ansys查看收斂曲線
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
ansys查看收斂曲線的實例教程
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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另外，我們基于Ansys Lumerical FDTD軟件及波導邊界曲線伴隨法逆向設計，優化實現了任意角度X型交叉等器件，器件體積極致縮小。
6、運行仿真并查看結果：請求頂面的 X 向位移頻響曲線。從圖 2 可見，當載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 區間時，變形范圍為 4×10?3mm 至 8×10?3mm。
圖 2 頂面的 X 向位移頻響曲線
7、采用粘彈性阻尼器重復上述分析。復制諧響應分析系統。
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。在 0 到 1 秒期間，圓柱體因重力向下移動，隨后因小圓柱體的運動向上移動約 0.0075 毫米，與預測值一致。作用在小圓柱體上的力如圖 7 所示。24.5 × 402.6 ≈ 9800 牛頓。總之，要舉升 9800 牛頓的重物，僅需 24.5 牛頓的輸入力。
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。O 型圈變形后的總位移云圖如圖 3 所示。
圖3. 總位移云圖
總結
本仿真展示了O型圈密封的過程原理。
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。
反力-時間曲線
總結
本模擬通過圓柱柱體局部屈曲分析，說明了如何向初始幾何引入缺陷。這種缺陷量對于使模型在數值上發生屈曲是必要的。使用非線性穩定化是為了在屈曲點處實現收斂。
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在云端，可能的組合非常豐富，使用Ansys Cloud可以輕松地嘗試不同的實例。您還可以將結果與現有的FDTD性能基準測試進行比較。
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案例中使用了S8R5（8節點四邊形殼）單元，并進行了網格收斂性研究。
步驟 9：提交作業與計算
創建作業并提交計算。監控求解過程（.sta文件），注意是否有收斂困難。
后處理與結果分析
步驟 10：驗證與結果提取
力矩-轉角曲線： 繪制加載端參考點的反作用力矩（RM）與轉角（UR）的關系曲線。這是評估結構剛度和預測坍塌彎矩的關鍵結果。
工具鏈：CAxWorks.PreSys 2026R1（前處理 + 后處理） + Ansys Mechanical（求解器）
操作工程師：李工，CAE仿真工程師，3年工作經驗
本文記錄李工使用PreSys完成從CAD模型導入、幾何清理、網格劃分、材料屬性定義、邊界條件設置、Ansys求解器提交，到結果后處理與報告生成的全過程。
在Ansys Workbench中，用戶可以方便的查看應力結果云圖，從而大體評估出危險疲勞區域。并且用戶可以通過選取高應力區域的單元體，再通過特征尺寸一般計算公式，來估計高應力區域的特征尺寸，進行進行合理的FKM疲勞評估。
但是，Ansys Workbench中，當用戶選中了某個/某些體單元后，在選擇信息欄中并不能直接給出單元體積和表面的有效信息輸出。
