ansys 收斂系數的案例
Ansys Zemax | 如何使用漸暈系數
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本文介紹了在具有固定孔徑的系統建模中如何使用漸暈系數。漸暈系數可用于確定穿過無遮攔系統的光束的尺寸和形狀。結合漸暈系數也可實現此類系統的高效優化機制。
簡介
漸暈現象描述的是圖像的亮度在其邊緣相對于其中心降低的效應。
入射光束的漸暈現象一般由表面孔徑導致。它可能是設計師為限制像差而故意為之，也可能是系統中光束超過具有固定尺寸的光學組件所致的無意后果。
在OpticStudio中，您可以使用四個比例系數和正切角對此效應進行建模：VCX、VCY、VDX、VDY和TAN。
本文中給出了如何手動和自動設定漸暈系數的示例。本文還給出了一個展示漸暈系數主要作用的示例。
設置漸暈系數的值：手動設置
原則上，用戶可以為漸暈系數指定任意一組值。此功能的用途之一是構造進入光學系統的入射光束。
探究Vignetting example.ZMX文件中提供的單透鏡系統（可在本文開頭處下載此系統的文件）。在此系統中，直徑為 10 mm 的軸上圓形光束入射到透鏡上。光束的直徑由系統孔徑決定：
現在想像我們要讓尺寸為 8 x 6 mm 的橢圓光束入射到系統中，可以通過修改軸上視場點觀察到的光瞳的尺寸來實現。通過以下公式確定適當的漸暈系數 VDX 和 VDY：
和
其中P'x 和 P'y為按比例歸一化的光瞳坐標。
您可以在“設置(Setup)>編輯器(Editors)>視場數據編輯器(Field Data Editor)”中指定漸暈系數：
您可以在點列圖中觀察生成光束的形狀：
設置漸暈系數的值：自動設置
如果我們不想自己指定漸暈系數該怎么辦？
展開 Ansys Zemax | 如何使用 Zenike 系數對黑盒光學系統進行建模
本文展示了如何使用 Zernike 系數來描述系統的波前像差，并在無法使用 Zemax 黑匣子表面文件的情況下生成光學系統的簡單但準確的表示。如果您依賴于使用光學系統測量的實驗數據，但您無法獲得其處方數據，則通常會出現這種情況。(聯系我們獲取文章附件)
介紹
有時需要表示光學子系統，而不詳細了解其處方。對于一階計算，近軸透鏡就足夠了，但是當也需要波前像差時，可以使用Zernike相位系數來提供光學系統產生的波前的精確模型。
OpticStudio支持全面的黑盒功能，建議用于此目的。但是，如果無法提供 Zemax 黑匣子文件，則可以使用以下過程。
澤尼克相位數據
如果您想在不透露處方數據的情況下將像差數據分發給客戶，則可以由 OpticStudio 生成這些 Zernike 相位系數，或者如果您正在測量沒有處方數據的鏡頭，則可以通過干涉儀生成。根據您的干涉儀軟件，您可能已經擁有OpticStudio Zernike格式的數據，網格相位數據或.INT文件。OpticStudio可以處理所有這些，但在本文中，我們將僅使用Zernike數據。
Zernike相位數據表示光學系統在特定場和特定波長下性能的測量。因為有關玻璃、曲率半徑、非球面系數等的信息。不是 Zernike 數據的一部分，無法將 Zernike 數據縮放到不同的場或波長。因此，對于要模擬性能的每個（場、波長）對，您將需要一組 Zernike 相位數據。這些可以通過為每個（場，波長）組合提供一個單獨的文件或（更有可能）為每個（場，波長）對提供單獨的配置來輸入OpticStudio。
有一個重要的例外：當被建模的系統是全反射系統時，可以使用Zernike標準SAG表面來模擬給定場點的所有波長下的性能。下一期將詳細介紹此特殊情況。
展開 Ansys Zemax | 如何使用 Zenike 系數對黑盒光學系統進行建模
本文將介紹如何利用 Zernike 系數來描述光學系統的波前像差，進而在無法使用 Zemax 黑匣子表面文件時，生成一個雖簡單卻準確的光學系統表示。如果您依賴于使用光學系統測量的實驗數據，但卻無法得到該光學系統對應的處方數據，那么通常就會出現上述所提及的情況。
介紹
在某些情況下，需要對光學子系統進行表示，而無需詳細掌握其處方參數。針對一階光學計算，采用近軸透鏡模型便已足夠；然而，當涉及波前像差分析時，可借助 Zernike 相位系數構建光學系統所產生波前的精確數學模型。
OpticStudio 具備完善的黑盒功能特性，從功能適配性角度而言，建議將其用于當前任務需求。不過，若無法提供 Zemax 黑匣子文件，可參考并執行以下操作流程。
Zernike 相位數據
如果您想在不透露處方數據的情況下將像差數據分發給客戶，則可以由 OpticStudio 生成這些 Zernike 相位系數，或者如果您正在測量沒有處方數據的鏡頭，則可以通過干涉儀生成。根據您的干涉儀軟件，您可能已經擁有OpticStudio Zernike 格式的數據，網格相位數據或.INT文件。OpticStudio可以處理所有這些，但在本文中，我們將僅使用Zernike數據。
Zernike 相位數據表示光學系統在特定場和特定波長下性能的測量。因為有關玻璃、曲率半徑、非球面系數等的信息。不是 Zernike 數據的一部分，無法將 Zernike 數據縮放到不同的場或波長。因此，對于要模擬性能的每個（場、波長）對，您將需要一組 Zernike 相位數據。這些可以通過為每個（場，波長）組合提供一個單獨的文件或（更有可能）為每個（場，波長）對提供單獨的配置來輸入OpticStudio。
展開 基于Tribo-X inside ANSYS滑動軸承系數計算應用
Tribo-X inside Ansys是滑動軸承分析專用工具，具有滑動軸承剛度系數和阻尼系數計算的能力。
滑動軸承剛度和阻尼項取決于轉速或軸偏心位置，反映了不同潤滑操作條件下的動態特性，獲得的跟隨轉子角速度變化而變化的滑動軸承剛度和阻尼系數能夠無縫傳遞到轉子動力學分析模塊的軸承工具中，進行相關仿真分析使用。
一、Tribo-X inside ANSYS滑動軸承分析系統搭建
Tribo-X inside ANSYS軟件分析環境基于ANSYS Mechanical進行軸承分析的預處理和后處理，軟件安裝以后在ANSYS Mechanical中新增了一個名為Tribo-X inside ANSYS的工具欄，如圖1所示。
圖1
Tribo-X inside ANSYS分析的計算條件分為基礎邊界條件定義和高級分析求解邊界條件兩類。任何基于Tribo-X inside ANSYS工具的分析內容都首先建立在基本邊界的定義基礎上，如圖2所示。而滑動軸承剛度和阻尼系數的計算和傳遞要通過高級分析求解邊界條件進行定義，往往需要更高級的license進行支持。下面對Tribo-X的基礎邊界和高級邊界條件內容進行簡要說明。
圖2
基礎邊界條件定義簡要說明：
Pressure Supply：壓力邊界條件，用來定義潤滑油的供應區域。該區域可以在軸承或軸的表面上定義。當壓力邊界條件選擇多個面時，就可以定義多個潤滑油的供應。供油幾何形狀可以是任意的，壓力值必須為正。因此，任何類型的潤滑供應都是可以定義的。
Bearing Geometry：如圖3所示，它用于確定液體滑動軸承的位置，是確定軸承與軸之間潤滑間隙的基礎。
展開 
ansys非線性收斂總結
/ E1 T6 O& x. z5 L7 k' p: x請指點
5 r3 q1 _ f8 [, t/ X9 P
9 T& t7 M7 h$ ]( r我是這樣理解的例如下面的命令流:
convergence value 是收斂值，convergence norm是收斂準則。ansys可以用cnvtol命令，如：
' u# L5 V3 I$ F% Vcnvtol,f,5000,0.0005,0
cnvtol,u,10,0.001,2
其中f是指采用力結果，5000是收斂絕對值，0.0005是收斂系數，0是收斂范數。9 A# Y. S8 i2 S如果不平衡力（獨立的檢查每一個自由度）小于等于5000*0.0005（也就是2.5），并且如果位移的變化小于等于10*0.001時，認為子步是收斂的。
5 {; p2 B$ P& j$ Y- p `8 C6 ~1 BANSYS中收斂準則，程序默認力與位移共同控制，并且收斂的控制系數好像是0.001。這樣的收斂精度一般很難使塑性分析收斂，對于一般的塑性分析收斂問題，前幾個荷載步（彈性階段）用力與位移共同控制，進入塑性后用力控制或位移控制，也可以先用力后用位移控制（位移控制比較容易收斂），至于控制系數取多少，自己根據需要逐步放大直至收斂！也有人建議最后用能量來控制收斂
: A7 J+ E3 ^) j0 f3 c* I( ~收斂準則應該是指選取那種結果進行收斂判定，通常有三種選擇，分別是力（f），位移（u）、和能量。當然這三種形式可以單獨使用也可以聯合使用。收斂準則的另一層意思應該是選取什么范數形式（1、2、3范數）。一般結構通常都選取2范數格式。
展開 ANSYS Workbench非線性分析收斂曲線解讀
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。
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：
網格劃分問題導致的不收斂
大家都知道，網格劃分的越細，求解的精度越高，但是網格越細，求解時占用的電腦空間就越大，求解所需的時間也越長。網格劃分的比較粗時，可能會引起不收斂，解決的方法就是在受力或有明顯作用的地方進行局部細化網格。
2.求解方法選擇不合適
對于非線性分析來說，系統默認的是稀疏矩陣法（除了子結構計算默認波前法外）。對于3維模型來說，預共軛梯度法是最優的算法，但當結構剛度呈現病態時，迭代不易收斂。為此推薦以下算法：
1）、BEAM單元結構，SHELL單元結構，或以此為主的含3-DSOLID的結構，用稀疏矩陣法；
2）、3-D SOLID的結構，用預共軛梯度法；
3）、當你的結構可能出現病態時，用稀疏矩陣法；
4）、當你不知道用什么時，采用默認算法。
3.其他設置
可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
設置足夠大的荷載步，可以更容易收斂，避免發散的出現；
設置足夠大的平衡迭代步數，默認為25，可以放大到很大(100)；
將收斂準則調整，以位移控制時調整為0.05，以力控制為0.01。
對于線性單元和無中間節點的單元（SOLID65和SOLID45），關閉EXTRA DISPLACEMENTS OPTIONS（在OPTIONS中）。
對于CONCRETE材料，可以關閉壓碎功能，將CONCRETE中的單軸抗壓強度設置為-1。
來源：ANSYS及Workbench加油站
展開 ansys計算不收斂
ansys計算之后出現這個錯誤，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——主要是結構剛度的大小。
對于某些結構，從概念的角度看，可以認為它是幾何不變的穩定體系。但如果結構相近的幾個主要構件剛度相差懸殊，在數值計算中就可能導致數值計算的較大誤差，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
ANSYS非線性計算的收斂和速度
ANSYS中的非線性算法主要有：稀疏矩陣法(SPARSE DIRECT SOLVER)、預共軛梯度法(PCG SOLVER)和波前法(FRONT DIRECT SLOVER)。稀疏矩陣法是性能很強大的算法，一般默認即為稀疏矩陣法（除了子結構計算默認波前法外）。預共軛梯度法對于3-D實體結構而言是最優的算法，但當結構剛度呈現病態時，迭代不易收斂。為此推薦以下算法：
1）、BEAM單元結構，SHELL單元結構，或以此為主的含3-D SOLID的結構，用稀疏矩陣法；
2）、3-D SOLID的結構，用預共軛梯度法；
3）、當結構可能出現病態時，用稀疏矩陣法；
4）、當不知道用什么時，可用稀疏矩陣法。
3、非線性逼近技術。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，但也和結構特點和步長有關。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峰值和下降響應曲線。但也發現：在峰值點，弧長法仍可能失效，甚至在非線性計算的線性階段，它也可能會無法收斂。
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（否則出現莫名其妙的問題）。子步（時間步）的步長還是應適當，自動時間步長也是很有必要的。
A：如何加快計算速度
在大規模結構計算中，計算速度是一個非常重要的問題。下面就如何提高計算速度作一些建議：
充分利用ANSYS MAP分網和SWEEP分網技術，盡可能獲得六面體網格，這一方面減小解題規模，另一方面提高計算精度。
在生成四面體網格時，用四面體單元而不要用退化的四面體單元。比如95號單元有20節點，可以退化為10節點四面體單元，而92號單元為10節點單元，在此情況下用92號單元將優于95號單元。
選擇正確的求解器。對大規模問題，建議采用PCG法。此法比波前法計算速度要快10倍以上（前提是您的計算機內存較大）。
展開 轉載：怎么知道ANSYS的結果是收斂的？
最近做了一些非線性方面的計算，也遇到了非線性計算中難以收斂的問題，現在把分析時的一些感受寫出來，希望對大家有用，如果有誤，還望大家不吝指正。
ansys計算非線性時會繪出收斂圖，其中橫坐標是cumulative iterationnumber 縱坐標是absolute convergencenorm。他們分別是累積迭代次數和絕對收斂范數，用來判斷非線性分析是否收斂。
ansys在每荷載步的迭代中計算非線性的收斂判別準則和計算殘差。其中計算殘差是所有單元內力的范數，只有當殘差小于準則時，非線性疊代才算收斂。ansys的位移收斂是基于力的收斂的,以力為基礎的收斂提供了收斂量的絕對值，而以位移為基礎的收斂僅提供表現收斂的相對量度。一般不單獨使用位移收斂準則,否則會產生一定偏差,有些情況會造成假收斂.(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（或力矩）的收斂誤差，如果需要也可以增加以位移為基礎的收斂檢查。ANSYS缺省是用L2范數控制收斂。其它還有L1范數和L0范數，可用CNVTOL命令設置。在計算中L2值不斷變化，若L2<crit的時候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數小于設置的criterion時判斷為收斂。
由于ANSYS缺省的criterion計算是你全部變量的平方和開平方（SRSS）*valuse(你設置的值)，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，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，但也和結構特點和步長有關。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峰值和下降響應曲線。但也發現：在峰值點，弧長法仍可能失效，甚至在非線性計算的線性階段，它也可能會無法收斂。
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（否則出現莫名其妙的問題）。子步（時間步）的步長還是應適當，自動時間步長也是很有必要的。
4加快計算速度
在大規模結構計算中，計算速度是一個非常重要的問題。下面就如何提高計算速度作一些建議：
充分利用ANSYS MAP分網和SWEEP分網技術，盡可能獲得六面體網格，這一方面減小解題規模，另一方面提高計算精度。
在生成四面體網格時，用四面體單元而不要用退化的四面體單元。比如95號單元有20節點，可以退化為10節點四面體單元，而92號單元為10節點單元，在此情況下用92號單元將優于95號單元。
選擇正確的求解器。對大規模問題，建議采用PCG法。此法比波前法計算速度要快10倍以上（前提是您的計算機內存較大）。對于工程問題，可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
5荷載步的設置直接影響到收斂。
展開 關于ANSYS中收斂的介紹
收斂增強工具（只針對熱分析）
ANSYS中收斂增強工具用于加速收斂，提高收斂，如果求解控制被關閉，這些工具必須謹慎選取，選取不正確會妨礙收斂。
Nonliner——Line seach 當熱傳到率有很大改變時會通過減少比例因子來增加N-R存儲的熱流向量，當有非常的非線性情況出現，如相變或熱沖擊分析，使用這個工具很有效，缺省時關閉。
Nonliner——predictor（收斂提高預測器）根據前面的結果預測溫度的結果，他在模型的非線性相應隨時間變化過程中改變平滑的情況下非常有效，ANSYS缺省條件下自動預測每個子步后的結果，預測器可以使用手工打開和關閉。
Nonliner——monitor 定義3個變量來跟蹤模型特定節點的溫度相應和范例熱流率。
展開 關于ANSYS Workbench非線性分析收斂的學習筆記 ￥5
與此同時，如果在有限元分析中應用到非線性材料，無疑會對材料性能的確定、計算的設置、計算的收斂以及保證結果的精度增加難度。</li><li>幾何非線性。我們日常生活中，某些結構在載荷變化的過程中會發生突變，結構發生大變形，這將直接導致結構的響應規律發生重大變化，其中主要分為兩種，分別是大撓度和大應變。（1）大撓度：比如向上翹曲的殼零件，在很小載荷作用下發生很小的應變和位移，但當載荷作用加大，殼會向下凹陷，也就變成了小應變，大位移。（2）大應變:比如橡膠件在壓力作用下發生的變形，橡膠幾乎是不可壓縮的，應變很小，但是在拉伸時，應變很大。</li><li>狀態非線性。絕大部分有限元分析都不是簡單的零件分析，而且復雜的裝配體分析，很多的零件之間會存在接觸或者分離的狀態變化。比如齒輪的嚙合，兩個齒輪會存在接觸和分離的狀態變化，這時候結構剛度就會因為狀態變化而變化。邊界條件中的接觸就是狀態非線性的一種。</li></ol><p> 非線性無疑會增加有限元分析的難度和成本，在我們實際的模型中，以上三種非線性類型往往交叉出現，不僅具有材料非線性、幾何非線性，還有狀態非線性。對于此類問題，新手往往難以完成計算設計以實現計算收斂，下面簡單介紹相關非線性計算的收斂技巧。</p>
展開 ANSYS Mechanical 非線性結構分析的收斂性 ￥5
ANSYS Mechanical 作為ANSYS致力于結構分析的模塊，可以對線性以及非線性結構分析問題進行仿真。其中非線性問題對于 用戶都是一種挑戰，分析過程中頻繁蹦出的“errors”and“Warnings”挑戰著分析人員的耐心，結果收斂成為大家最期待的結果。如果想順利進行非線性結構分析，學會診斷不收斂問題，就顯得至關重要了。
