分析步
關注創建者：deep 創建時間：2018-08-07
分析步的視頻教程
基于ABAQUS進行井壁穩數值模擬的操作教程（2）：材料屬性定義及分析步設置
本教程是系列教程中的一部分，其他相關教程請從主頁查找 基于ABAQUS進行井壁穩數值模擬的操作教程（1）：模型建立與網格劃分 基于ABAQUS進行井壁穩數值模擬的操作教程（2）：材料參數設置和分析步設置 基于ABAQUS進行井壁穩數值模擬的操作教程（3）：載荷、邊界條件和初始條件的設置 井壁穩定分析過程中當考慮和不考慮鉆井液侵入或濾失時，材料屬性和分析步設置有所差異。
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ABAQUS案例-多體動力學分析詳細講解及Dynamic Implicit分析步的應用
本課程詳細講解了在ABAQUS中模擬多體動力學分析，介紹了connector、interaction及方程約束的使用方法。本案例中采用的Dynamic Implicit分析步，在模擬復雜多體動力學中具有較大的優勢。本案例旨在較為全面的介紹ABAQUS中動力學約束及邊界條件聯合應用技巧及所需要注意的問題。
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分析步的實例教程
ABAQUS模擬分析總的目標是確定模型對載荷的響應?；仡橝BAQUS采用載荷這一術語的含義，載荷是使結構的響應從初始狀態發生改變的量。如:非零邊界條件或指定位移，集中力，分布壓力以及場等等。在某些情況下載荷相對簡單，如結構上只作用一組集中載荷。另外一些問題中施加在結構上的載荷可能會特別復雜，例如，在某一時間段內不同的載荷按一定的順序施加到模型的不同部分，或載荷的幅值是隨時間變化的函數。對計算模型施加復雜載荷時采用載荷歷程這一術語。
在ABAQUS中，用戶可將整個的載荷歷程劃分為若干個分析步。每一個分析步都是由用戶指定的一個 “時間” 段，這樣便于ABAQUS計算模型對該時段內指定一組的載荷和邊界條件的響應。用戶必須在每一個分析步中指定響應的類型，稱之為分析程式，在同一個問題中不同的分析步之間可以改變分析程式。例如，可在一個分析步中施加靜態恒載荷計算靜力響應，如自重載荷；而在其后的分析步中施加地震加速度計算動力響應。
ABAQUS將它所有的分析程式分為兩大類：線性擾動和常規分析。由于ABAQUS對這兩種分析程式的加載條件和“時間”的定義不同，因而對線性擾動和常規分析程式序作了明確的區分。所以對這兩個分析程式的結果應區分對待。
在常規分析過程即常規分析步中，分析的類型可以是線性的也可以是非線性的。而在線性擾動分析過程即擾動分析步中，只能是線性分析。在線性擾動分析步之前的常規分析步中產生的模型的基態，ABAQUS將其用作線性擾動分析步的預變形和預加載狀態，因而使得ABAQUS的模擬分析的能力比僅僅只有線性分析功能的軟件更具有一般性和廣泛性。
線性擾動分析步的起始點稱為模型的基態。如果模擬計算的第一個分析步是線性擾動分析步，則模型的基態就是用初始條件所指定的狀態。否則基本狀態就是在線性擾動分析步之前的最后一個常規分析步結束時的狀態。
展開 本文用于說明如何將多個分析步（Step）組合起來進行裂紋擴展分析，并說明在瞬態分析步或具有多個子步（Increment）的分析步中出現的一些問題。
帶有子步的分析步
在這一節中，描述FRANC3D如何處理有子步的分析步。從ABAQUS的一個簡單的立方體模型開始，定義了三個靜態分析步。約束底部以防止剛體運動，如圖10.33所示，第1個分析步定義頂面的均勻拉力。第2和第3個分析步分別定義頂部左側的一條拉力，以及頂部表面中心的一個集中力，圖10.34。
圖10.33 ABAQUS立方體頂面有拉力。
ABAQUS靜態分析步被定義為在分析過程中產生子步，這可以被認為是瞬態分析的簡化形式。ABAQUS的結果將包括每個分析步的每個子步的位移，圖10.35。
圖10.34 ABAQUS立方體的分析步2和3。
圖10.35 ABAQUS立方體結果--多個分析步和子步。
展開 請教各位，最近abaqus standard使用python腳本設置某分析步初始增量步0.025，inp文件也是記錄0.025，但是實際腳本命令mdb.jobs[].submit計算發現初始增量步取了0.008，改用bat文件也是被自動“修正”為0.008。更改初始增量步或把inp文件放到別的電腦上也會出現這樣的縮減。不明白為什么會出現這種情況
最近一批相同構造不同尺寸的模型在計算，只有一個模型出現這種情況
以下是inp文件中某一分析步（第三個分析步）設定的增量步參數
......
** ----------------------------------------------------------------
**
** step: ml
**
*step, name=ml, nlgeom=yes, inc=10000
*static
0.025, 1., 1e-08, 0.025
**
......
展開 模擬計算的加載過程包含單個或多個步驟，所以要定義分析步。它一般包含分析過程選擇、載荷選擇、輸出要求選擇。且每個分析步均可采用不同的載荷、邊界條件、分析過程和輸出要求。例如在模擬蠕變成型時，涉及到典型的三個過程，分別是壓縮、壓縮狀態保持一定的時間、卸載，針對該過程需要定義三個分析步，分別模擬上述三個過程。
增量步是分析步的一部分。在非線性分析中，一個分析步中施加的總載荷被分解為許多小的增量，這樣就可以按照非線性求解步驟來進行計算。當提出初始增量的大小后，ABAQUS
會自動選擇后繼的增量大小。每個增量步結束時，結構處于（近似）平衡狀態，結果可以寫入輸出數據庫文件、重啟動文件、數據文件或結果文件中。選擇某一增量步的計算結果寫入輸出數據庫文件的數據稱為幀。迭代步是在一增量步中找到平衡解的一種嘗試。如果模型在迭代結束時不是處于平衡狀態，ABAQUS
將進行另一輪迭代。隨著每一次迭代，ABAQUS
得到的解將更接近平衡狀態；有時ABAQUS
需要進行許多次迭代才能得到一平衡解。當平衡解得到以后一個增量步才完成，即結果只能在一個增量步的末尾才能獲得。
ABAQUS/Standard對于非線性問題的求解采用的是Newton-Raphson算法來實現。通過對每一個分析步下的增量步進行多次迭代，來使每個增量步達到收斂，進而得到該分析步下的收斂解。在迭代的過程中，ABAQUS會根據收斂情況，自動地對增量步進行擴大或折減。具體過程如下：
如果一個增量步在16次迭代之內獲得了收斂解，則成功結束當前的增量步，并開始求解下一個增量步。如果兩個連續的增量步都在5次迭代之內就獲得了收斂解，ABAQUS/Standard自動將下一個增量步增大為當前增量步的150%。這個過程叫做增量步的“擴大”。
展開 問題：在建模過程中Step模塊的分析步以及每個分析步下的初始增量步、最大增量步、最小增量步的具體含義，ABAQUS在求解一個非線性問題時是怎樣進行迭代的，如何去判斷每個增量步迭代的平衡條件？等等。
答ABAQUS/Standard對于非線性問題的求解采用的是Newton-Raphson算法來實現。通過對每一個分析步下的增量步進行多次迭代，來使每個增量步達到收斂，進而得到該分析步下的收斂解。在迭代的過程中，ABAQUS會根據收斂情況，自動地對增量步進行擴大或折減。具體過程如下：如果一個增量步在16次迭代之內獲得了收斂解，則成功結束當前的增量步，并開始求解下一個增量步。如果兩個連續的增量步都在5次迭代之內就獲得了收斂解，ABAQUS/Standard自動將下一個增量步增大為當前增量步的150%。這個過程叫做增量步的“擴大”。如果一個增量步經過16次迭代仍沒有獲得收斂解，或者計算結果是發散的， 系統會將增量步減小為當前增量步的25%，重新開始迭代嘗試，此過程稱為“折減”。當折減次數超過5次，那么就會出現我們經常遇到的錯誤信息：“ERROR:?TOO?MANY?ATTEMPTS?MADE?FOR?THIS?INCREMENT:?ANALYSIS?TERMINATED?”。造成這樣的問題往往是因為模型的本身有問題，例如存在剛體位移、過約束、接觸或者塑性材料定義不當、網格過于粗糙或過于細化等。在進行非線性分析前，一般都要對最大增量步的數目、初始增量步、最大和最小增量步進行適當的設定，來保證求解的順利進行。
1.初始增量步：對于很容易收斂的問題，一般設定為1即可；對于難以收斂的非線性問題，需減小初始增量步，如將分析步時間乘以或(這個需根據問題的具體情況決定)。
2.?
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共創建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發生主要的相變，計算再次快速收斂。
初始模型如下：
在step中使用熱力耦合分析步，在子程序中引入溫度相關的變形梯度
邊界條件設置：初始溫度場293K，同時設定Y+方向為393K，所有熱相關參數均使用文章的相關參數，左側固定，右側施加位移邊界條件，并使用C3D8T單元進行網格離散。
分析步采用顯式動力學，時間周期默認 0.01 s，場輸出包含應力 S、應變 E、位移 U、損傷變量 SDEG 和 DMICRT、狀態變量 SDV 及 STATUS，歷史輸出請求接觸面法向力 CFN3，便于后處理中快讀提取力?時間/位移曲線。
基于UMAT的蠕變變形仿真16天前
然后是載荷與分析步的處理。蠕變是在外載荷不變的情況下，為此需要設置兩個分析步：
Step1：載荷加載；
Step2：載荷保持不動，隨著時間增加，蠕變應變累積，應力重新分配。
效果驗證
設計一個簡單的拉伸案例用于蠕變效果的驗證：
(1) 模型截面：30mm×3.0mm，長度500mm。
(2) 彈性模量：基于試驗擬合的和溫度相關的關系式，定義在子程序中。
共創建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發生主要的相變，計算再次快速收斂。
圖3：為分析定義的子步
7. 采用線性網格對模型進行劃分并求解分析。得到的太陽能電池板表面的熱流密度矢量圖和溫度分布如圖4和圖5所示。
圖4：熱流密度圖（等軸測視圖與側視圖）
編輯
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圖5：溫度云圖
總結
本示例展示了到達太陽能電池板的熱流密度，以及溫度分布從初始環境溫度220°C開始的變化。
具有連續調制光柵區域的光波導化1個月前
?
光波導上的光柵分析和平滑調制的光柵參數 [用例]
?
AR/MR 應用波導的步跡分析 [用例]
光束步跡和光柵分析工具用于指定光柵參數變化的所需范圍，并針對特定條件（波長和方向）預先計算相應的瑞利系數。
分析步
2個動態顯示分析步，Nlgeom大變形勾上打開，分析步時間分別為0.000428, 0.00012。其它默認。
接觸
坯料頂部和外側表面與剛性模具之間的接觸使用一個接觸對來模擬。坯料表面在模型中指定為一個表面定義。接觸表面之間的機械相互作用被假定為連續、粗糙的摩擦接觸。
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習引擎蓋三維模型的處理
2、學習模態分析步的建立
3、學習模態分析的邊界條件的施加
4、學習模態分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習引擎蓋三維模型的處理
2、學習靜力學分析步的建立
3、學習靜力學分析的邊界條件的施加
4、學習靜力學分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
