ansys收斂開關(guān)的案例
報(bào)名 | Ansys 開關(guān)電源設(shè)計(jì)解決方案
開關(guān)電源設(shè)計(jì)涉及電場(chǎng)和電磁學(xué)與機(jī)械應(yīng)力、熱和流體的耦合，Ansys可提供一套完整的開關(guān)電源設(shè)計(jì)解決方案，經(jīng)過多年的市場(chǎng)檢驗(yàn)，已經(jīng)在磁性器件設(shè)計(jì)、半導(dǎo)體器件建模、電磁兼容濾波器設(shè)計(jì)等方面獲得了客戶的認(rèn)可。
2022 R1新版本中Maxwell支持多相電機(jī)的ECE降階模型生成，改進(jìn)了感應(yīng)電機(jī)等的效率map圖計(jì)算，同時(shí)還增強(qiáng)Litz線損耗預(yù)測(cè)功能，相信會(huì)給廣大開關(guān)電源客戶帶來更多價(jià)值。5月17日，『Ansys 開關(guān)電源設(shè)計(jì)解決方案』網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)即將上線，歡迎開關(guān)電源企業(yè)設(shè)計(jì)人員或大型綜合企業(yè)的開關(guān)電源設(shè)計(jì)人員預(yù)約參會(huì)。
時(shí)間
5月17日（星期二），16:00-17:00
講師介紹
楊利輝 | Ansys低頻電磁高級(jí)應(yīng)用工程師
多年來從事開關(guān)電源電路、磁性器件以及其電磁兼容的仿真及設(shè)計(jì)，目前在Ansys公司從事開關(guān)電源和電機(jī)系統(tǒng)方面的技術(shù)支持和市場(chǎng)拓展工作。
展開 Ansys Speos | 助力汽車按鍵開關(guān)設(shè)計(jì)與優(yōu)化
現(xiàn)如今，Ansys Speos可以提供客戶眾多設(shè)計(jì)自由度，通過Ansys強(qiáng)大的Workbench平臺(tái)，輕松實(shí)現(xiàn)光學(xué)產(chǎn)品的優(yōu)化迭代。
工作流程
在本案例中，我們介紹一個(gè)基于汽車按鍵開關(guān)的照明設(shè)計(jì)與優(yōu)化工作流。
#1 初始模型
#2 光導(dǎo)設(shè)計(jì)
#3 光導(dǎo)優(yōu)化
#4 結(jié)果評(píng)估
1.初始模型
以往，在沒有引入光學(xué)軟件的情況下，用戶會(huì)根據(jù)已有的工程經(jīng)驗(yàn)完成初始模型結(jié)構(gòu)。
此時(shí)只需將CAD數(shù)據(jù)導(dǎo)入Ansys Speos，設(shè)定光源、材料、探測(cè)器，合適模擬算法后，就可以準(zhǔn)確的描述光與物體的相互作用，分析其光學(xué)性能。本案例中字符是由4個(gè)區(qū)域組成，采用RMS Contrast評(píng)估均勻性時(shí)，需要利用測(cè)量工具定義4個(gè)輪廓，可知RMS Contrast (P9-P11)的數(shù)值并不理想。Ansys Speos的LXP分析功能可觀察系統(tǒng)的光路，了解光線折損細(xì)節(jié)，同時(shí)也可對(duì)材料進(jìn)行更替后，得到最終的初始條件。更換材料模擬后，P9-P11數(shù)值相對(duì)平穩(wěn)，但核心輪廓P12暗區(qū)較多。
2.光導(dǎo)設(shè)計(jì)
Ansys Speos Optical Part Design是一個(gè)專業(yè)的光學(xué)設(shè)計(jì)模塊，該模塊能實(shí)現(xiàn)非成像照明領(lǐng)域中幾乎所有的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
1) 光導(dǎo)設(shè)計(jì)——Lightguide設(shè)計(jì)模塊將初始導(dǎo)光結(jié)構(gòu)進(jìn)行再設(shè)計(jì)。
展開 直播 | Ansys磁性元件及開關(guān)電源設(shè)計(jì)解決方案
4月，Ansys官方及其渠道合作伙伴將推出多場(chǎng)線上活動(dòng)，Ansys官方主辦的Ansys 2021 R1新品發(fā)布系列網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)仍在火熱進(jìn)行中，合作伙伴也將推出6場(chǎng)線上網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，第二場(chǎng)報(bào)名鏈接已開放，歡迎大家報(bào)名，其他場(chǎng)次報(bào)名敬請(qǐng)期待。
4月14日 | 【Ansys*恩碩科技】Ansys磁性元件及開關(guān)電源設(shè)計(jì)解決方案
簡(jiǎn)介：開關(guān)電源(SMPS)是重要的電力電子設(shè)備，廣泛應(yīng)用于各類消費(fèi)電子、工業(yè)自動(dòng)化、電力設(shè)備、航空航天、軌道交通等領(lǐng)域。開關(guān)電源的研發(fā)通常需要關(guān)注它的電路功能實(shí)現(xiàn)、損耗、發(fā)熱及EMC等問題。解決這些問題最先進(jìn)的方法是利用CAE技術(shù)，使仿真與試驗(yàn)、經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，形成互補(bǔ)，從而提升研發(fā)設(shè)計(jì)能力，有效指導(dǎo)新產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)，節(jié)省產(chǎn)品開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，從而大幅度提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
合作伙伴：武漢恩碩科技有限公司
地點(diǎn)：線上
費(fèi)用：免費(fèi)
>>點(diǎn)擊報(bào)名：https://v.ansys.com.cn/Live/8d5be559?source=jishulink
4月19日 | 【Ansys*恒士達(dá)】LS-DYNA混凝土本構(gòu)72號(hào)模型簡(jiǎn)介
簡(jiǎn)介：LS-DYNA中有多種用于三維實(shí)體單元的混凝土本構(gòu)模型，其中，72號(hào)材料本構(gòu)模型運(yùn)用得比較廣泛，本次研討會(huì)主要介紹72號(hào)材料本構(gòu)模型的原理、使用方法以及優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。可以幫助LS-DYNA用戶能夠正確設(shè)定數(shù)值參數(shù)并在工程應(yīng)用中合理使用72號(hào)材料。
展開 ANSYS workbench 開關(guān)按鈕非線性瞬態(tài)分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)開關(guān)按鈕的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)開關(guān)按鈕非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性瞬態(tài)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)開關(guān)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 開關(guān)按鈕非線性瞬態(tài)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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資源共享---ANSYS在場(chǎng)畸變開關(guān)電極優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
通過改變場(chǎng)畸變開關(guān)電極參數(shù)利用ANSYS軟件計(jì)算不同形狀電極內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度分布，根據(jù)開關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)原則對(duì)開關(guān)電極進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
http://www.caenet.cn/paper/Paper.aspx?ID=347
資源共享---ANSYS在脈沖功率裝置主開關(guān)部分屏蔽電極設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
本文利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)脈沖功率系統(tǒng)的中儲(chǔ)端部多級(jí)多通道激光觸發(fā)開關(guān)屏蔽電極幾種結(jié)構(gòu)的靜電場(chǎng)分布進(jìn)行了計(jì)算與分析，同時(shí)考慮了中儲(chǔ)端部屏蔽電極結(jié)構(gòu)的改變對(duì)激光觸發(fā)開關(guān)過壓間隙電場(chǎng)均勻性分布的影響。
http://www.caenet.cn/paper/Paper.aspx?ID=346
ansys非線性收斂總結(jié)
5 t" J3 k3 R' C- L4 Q# D8 y另外，非線性計(jì)算中用到的一個(gè)開關(guān)是SOLCONTROL如關(guān)閉SOLCONTROL 選項(xiàng)，那么軟件默認(rèn)收斂準(zhǔn)則：力或彎矩的收斂容差是0.001，而不考慮位移的收斂容差；如果打開SOLCONTROL 選項(xiàng)，同樣的默認(rèn)收斂準(zhǔn)則：力或彎矩的收斂容差是0.005，而位移收斂容差是0.05。
ANSYS Workbench非線性分析收斂曲線解讀
進(jìn)行非線性分析時(shí)，收斂性是大家非常關(guān)心的一個(gè)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(xiàng)
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(jiǎn)單，只要“計(jì)算的力收斂曲線”落在“力收斂準(zhǔn)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(gè)載荷步，分析設(shè)置中時(shí)間步長設(shè)置為“Program Contrlled”.
除了看上述的力收斂曲線圖，我們可以設(shè)置“Solution Output= Solve Output”查看計(jì)算輸出信息，從其中可以更詳細(xì)地看到收斂情況。
可以將計(jì)算輸出的信息與力收斂曲線圖對(duì)比起來看，就更容易理解力收斂圖了。
第1個(gè)載荷步中，第1個(gè)分析子步經(jīng)過了15次迭代收斂（圖中每個(gè)圓點(diǎn)代表一次迭代）。
經(jīng)過4個(gè)分析子步，第1個(gè)載荷步完成加載并收斂。第2個(gè)載荷步程序自動(dòng)設(shè)置的信息如下：
初始子步數(shù)量為5，載荷步的分析時(shí)間為1s，因此初始的時(shí)間步長為0.2s。
第2個(gè)載荷步的第1個(gè)分析子步，經(jīng)過25次計(jì)算迭代后，還不收斂。程序進(jìn)行自動(dòng)二分，將時(shí)間步長除以2，變?yōu)?.1s。
自動(dòng)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(dāng)收斂失敗發(fā)生在某個(gè)子步中，程序會(huì)自動(dòng)減小時(shí)間步長，通常是前一個(gè)步長的一半左右。然后，程序會(huì)從前一個(gè)成功收斂的時(shí)間子步繼續(xù)求解。如果再次遇到收斂失敗，程序會(huì)繼續(xù)減小時(shí)間步長并繼續(xù)求解，直到達(dá)到收斂或達(dá)到指定的最小時(shí)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(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
展開 ANSYS求解收斂問題
引起求解不收斂的原因很多，大致可以分為如下幾種情況：
網(wǎng)格劃分問題導(dǎo)致的不收斂
大家都知道，網(wǎng)格劃分的越細(xì)，求解的精度越高，但是網(wǎng)格越細(xì)，求解時(shí)占用的電腦空間就越大，求解所需的時(shí)間也越長。網(wǎng)格劃分的比較粗時(shí)，可能會(huì)引起不收斂，解決的方法就是在受力或有明顯作用的地方進(jìn)行局部細(xì)化網(wǎng)格。
2.求解方法選擇不合適
對(duì)于非線性分析來說，系統(tǒng)默認(rèn)的是稀疏矩陣法（除了子結(jié)構(gòu)計(jì)算默認(rèn)波前法外）。對(duì)于3維模型來說，預(yù)共軛梯度法是最優(yōu)的算法，但當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度呈現(xiàn)病態(tài)時(shí)，迭代不易收斂。為此推薦以下算法：
1）、BEAM單元結(jié)構(gòu)，SHELL單元結(jié)構(gòu)，或以此為主的含3-DSOLID的結(jié)構(gòu)，用稀疏矩陣法；
2）、3-D SOLID的結(jié)構(gòu)，用預(yù)共軛梯度法；
3）、當(dāng)你的結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)病態(tài)時(shí)，用稀疏矩陣法；
4）、當(dāng)你不知道用什么時(shí)，采用默認(rèn)算法。
3.其他設(shè)置
可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
設(shè)置足夠大的荷載步，可以更容易收斂，避免發(fā)散的出現(xiàn)；
設(shè)置足夠大的平衡迭代步數(shù)，默認(rèn)為25，可以放大到很大(100)；
將收斂準(zhǔn)則調(diào)整，以位移控制時(shí)調(diào)整為0.05，以力控制為0.01。
對(duì)于線性單元和無中間節(jié)點(diǎn)的單元（SOLID65和SOLID45），關(guān)閉EXTRA DISPLACEMENTS OPTIONS（在OPTIONS中）。
對(duì)于CONCRETE材料，可以關(guān)閉壓碎功能，將CONCRETE中的單軸抗壓強(qiáng)度設(shè)置為-1。
來源：ANSYS及Workbench加油站
展開 ansys計(jì)算不收斂
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.
關(guān)于ansys中收斂的介紹 ￥5
二、引起不收斂的因素
1、模型——主要是結(jié)構(gòu)剛度的大小。
對(duì)于某些結(jié)構(gòu)，從概念的角度看，可以認(rèn)為它是幾何不變的穩(wěn)定體系。但如果結(jié)構(gòu)相近的幾個(gè)主要構(gòu)件剛度相差懸殊，在數(shù)值計(jì)算中就可能導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算的較大誤差，嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的幾何可變性——忽略小剛度構(gòu)件的剛度貢獻(xiàn)
ANSYS非線性計(jì)算的收斂和速度
ANSYS中的非線性算法主要有：稀疏矩陣法(SPARSE DIRECT SOLVER)、預(yù)共軛梯度法(PCG SOLVER)和波前法(FRONT DIRECT SLOVER)。稀疏矩陣法是性能很強(qiáng)大的算法，一般默認(rèn)即為稀疏矩陣法（除了子結(jié)構(gòu)計(jì)算默認(rèn)波前法外）。預(yù)共軛梯度法對(duì)于3-D實(shí)體結(jié)構(gòu)而言是最優(yōu)的算法，但當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度呈現(xiàn)病態(tài)時(shí)，迭代不易收斂。為此推薦以下算法：
1）、BEAM單元結(jié)構(gòu)，SHELL單元結(jié)構(gòu)，或以此為主的含3-D SOLID的結(jié)構(gòu)，用稀疏矩陣法；
2）、3-D SOLID的結(jié)構(gòu)，用預(yù)共軛梯度法；
3）、當(dāng)結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)病態(tài)時(shí)，用稀疏矩陣法；
4）、當(dāng)不知道用什么時(shí)，可用稀疏矩陣法。
3、非線性逼近技術(shù)。在ANSYS里還是牛頓－拉普森法和弧長法。牛頓－拉普森法是我們常用的方法，收斂速度較快，但也和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和步長有關(guān)。弧長法常被某些人推崇備至，它能算出力加載和位移加載下的響應(yīng)峰值和下降響應(yīng)曲線。但也發(fā)現(xiàn)：在峰值點(diǎn)，弧長法仍可能失效，甚至在非線性計(jì)算的線性階段，它也可能會(huì)無法收斂。
為此，盡量不要從開始即激活弧長法，還是讓程序自己激活為好（否則出現(xiàn)莫名其妙的問題）。子步（時(shí)間步）的步長還是應(yīng)適當(dāng)，自動(dòng)時(shí)間步長也是很有必要的。
A：如何加快計(jì)算速度
在大規(guī)模結(jié)構(gòu)計(jì)算中，計(jì)算速度是一個(gè)非常重要的問題。下面就如何提高計(jì)算速度作一些建議：
充分利用ANSYS MAP分網(wǎng)和SWEEP分網(wǎng)技術(shù)，盡可能獲得六面體網(wǎng)格，這一方面減小解題規(guī)模，另一方面提高計(jì)算精度。
在生成四面體網(wǎng)格時(shí)，用四面體單元而不要用退化的四面體單元。比如95號(hào)單元有20節(jié)點(diǎn)，可以退化為10節(jié)點(diǎn)四面體單元，而92號(hào)單元為10節(jié)點(diǎn)單元，在此情況下用92號(hào)單元將優(yōu)于95號(hào)單元。
選擇正確的求解器。對(duì)大規(guī)模問題，建議采用PCG法。此法比波前法計(jì)算速度要快10倍以上（前提是您的計(jì)算機(jī)內(nèi)存較大）。
展開 關(guān)于ANSYS中收斂的介紹
收斂增強(qiáng)工具（只針對(duì)熱分析）
ANSYS中收斂增強(qiáng)工具用于加速收斂，提高收斂，如果求解控制被關(guān)閉，這些工具必須謹(jǐn)慎選取，選取不正確會(huì)妨礙收斂。
Nonliner——Line seach 當(dāng)熱傳到率有很大改變時(shí)會(huì)通過減少比例因子來增加N-R存儲(chǔ)的熱流向量，當(dāng)有非常的非線性情況出現(xiàn)，如相變或熱沖擊分析，使用這個(gè)工具很有效，缺省時(shí)關(guān)閉。
Nonliner——predictor（收斂提高預(yù)測(cè)器）根據(jù)前面的結(jié)果預(yù)測(cè)溫度的結(jié)果，他在模型的非線性相應(yīng)隨時(shí)間變化過程中改變平滑的情況下非常有效，ANSYS缺省條件下自動(dòng)預(yù)測(cè)每個(gè)子步后的結(jié)果，預(yù)測(cè)器可以使用手工打開和關(guān)閉。
Nonliner——monitor 定義3個(gè)變量來跟蹤模型特定節(jié)點(diǎn)的溫度相應(yīng)和范例熱流率。
展開 轉(zhuǎn)載：怎么知道ANSYS的結(jié)果是收斂的？
最近做了一些非線性方面的計(jì)算，也遇到了非線性計(jì)算中難以收斂的問題，現(xiàn)在把分析時(shí)的一些感受寫出來，希望對(duì)大家有用，如果有誤，還望大家不吝指正。
ansys計(jì)算非線性時(shí)會(huì)繪出收斂圖，其中橫坐標(biāo)是cumulative iterationnumber 縱坐標(biāo)是absolute convergencenorm。他們分別是累積迭代次數(shù)和絕對(duì)收斂范數(shù)，用來判斷非線性分析是否收斂。
ansys在每荷載步的迭代中計(jì)算非線性的收斂判別準(zhǔn)則和計(jì)算殘差。其中計(jì)算殘差是所有單元內(nèi)力的范數(shù)，只有當(dāng)殘差小于準(zhǔn)則時(shí)，非線性疊代才算收斂。ansys的位移收斂是基于力的收斂的,以力為基礎(chǔ)的收斂提供了收斂量的絕對(duì)值，而以位移為基礎(chǔ)的收斂僅提供表現(xiàn)收斂的相對(duì)量度。一般不單獨(dú)使用位移收斂準(zhǔn)則,否則會(huì)產(chǎn)生一定偏差,有些情況會(huì)造成假收斂.(ansys非線性分析指南--基本過程Page.6)。因此ansys官方建議用戶盡量以力為基礎(chǔ)（或力矩）的收斂誤差，如果需要也可以增加以位移為基礎(chǔ)的收斂檢查。ANSYS缺省是用L2范數(shù)控制收斂。其它還有L1范數(shù)和L0范數(shù)，可用CNVTOL命令設(shè)置。在計(jì)算中L2值不斷變化，若L2<crit的時(shí)候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數(shù)小于設(shè)置的criterion時(shí)判斷為收斂。
由于ANSYS缺省的criterion計(jì)算是你全部變量的平方和開平方（SRSS）*valuse(你設(shè)置的值)，所以crition也有小小變化。如有需要，也可自己指定crition為某一常數(shù)，CNVTOL,F,10000,0.0001,0 就指定力的收斂控制值為10000*0.0001=1。
展開 Ansys影響非線性收斂穩(wěn)定性及其速度的因素分析
在ANSYS里還是牛頓－拉普森法和弧長法。牛頓－拉普森法是常用的方法，收斂速度較快，但也和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和步長有關(guān)。弧長法常被某些人推崇備至，它能算出力加載和位移加載下的響應(yīng)峰值和下降響應(yīng)曲線。但也發(fā)現(xiàn)：在峰值點(diǎn)，弧長法仍可能失效，甚至在非線性計(jì)算的線性階段，它也可能會(huì)無法收斂。
為此，盡量不要從開始即激活弧長法，還是讓程序自己激活為好（否則出現(xiàn)莫名其妙的問題）。子步（時(shí)間步）的步長還是應(yīng)適當(dāng)，自動(dòng)時(shí)間步長也是很有必要的。
4加快計(jì)算速度
在大規(guī)模結(jié)構(gòu)計(jì)算中，計(jì)算速度是一個(gè)非常重要的問題。下面就如何提高計(jì)算速度作一些建議：
充分利用ANSYS MAP分網(wǎng)和SWEEP分網(wǎng)技術(shù)，盡可能獲得六面體網(wǎng)格，這一方面減小解題規(guī)模，另一方面提高計(jì)算精度。
在生成四面體網(wǎng)格時(shí)，用四面體單元而不要用退化的四面體單元。比如95號(hào)單元有20節(jié)點(diǎn)，可以退化為10節(jié)點(diǎn)四面體單元，而92號(hào)單元為10節(jié)點(diǎn)單元，在此情況下用92號(hào)單元將優(yōu)于95號(hào)單元。
選擇正確的求解器。對(duì)大規(guī)模問題，建議采用PCG法。此法比波前法計(jì)算速度要快10倍以上（前提是您的計(jì)算機(jī)內(nèi)存較大）。對(duì)于工程問題，可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
5荷載步的設(shè)置直接影響到收斂。
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