ansys非線性自動(dòng)穩(wěn)定的案例
Ansys影響非線性收斂穩(wěn)定性及其速度的因素分析
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。
展開 自動(dòng)動(dòng)態(tài)增量非線性分析-1981年的開源非線性有限元軟件是什么樣子
運(yùn)行ADINA.D1中的第一個(gè)例子，這是一個(gè)塔索結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析：
輸入文件內(nèi)容：
很快，我們得到了該分析的后綴名為.OUT的結(jié)果文件：
以上，就是對(duì)adina81和adina84版本代碼編譯運(yùn)行的過程，盡管這兩個(gè)程序產(chǎn)生于四十年前，完全沒有任何前處理界面，只能通過手動(dòng)填寫輸入文件，但是其依然能夠高效完成彈塑性，超彈性，幾何非線性等基本的結(jié)構(gòu)有限元分析。
【完】
注：關(guān)注公眾號(hào) 有限元術(shù) 回復(fù)adina，獲得adina81和adina84的源代碼，exe運(yùn)行文件及《ADIINA_ADINAT使用手冊(cè)-自動(dòng)動(dòng)態(tài)增量非線性分析有限元程序》。
【8月29日-9月1日 北京】Ansys workbench結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計(jì)算與非線性分析
“Ansys workbench結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計(jì)算與非線性分析”高級(jí)培訓(xùn)
一、課程背景：
ANSYS軟件因其領(lǐng)先的“虛擬樣機(jī)”理念和技術(shù)、強(qiáng)大的功能和便捷的操作，迅速發(fā)展成為CAE領(lǐng)域中使用范圍最廣、應(yīng)用行業(yè)最多的數(shù)值仿真工具，占據(jù)了全球該CAE分析領(lǐng)域的大部分市場(chǎng)份額，被廣泛應(yīng)用于航天、航空、汽車、兵器、船舶、電子、工程設(shè)備、重型機(jī)械、交通、土建及水利工程等行業(yè)，眾多國際化大型公司、企業(yè)均采用ANSYS軟件作為其產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)過程中力學(xué)性能仿真的平臺(tái)。
為了讓廣大分析人員學(xué)習(xí)和掌握Ansys workbench強(qiáng)大的建模和仿真分析技術(shù)，弄清Ansys workbench的計(jì)算原理和操作技巧，特舉辦《結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計(jì)算與非線性分析》培訓(xùn)。
通過大量的理論和實(shí)例講解，使得學(xué)員可以在較短時(shí)間內(nèi)掌握Ansys workbench的建模網(wǎng)格劃分與計(jì)算后處理技巧，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度評(píng)價(jià)技術(shù)、子模型技術(shù)、非線性計(jì)算方法與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)技術(shù)和結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算與動(dòng)強(qiáng)度評(píng)估技巧，掌握Ansys workbench破解應(yīng)力奇異與應(yīng)力集中問題、網(wǎng)格奇異與網(wǎng)格再生問題、計(jì)算不收斂問題、計(jì)算結(jié)果評(píng)價(jià)問題等關(guān)鍵數(shù)值計(jì)算疑難問題的技巧，并為大型復(fù)雜實(shí)際工程的計(jì)算仿真提供有效、可靠的數(shù)值解決方案和技術(shù)支撐。
二、增值服務(wù)：
1、贈(zèng)送定制U盤一個(gè)；
2、同一單位2人報(bào)名享受9折優(yōu)惠；同一單位3人以上（含）報(bào)名享受8.5折優(yōu)惠；
3、課程結(jié)束后贈(zèng)送10套學(xué)習(xí)資料；
4、參訓(xùn)學(xué)員或企業(yè)針對(duì)課程相關(guān)問題在課程結(jié)束后也可以得到老師的解答與指導(dǎo)（郵件、微信、電話），作為培訓(xùn)講授的補(bǔ)充。
展開 【數(shù)值算法】系數(shù)矩陣非對(duì)稱時(shí)，線性方程組如何求解？-穩(wěn)定雙共軛梯度法(Bicgstab)求解線性方程組
在前面的文章和中表明共軛梯度法是求解對(duì)稱正定線性方程組的一種有效方法，當(dāng)針對(duì)不同的系數(shù)矩陣采用不同的預(yù)處理方式時(shí)，其可以以較少的迭代次數(shù)獲得較高精度的解。然而，該方法的一個(gè)缺點(diǎn)就是其只能適用于對(duì)稱正定系數(shù)矩陣，當(dāng)系數(shù)矩陣不再是對(duì)稱正定時(shí)，此方法可能失效。
以下舉例：
上面矩陣A為非對(duì)稱矩陣，采用共軛梯度法求解過程如下：
該方程組采用共軛梯度法迭代4862次依然未收斂。因此，對(duì)于該非對(duì)稱方程，可以認(rèn)為，共軛梯度法幾乎是失效的。
在實(shí)際工程中，有限元方法形成的剛度系數(shù)以對(duì)稱正定居多，但是實(shí)際上也存在非對(duì)稱的可能，例如，當(dāng)材料本構(gòu)采用摩爾-庫倫本構(gòu)時(shí)，其形成的剛度矩陣就有可能會(huì)是非對(duì)稱的，此時(shí)如果是使用商業(yè)軟件，應(yīng)當(dāng)在軟件中選擇非對(duì)稱求解器。如果是自主編程且采用迭代法求解線性方程組，則需要找到一種適用于非對(duì)稱矩陣的求解方法。
常見的非對(duì)稱系數(shù)矩陣求解方法主要有：廣義最小殘差法(GMRES)，雙共軛梯度法（Bicg）穩(wěn)定雙共軛梯度法(BiCGStab)，穩(wěn)定混合雙共軛梯度法（BiCGStab(l)），這些方法相對(duì)于常規(guī)的共軛梯度法在推導(dǎo)上均增加了一些難度，實(shí)際推導(dǎo)往往較為復(fù)雜。本文不展開推導(dǎo)，僅對(duì)穩(wěn)定雙共軛梯度法(BiCGStab)的偽代碼作簡要粘貼。
展開 
雙非線性穩(wěn)定的四個(gè)案例
今日梳理資料，理出幾個(gè)關(guān)于非線性穩(wěn)定分析的案例，簡單看看是什么破壞？到底是失穩(wěn)破壞還是強(qiáng)度破壞？
說明一下，所有案例分析中均考慮幾何非線性和材料非線性，且桿件的非線性滯回本構(gòu)來自于微觀材料模型，不人為指定宏觀失穩(wěn)本構(gòu)，通過單元細(xì)分模擬桿件失穩(wěn)。有地震過程中的桿件動(dòng)態(tài)失穩(wěn)，也有靜力加載下的整體失穩(wěn)。
案例一
某鋼結(jié)構(gòu)單層網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，超罕遇地震作用下，部分桿件發(fā)生屈曲，同時(shí)伴隨屈服（動(dòng)力彈塑性分析結(jié)果）。
地震作用下部分桿件屈曲失穩(wěn)
桿件軸力-變形滯回曲線
案例二
某三塔連體結(jié)構(gòu)，連廊的豎向支撐結(jié)構(gòu)，采用框架+純鋼板墻，地震作用下，薄鋼板發(fā)生側(cè)向屈曲。
鋼板側(cè)向鼓出局部屈曲現(xiàn)象
鋼板發(fā)生屈曲時(shí)的塑性應(yīng)變
鋼板墻側(cè)向變形時(shí)程曲線
鋼板墻地震響應(yīng)滯回曲線
案例三
某劇院屋蓋，采用鋼筋混凝土薄殼結(jié)構(gòu)，在不斷增大的豎向荷載作用下，出現(xiàn)整體失穩(wěn)及強(qiáng)度破壞。
失穩(wěn)時(shí)混凝土的混凝土受壓損傷系數(shù)
荷載位移曲線
注：上圖中曲線上的數(shù)字代表在非線性靜力加載過程中，根據(jù)對(duì)應(yīng)于該荷載的結(jié)構(gòu)及時(shí)剛度進(jìn)行特征值屈曲分析所得荷載因子。
案例四
某三塔連體結(jié)構(gòu)，采用鋼結(jié)構(gòu)支撐筒體體系，主體結(jié)構(gòu)在豎向荷載下的極限失穩(wěn)破壞。
結(jié)構(gòu)組成
僅考慮幾何非線性時(shí)的荷載位移曲線
考慮雙非線性時(shí)的荷載位移曲線
接近失穩(wěn)時(shí)的塑性分布
失穩(wěn)后的塑性分布
來源：小匠驛站
作者： 安東亞
展開 板殼非線性有限元穩(wěn)定性分析
隨著復(fù)合材料在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，復(fù)合材料板殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性特性，包括屈曲和后屈曲特性，成為設(shè)計(jì)人員十分關(guān)注的一個(gè)問題。為此，本文采用商用有限元軟件NASTRAN對(duì)復(fù)合材料板殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。首先，為了驗(yàn)證有限元模型和分析過程的正確性，分析了矩形薄板在受到面內(nèi)均勻和線性分布載荷作用下的穩(wěn)定性問題，并與《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的結(jié)果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)了《手冊(cè)》中個(gè)別情況的數(shù)據(jù)不夠精確，給出了正確結(jié)果；還分析了雙向加載復(fù)合材料加筋薄板穩(wěn)定性問題，與已有的結(jié)果相比較，討論了誤差原因。其次，分析了三種典型邊界條件下多種邊長比矩形薄板在受到面內(nèi)非均勻載荷作用下的穩(wěn)定性問題，引入了當(dāng)量載荷因子并給出了相應(yīng)的公式以方便設(shè)計(jì)者的使用。然后，分析了球殼、柱殼和加筋柱殼的非線性穩(wěn)定性問題，給出了屈曲和后屈曲全過程，并與現(xiàn)有的文獻(xiàn)結(jié)果相比較，再次驗(yàn)證了有限元模型和分析殼的非線性穩(wěn)定性過程的正確性。第四，在此基礎(chǔ)上分析了某復(fù)合材料加筋雙曲率殼非線性穩(wěn)定性問題，給出了殼受橫向集中載荷、剪切載荷和兩種載荷的聯(lián)合作用下的屈曲和后屈曲全過程的結(jié)果，以及聯(lián)合載荷作用下的相關(guān)曲線，為復(fù)合材料雙曲加筋殼設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供了參考，也為采用新的計(jì)算方法研究此類結(jié)構(gòu)提供了對(duì)比數(shù)據(jù)
板殼非線性有限元穩(wěn)定性分析.pdf
展開 結(jié)構(gòu)剛度，強(qiáng)度，穩(wěn)定性計(jì)算與非線性分析
結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性計(jì)算與非線性分析.pdf
案例21-環(huán)肋圓柱的非線性穩(wěn)定屈曲與后屈曲分析
本示例問題是使用非線性穩(wěn)定的非線性屈曲和后屈曲分析。該問題使用一個(gè)承受均勻外壓力的環(huán)肋圓柱來說明如何找到非線性屈曲載荷，在屈曲后階段實(shí)現(xiàn)收斂，并解釋結(jié)果。
簡介
屈曲分析對(duì)于成功的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真至關(guān)重要，尤其是當(dāng)涉及薄殼和梁等結(jié)構(gòu)時(shí)。雖然線性屈曲分析相對(duì)簡單，但它受到近似值的限制，無法模擬后屈曲現(xiàn)象。非線性屈曲分析沒有這些局限性，因此是首選的，即使它稍微復(fù)雜一些，需要一些試錯(cuò)實(shí)驗(yàn)。
通過類比，在物理世界中也很難確定屈曲的開始。“從科學(xué)和工程的角度來看，當(dāng)肉眼可見結(jié)構(gòu)未變形時(shí)，屈曲現(xiàn)象的有趣階段通常發(fā)生在變形非常大之前或僅輕微變形”。為了進(jìn)行非線性屈曲分析，需要特殊的非線性分析技術(shù)來克服收斂困難，通常需要進(jìn)行一些試驗(yàn)。
以下技術(shù)可用于解決不穩(wěn)定性或屈曲問題：
• 非線性穩(wěn)定
該能力處理屈曲的局部和全局不穩(wěn)定性，可用于除弧長法以外的任何其他非線性技術(shù)。
• 弧長法
該方法僅處理施加力時(shí)的整體失穩(wěn)或屈曲，并可以模擬載荷-位移曲線的負(fù)斜率區(qū)域
• 將靜態(tài)問題作為“慢動(dòng)態(tài)”分析
該技術(shù)使用動(dòng)態(tài)效果來防止發(fā)散，但可能很難使用。
本示例使用外部靜水壓力下的環(huán)形加緊圓柱來演示如何預(yù)測(cè)屈曲載荷并借助非線性穩(wěn)定來模擬后屈曲現(xiàn)象。將數(shù)值模擬結(jié)果與參考實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較。
問題描述
一個(gè)由裸露的2024-T3鋁合金制成的圓柱體內(nèi)部用五個(gè)Z形環(huán)加固。它的兩端用厚鋁隔板封閉。在頂板和頂環(huán)以及底板和底環(huán)之間存在鉚接的L形截面。
圓柱承受外部壓力差。壓力導(dǎo)致局部屈曲現(xiàn)象，其特征是加強(qiáng)環(huán)之間的蒙皮屈曲，最終導(dǎo)致坍塌。對(duì)屈曲壓力、屈曲和坍塌模式、圓柱體屈曲的波數(shù)以及荷載-位移曲線進(jìn)行了檢查，并與參考結(jié)果進(jìn)行了比較。
展開 ANSYS實(shí)例 | 剛平板壓縮橡膠的非線性分析——接觸、材料和幾何非線性
二、GUI步驟
1．進(jìn)入ANSYS
程序→ ANSYS (版本號(hào))→ ANSYS Product Launcher→ 改變working directory到指定文件夾→ 在job name輸入：Rubber。
35 Ansys Workbench工程應(yīng)用之——結(jié)構(gòu)非線性（下）：狀態(tài)非線性（5）螺紋連接
本期解讀了螺栓連接，非線性相關(guān)內(nèi)容快寫完了，下期寫啥暫時(shí)還不知道，敬請(qǐng)期待。
由于圖惜實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)實(shí)在有限，文中也難免紕漏百出，敬請(qǐng)批評(píng)指正。
參考文獻(xiàn)：
[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)》——濮良貴、紀(jì)名剛
[2]《Ansys Workbench有限元分析實(shí)例詳解》——周炬、蘇金英
[3] ANSYS 2022幫助文件
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Ansys Workbench工程應(yīng)用之——結(jié)構(gòu)非線性（下）：狀態(tài)非線性（4）過盈配合
設(shè)置接觸：刪除程序自動(dòng)生成的接觸，手動(dòng)添加接觸，分別是橡膠圈與活塞凹槽兩個(gè)邊的摩擦接觸，以及橡膠圈與氣缸3個(gè)邊（斜邊、左豎邊、圓角）的摩擦接觸，橡膠均為接觸體，摩擦系數(shù)均為0.2，行為均為不對(duì)稱，算法均為法向拉格朗日。由于密封圈與活塞之間有初始幾何穿透，所以將界面處理設(shè)置為“添加偏移，斜坡效果”，偏移=0，此處設(shè)置斜坡加載是為了在過盈計(jì)算中更易收斂。
計(jì)算初始接觸，如下圖，過盈量識(shí)別正確，且間隙與穿透都在各自彈球半徑內(nèi)。
Step4 邊界條件。
本計(jì)算包括過盈與擠壓兩種計(jì)算，所以將載荷步分為2步，第一步用于計(jì)算橡膠圈過盈，第二步用于計(jì)算橡膠圈與氣缸、活塞之間的擠壓。
由于有超彈性材料的大變形，以及氣缸的大位移，所以打開大變形選項(xiàng)。
由于有摩擦力，所以使用非對(duì)稱牛頓法促進(jìn)收斂。
其余設(shè)置如下。
對(duì)活塞施加遠(yuǎn)程約束，約束點(diǎn)為（0，0），約束所有方向的移動(dòng)與轉(zhuǎn)到，允許變形（柔性）。
從第2步開始，對(duì)氣缸下邊施加Y向強(qiáng)制位移10，X方向0。
Step5 結(jié)果與后處理。
在結(jié)果中插入總位移，接觸壓力，強(qiáng)制位移處的反力。
位移結(jié)果如下：
接觸壓力結(jié)果如下：
支反力結(jié)果如下，Y方向最大為8535N，說明氣缸運(yùn)行需要這么大的驅(qū)動(dòng)力。
擴(kuò)展顯示設(shè)置如下：
寫在最后
WB已經(jīng)能輕松計(jì)算各種過盈問題，讀者需要注意過盈量的加載方式，特別是當(dāng)過盈量較大時(shí)，應(yīng)使用斜坡加載促進(jìn)收斂。
本期解讀了過盈裝配，下期將詳細(xì)解讀螺紋連接，敬請(qǐng)期待。
由于圖惜實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)實(shí)在有限，文中也難免紕漏百出，敬請(qǐng)批評(píng)指正。
參考文獻(xiàn)：
[1] ANSYS 2022幫助文件
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軸向變速運(yùn)動(dòng)弦線的非線性振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及其穩(wěn)定性
研究具有幾何非線性的軸向運(yùn)動(dòng)弦線的穩(wěn)態(tài)橫向振動(dòng)及其穩(wěn)定性，軸向運(yùn)動(dòng)速度為常平均速度與小簡諧漲落的疊加應(yīng)用Hamilton原理導(dǎo)出了描述弦線橫向振動(dòng)的非線性偏微分方程，直接應(yīng)用于多尺度方法求解該方程，建立了避免出現(xiàn)長期項(xiàng)的可解性條件，得到了近倍頻共振時(shí)非平凡穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及其存在條件，給出數(shù)值例子說明了平均軸向速度、軸向速度漲落的幅值和頻率的影響，應(yīng)用Liapunov線性化穩(wěn)定性理論,導(dǎo)出倍頻參數(shù)共振時(shí)平凡解和非平凡解的不穩(wěn)定條件，給出數(shù)值算例說明相關(guān)參數(shù)對(duì)不穩(wěn)定條件的影響
軸向變速運(yùn)動(dòng)弦線的非線性振動(dòng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及其穩(wěn)定性.pdf
展開 『分享』非線性油膜力作用下滑動(dòng)軸承渦動(dòng)軌跡及穩(wěn)定性分析
非線性油膜力作用下滑動(dòng)軸承渦動(dòng)軌跡及穩(wěn)定性分析
Ansys – Linear 和 Nonlinear Buckling，線性和非線性屈曲分析 ￥15
教程內(nèi)容：
第1節(jié)：簡介
第1講屈曲簡介
第二講線性屈曲
第三講特征值屈曲
第4講線性屈曲示例-1
第五講線性屈曲示例-2
第2節(jié)：基于非線性的線性屈曲
第6講非線性屈曲簡介
第7講基于非線性的線性屈曲示例
第3節(jié)：非線性屈曲
第8講非線性屈曲簡介
第9講非線性屈曲示例第1部分
第10講非線性屈曲示例第2部分
第4節(jié)：后屈曲
第11講后屈曲簡介
第12講屈曲后示例
第5節(jié)：弧長法
第13講弧長法
第14講Ansys的基本原理
展開 ADINAT使用手冊(cè)－自動(dòng)動(dòng)態(tài)非線性分析有限元程序
ADINA_ADINAT使用手冊(cè)——自動(dòng)動(dòng)態(tài)增量非線性分析有限元程序.part1.rar
ADINA_ADINAT使用手冊(cè)——自動(dòng)動(dòng)態(tài)增量非線性分析有限元程序.part2.rar
ADINA_ADINAT使用手冊(cè)——自動(dòng)動(dòng)態(tài)增量非線性分析有限元程序.part3.rar
ADINA_ADINAT使用手冊(cè)——自動(dòng)動(dòng)態(tài)增量非線性分析有限元程序.part3.rar
