載荷步 ansys的案例
怎樣理解ANSYS中的載荷步？
怎樣理解ansys中的載荷步？
一.載荷步的含義
一個載荷步是指邊界條件和載荷選項的一次設置，用戶可對此進行一次或多次求解。
一個分析過程可以包括：
1.單一載荷步（常常這是足夠的）
2.多重載荷步
有三種方法可以用來定義并求解多載荷步
1.多次求解方法
2.載荷步文件方法
3.向量參數方法
二.多次求解方法介紹
多次求解方法是三種方法中最易理解的方法
缺點：用戶必須等到每一次求解完成后才能定義下一次載荷步（除非使用批處理方法）
注意：只有在不離開求解過程時，此方法才有效。否則，必須指示程序進行重啟動
為了使用多次求解方法：
1.定義第一個載荷步并存盤
2.進行求解
3.不要退出求解器，按需要為第二次求解改變載荷步并存盤
4.進行求解
5.不要退出求解器，繼續(xù)進行步驟3和步驟4直到所有的載荷步完成
6.進行后處理
三.載荷步文件方法介紹
當用戶想離開計算機時，使用此方法求解多重載荷步是很方便的
程序將每個載荷步寫到一個載荷步文件，此文件名為jobname.sxx（sxx 為載荷步號），然后使用一條命令，讀進每個載荷步文件并開始求解
為了使用載荷步文件方法：
1.定義第一個載荷步
2.將邊界條件寫進文件
Main Menu: Solution >-Load Step Opts- Write LS File (jobname.sxx)…
3.為了進行第二次求解按需要改變載荷條件
4.將邊界條件寫到第二個文件
5.利用載荷步文件進行求解
Main Menu: Solution > -Solve- From LS Files (jobname.sxx)…
四.向量參數方法介紹
主要用于瞬態(tài)和非線性穩(wěn)－靜態(tài)分析。
展開 基于ansys的鋼管彎曲回彈的載荷步設置
鋼管是彈塑性材料，我施加載荷到它達到屈服極限后，撤去載荷，這樣它就會有一個殘余變形。
之前想用ansys-dyna來做的，老師要求我用ansys來做靜態(tài)仿真。我設置了兩個載荷步，一是下壓，二是回彈（就是撤去壓力）。這其中還有接觸。
我做了仿真，發(fā)現下壓時是容易收斂的，但是回彈時的第一個子步很不容易收斂（這是我想要請教大家的，這個該怎么解決），不過一旦收斂后面的子步就很容易收斂。這里想向大家請教一下，我該如何設置回彈的載荷步，來解決這個問題。
其實我是想兩個載荷步都是線性變化的，這樣就會慢慢加載和慢慢卸載，但是我發(fā)現加載是線性的，卸載好像是一個子步完成的，雖然我設置了kbc,0，但是卸載我覺得還是階躍的。
這是我后處理里對其中一個節(jié)點的位移時間圖。
可以看到它的回彈是很短時間里發(fā)生的，我初步設想是如果以線性的方式回彈這樣可能容易收斂，不知道我這種想法科學么。
而且，我猜想回彈時不收斂的原因是，回彈時載荷突然變?yōu)?，這樣接觸可能有問題，以上是小弟自己的想法，想和大家探討和學習，來找到辦法解決回彈不收斂。
這是我的模型加載圖
展開 ANSYS WORKBENCH-多載荷步的例子-APDL
這段ADPL命令流的含義是：
首先退出前面的某個處理器(finish)
然后進入到求解器中（/solve），在1,2,3,個時間步，依次在頂面上施加1,2,3mpa的載荷(sf)，并將該載荷步寫入到載荷步文件中（lswrite）,然后先后求解這三個載荷步（lssolve）。
最后退出求解器（finish）
在上述命令流中，對于頂面加載時，用到了前面定義的命名集的名字。
意味著要對頂面加載。
7.仿真以查看結果。
仿真并查看變形
可見，最大變形已經達到22mm，這已經是大變形了。
應力結果
最大應力達到近900Mpa，顯然，這個應力較大，超過了一般鋼材所能夠承受的限度。
所以，如果這是一個實際問題的話，那么需要進一步考慮材料非線性和幾何非線性進行分析。
展開 在ANSYS WORKBENCH中插入APDL命令例子--多載荷步的例子
載荷從1MPa，2MPa，3MPa漸漸增加。要求結構的最大位移。
【問題分析】
本問題可以直接在wb中用多載荷步來求解，這里說明如何使用插入APDL命令的方式實現。
【求解過程】
1. 打開ANSYS WORKBENCH14.5
2.創(chuàng)建結構靜力學分析系統(tǒng)。
3.創(chuàng)建幾何體。
雙擊geometry單元格，進入DM,選擇mm單位。
創(chuàng)建長方體。
其尺寸設置是
退出DM.
4.劃分網格。
雙擊MODEL,進入到MECHANICAL中，按照默認方式劃分網格。
5.固定左端面。
6.添加APDL命令以分步加載。
下面使用APDL命令進行分步加載。
由于該命令最后要傳遞到經典界面中計算，而經典界面沒有單位。為保持統(tǒng)一性，都用毫米單位。
（1）設置單位
（2）創(chuàng)建命名集。
由于在命令中要引用頂面這個面，為了能夠正確引用，先需要給它一個名稱，這需要使用命名集來完成。
選擇上述頂面，創(chuàng)建命名集。在彈出的對話框中設置名字：topface
則樹形大綱中出現了該命名集。
有了命名集，在后面就可以使用該名字了。
（3）插入APDL命令。
在數形大綱中先選擇A5，再從工具欄中選擇命令按鈕
則圖形窗口變成了一個文本編輯器，此處可以輸入命令。
該文本窗口內說了很多話，主要內容包含兩點：
第一，這些命令會在SOLVE命令剛執(zhí)行前執(zhí)行。
第二，注意這里用的單位是mm.
現在我們向該文本窗口輸入下列命令。
這段ADPL命令流的含義是：
首先退出前面的某個處理器(finish)
然后進入到求解器中（/solve），在1,2,3,個時間步，依次在頂面上施加1,2,3mpa的載荷(sf)，并將該載荷步寫入到載荷步文件中（lswrite）,然后先后求解這三個載荷步（lssolve）。
展開 
如何在ANSYS WORKBENCH中進行多載荷步的靜力分析？
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
ANSYS接觸屬性
對于基于接觸牽引力的模型，ANSYS 可以確定域接觸節(jié)點關聯的面。對于單點接觸，將使用單位面積，它等價于基于接觸力的模型。
接觸屬性：剛性目標
使用 Rigid target 標簽為接觸分析設置以下選項：
Boundary condition on target nodes (目標節(jié)點上的邊界條件)
目標節(jié)點上邊界條件可以是自動約束或用戶指定的。
對于自動約束選項 (默認值)，ANSYS 檢查每個目標面的邊界條件，如果遇到如下的所有條件，則 ANSYS 將目標節(jié)點各自的自由度作為固定的：
¨ 對于目標面節(jié)點沒有明確的邊界條件或作用力；
¨ 目標面節(jié)點沒有連接到其他單元；
¨ 沒有約束方程或節(jié)點偶合來約束目標面節(jié)點。
在每個載荷步結束時，ANSYS 釋放內部設置的約束條件。
存儲在結果文件(Jobname.RST) 和數據庫文件 (Jobname.DB) 中的約束條件可以隨著這一變化而更新。在重啟動一個分析或以交互方式重新求解時，需要仔細確認當前的約束條件是否時預期的。
如果希望控制目標節(jié)點的約束條件，選擇 User specified。
Area elements have (有面單元時)
說明三維剛性目標面網格是高階的 (有中間節(jié)點) 還是低階的目標單元
Pilot Node (引導節(jié)點)
使用以下選項可以定義或修改引導節(jié)點：
¨ Pilot Name (引導節(jié)點名 – 可選) – 為包含引導節(jié)點的節(jié)點component 指定一個名字，以后可以方便的對引導節(jié)點進行交互操作。
展開 拓撲優(yōu)化
拓撲優(yōu)化的目標是尋找承受單載荷或多載荷的物體的最佳材料分配方案。這種方案在拓撲優(yōu)化中表現為“最大剛度”設計。
與傳統(tǒng)的優(yōu)化設計不同的是，拓撲優(yōu)化不需要給出參數和優(yōu)化變量的定義。目標函數、狀態(tài)變量和設計變量（參見“優(yōu)化設計”一章）都是預定義好的。用戶只需要給出結構的參數（材料特性、模型、載荷等）和要省去的材料百分比。
拓撲優(yōu)化的目標——目標函數——是在滿足結構的約束（V）情況下減少結構的變形能。減小結構的變形能相當于提高結構的剛度。這個技術通過使用設計變量（hi）給每個有限元的單元賦予內部偽密度來實現。這些偽密度用PLNSOL，TOPO命令來繪出。
例如，給定V=60表示在給定載荷并滿足最大剛度準則要求的情況下省去60%的材料。圖2-1表示滿足約束和載荷要求的拓撲優(yōu)化結果。圖2-1a表示載荷和邊界條件，圖2-2b表示以密度云圖形式繪制的拓撲結果。
圖2-1 體積減少60%的拓撲優(yōu)化示例
如何做拓撲優(yōu)化
拓撲優(yōu)化包括如下主要步驟：
1． 定義拓撲優(yōu)化問題。
2． 選擇單元類型。
3． 指定要優(yōu)化和不優(yōu)化的區(qū)域。
4． 定義和控制載荷工況。
5． 定義和控制優(yōu)化過程。
6． 查看結果。
拓撲優(yōu)化的細節(jié)在下面給出。關于批處理方式和圖形菜單方式
不同的做法也同樣提及。
定義拓撲優(yōu)化問題
定義拓撲優(yōu)化問題同定義其他線性，彈性結構問題做法一樣。用戶需要定義材料特性（楊氏模量和泊松比），選擇合適的單元類型生成有限元模型，施加載荷和邊界條件做單載荷步或多載荷步分析。參見“ANSYS Analysis Procedures Guides”第一、二章。
選擇單元類型
拓撲優(yōu)化功能可以使用二維平面單元，三維塊單元和殼單元。
展開 