置中時間步長設置為“Program Contrlled”.
除了看上述的力收斂曲線圖，我們可以設置“Solution Output= Solve Output”查看計算輸出信息，從其中可以更詳細地看到收斂情況。
可以將計算輸出的信息與力收斂曲線圖對比起來看，就更容易理解力收斂圖了。
第1個載荷步中，第1個分析子步經過了15次迭代收斂（圖中每個圓點代表一次迭代）。
經過4個分析子步，第1個載荷步完成加載并收斂。第2個載荷步程序自動設置的信息如下：
初始子步數量為5，載荷步的分析時間為1s，因此初始的時間步長為0.2s。
第2個載荷步的第1個分析子步，經過25次計算迭代后，還不收斂。程序進行自動二分，將時間步長除以2，變為0.1s。
自動二分是一種用于解決非線性分析過程中收斂困難的策略。當收斂失敗發生在某個子步中，程序會自動減小時間步長，通常是前一個步長的一半左右。然后，程序會從前一個成功收斂的時間子步繼續求解。如果再次遇到收斂失敗，程序會繼續減小時間步長并繼續求解，直到達到收斂或達到指定的最小時間步長值。這種方法有助于逐步逼近正確解，并確保分析的穩定性和準確性。
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在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網格劃分。
圖 1.
Ansys軟件中的多GPU設置，可通過結合多個GPU的內存和處理能力來加速仿真性能，使您能夠對包含數百萬個元原子的大型超透鏡系統進行仿真。
在OpticStudio軟件中使用Lumerical超透鏡插件進行的超透鏡仿真
共封裝光學仿真
Lumerical套件的共封裝光學仿真，可以對光如何通過波導傳播進行建模，并展示波導形狀在光波分束與引導中的重要作用。
目標：
1、理解諧響應分析的工作流程
2、熟悉在 Ansys Mechanical 中通過命令片段定義粘彈性材料模型
步驟：
1、打開 Ansys Workbench，創建一個 “諧響應” 分析項目。設置單位系統為 (Kg, mm, s)。
2、定義材料屬性。除默認的結構鋼材料外，新建一種材料作為粘彈性材料的占位符。
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（圖4：用于定義流體靜壓單元的封閉表面）
（圖5：創建流體靜壓單元的命令）
6. 運行仿真并查看結果。大圓柱體垂直運動的歷史曲線圖如圖 6 所示。
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圖源網絡
3.疲勞與耐久性評估
基于風荷載時程數據與材料S-N曲線（應力-壽命曲線），運用疲勞分析算法（如雨流計數法）預測建筑構件（螺栓、焊縫、玻璃夾具）在長期風荷載作用下的累積損傷與壽命，發現潛在的結構耐久性問題，并指導結構優化和運維方案制定，是實現結構長壽命與運營安全性的核心環節。
將調制器的電極類型設置為"行波"，并采用以下參數設置，系統生成的波形和眼圖趨勢相同。本例中的折射率失配為delta_n=1，微波損耗為0dB/m。
在碰撞仿真、NVH分析、產品可靠性評估等場景中，材料參數設置的準確性直接影響仿真的可信度。然而，實驗室提供的原始材料曲線與仿真軟件所需的有效應力應變曲線之間，存在一道需要跨越的轉化鴻溝。本文基于實戰經驗，系統梳理從材料曲線獲取到仿真材料卡片生成的完整流程，供從事CAE工作的工程師參考。
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。
圖6 相機模塊AA的實際實驗裝置
（2）關鍵實驗結果
靈敏度標定：3分鐘內完成透鏡組靈敏度標定，偏心方向線性度R2高可達0.948，與Zemax仿真趨勢高度一致；
離線驗證：靈敏度矩陣對準偏心平均絕對誤差x方向2.5μm、y方向4.5μm，傳感器傾斜對準誤差<0.025°，精度滿足量產要求；
實裝測試：5組模組對準后，多視場離焦曲線高度收斂，峰值MTF顯著提升，如圖7所示，
當你的報告里附上了 GCI 收斂曲線、Sobol 敏感性排序、以及仿真-試驗的 RMSE 對比時，你傳遞的不是一個數字，而是一個經過量化驗證的工程判斷。
而支撐這一切的，除了方法論和軟件，還有一臺能在細網格上穩定求解、能批量吞吐蒙特卡羅樣本、能在秒級加載 TB 級結果文件的工作站。算法決定上限，硬件決定下限。
