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第1個載荷步中，第1個分析子步經(jīng)過了15次迭代收斂（圖中每個圓點代表一次迭代）。經(jīng)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(shè)置的信息如下：初始子步數(shù)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(jīng)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?yōu)?.1s。

時間步長：為讓結(jié)果穩(wěn)定、平滑，建議每個沖擊周期至少劃分 20 個時間步，因此步長需滿足 2、 什么是地應(yīng)力，為什么在開挖之前要設(shè)置地應(yīng)力分析步地應(yīng)力是指在沒有外部擾動時，地下巖土體內(nèi)部由于自重、構(gòu)造應(yīng)力、孔隙水壓力等原因形成的初始應(yīng)力場。

有限元瞬態(tài)分析步驟：幾何建模：細化載荷移動路徑網(wǎng)格（尺寸≤1/10波長）；接觸定義：采用面-面接觸模擬輪軌/車橋相互作用；載荷施加：通過APDL命令流或用戶子程序?qū)崿F(xiàn)移動載荷；求解設(shè)置：時間步長滿足 Δt≤Tmin?/10?為最小振動周期）。 將各載荷添加于模型，其中移動罩載荷使用ABAQUS中DLOAD子程序?qū)崿F(xiàn)，如圖1所示。

打開時間步長預(yù)測LNSRCH,ON ! 打開線性搜索AUTOTS,ON ! 激活自動時間步長ALLSEL ! 全選擇solvefinish注意事項：1、極限載荷法基于材料非線性，應(yīng)用理想彈塑性本構(gòu)模型。極限載荷法不考慮幾何非線性，ANSYS計算時不需打開大變形選項。關(guān)于這兩點，是有一些爭議的，很多書上，甚至一些很有影響力的ANSYS書籍上，并沒有按照上面的做法。

載荷的這種階梯式變化應(yīng)該通過使用事件 接口來解決，如 COMSOL 知識庫中關(guān)于 求解包含時變載荷階躍變化 的模型一文所述。簡單來說，事件接口會準確地告訴求解器載荷的變化什么發(fā)生，求解器將相應(yīng)地調(diào)整時間步長。我們可能也想知道 求解器采取的時間步長 ，這可以通過修改求解器的設(shè)置，按求解器的步長輸出結(jié)果，然后就可以繪制零件頂部中心點的溫度，如圖3所示。

（4）對于高度非線性的瞬態(tài)問題，每個時間步長的最大迭代次數(shù)可能會增加。 控制非線性解的默認值對于大多數(shù)問題都足夠了。然而，對于那些需要額外控制的問題，溫度、載荷和功(WORK)的收斂容差可以修改。在求解傳熱問題時，基于功的收斂準則實際上是一個數(shù)學(xué)構(gòu)造，它代表了結(jié)構(gòu)分析中所用方程的擴展。

主要求解操作是載荷和時間步、帶有可接受平衡誤差的收斂測試的迭代和剛度矩陣更新。迭代過程基于牛頓-拉弗森法。切線矩陣更新自動執(zhí)行以提高計算效率，也可以由用戶指定參數(shù)。自適應(yīng)方法是以兩點遞推(或一步)公式為基礎(chǔ)實現(xiàn)的。在瞬態(tài)動態(tài)環(huán)境中，精度和效率要求的最佳時間步長是連續(xù)變化的。自動時間步長調(diào)整的基本概念是，在前一個時間步長上，基于增量變形模式的起決定作用的頻率可以預(yù)測時間步長的適當大小。

“Time Step Scale Factor” 可用于在動力松弛期間縮放計算出的時間步長。另外，也可使用 LS - DYNA 隱式求解器進行動態(tài)分析來計算預(yù)加載。進行非線性隱式瞬態(tài)分析時，需要提供一個初始時間步長。

調(diào)整分析步設(shè)置：在復(fù)雜的非線性分析中，例如金屬成型過程模擬，如果初始設(shè)置的分析步長不合適（過長可能導(dǎo)致收斂困難，過短則會增加計算時間），可以在重啟動分析時修改分析步長。首先根據(jù)已完成部分的分析結(jié)果確定合適的步長，然后從合適的重啟動點開始，采用新的分析步長繼續(xù)分析，以提高分析效率和準確性。2.

需要注意的是在顯式計算中，收斂性是有條件的，即給定的時間步長，必須小于最小的穩(wěn)定時間步長，以避免結(jié)果發(fā)散。通常顯式計算的穩(wěn)定時間步長在1E-7，對于晶體塑性這類復(fù)雜的本構(gòu)模型計算穩(wěn)定時間步長通常在1E-9之下，所以計算時間往往較長，當然可以適用質(zhì)量縮放來提高最小穩(wěn)定時間步長，從而節(jié)約計算時間，（質(zhì)量密度會影響穩(wěn)定性極限，因此在某些情況下縮放質(zhì)量密度可能會提高分析效率。

nCode EN Constant使用結(jié)構(gòu)分析結(jié)果的開始和結(jié)束時刻比例系數(shù)乘以結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析結(jié)果生成應(yīng)變載荷循環(huán)。nCode EN TimeSeries使用結(jié)構(gòu)應(yīng)力結(jié)果以及時間歷程載荷，通過線性疊加創(chuàng)建應(yīng)變歷程。nCode EN Constant系統(tǒng)并更改Load Mapping對話框中的Loading type，可以輕松設(shè)置nCode En時間步長。

使用0.05的初始時間步長計算載荷極限。為了精確捕捉結(jié)構(gòu)完整性損失，時間增量可以減少到0.001。

這項設(shè)置需要管理用戶使用的兩種或三種不同工具間的時間步長，當使用協(xié)同仿真工具數(shù)據(jù)從一個系統(tǒng)傳輸至另一個系統(tǒng)時，時間步長必須匹配，如果時間步長不匹配就不能獲得正確的響應(yīng)。在ModelCenter Integrate中開啟這項功能，確保二者的時間步長匹配。

以下命令指定裂紋擴展的求解控制： CGROW,DTIME,1E-3——檢測到裂紋擴展的初始時間步長。 CGROW,DTMIN,1E-4——檢測到裂紋擴展時允許的最小時間步長。 CGROW,DTMAX,2E-2——檢測到裂紋擴展時允許的最大時間步長。

使用事件接口模擬步長變化 如果模型中的載荷或邊界條件將隨時間發(fā)生瞬時變化（在已知時間或已知條件下），則應(yīng)通過引入事件接口來求解此類問題。“事件”接口可確保求解器準確捕獲載荷的所有階躍變化。 求解器相對容差 在使用自適應(yīng)時間步進（使用任意求解器方法）時，軟件會自動調(diào)整所用的時間步長，以滿足所需的相對容差。

然而它對時間步長非常敏感，必須滿足穩(wěn)定條件，通常由最小單元尺寸和波速決定，因此分析可能需要大量增量步。盡管如此，顯式算法在復(fù)雜接觸問題和強非線性高頻動力學(xué)問題（如沖擊、碰撞、爆炸、穿透）中具有明顯優(yōu)勢，能夠更真實地反映載荷傳遞過程。

第一個載荷步能在幾個載荷步后收斂，但第二和第三個載荷步需要設(shè)置合理的求解設(shè)置才能收斂。 為快速收斂，需要設(shè)置自動時間步長，初始時間步長設(shè)置為0.1，最小時間步長0.001，在載荷步2和3中最大時間步長0.2，更大的最大時間步長可能造成不收斂。 時間步長由網(wǎng)格和單元尺寸決定，為了穩(wěn)定性，在隱式積分算法中不存在時間步長限制。

臨界時間步長和波傳播時間最重要的一點是，顯式求解每次只求解“當前時間步之后的時間步”。顯式求解器是在每個時間步內(nèi)計算應(yīng)變是如何變化的，因此時間步長必須小于應(yīng)變波穿過模型中最小單元所需的時間。這一限制被稱為臨界時間步長，而聲音穿過材料的速度決定了波傳播時間。對于剛度大的材料和小單元尺寸，關(guān)鍵時間步通常約為毫秒級。

需要注意的是在顯式計算中，收斂性是有條件的，即給定的時間步長，必須小于最小的穩(wěn)定時間步長，以避免結(jié)果發(fā)散。通常顯式計算的穩(wěn)定時間步長在1E-7，對于晶體塑性這類復(fù)雜的本構(gòu)模型計算穩(wěn)定時間步長通常在1E-9之下，所以計算時間往往較長，當然可以適用質(zhì)量縮放來提高最小穩(wěn)定時間步長，從而節(jié)約計算時間，（質(zhì)量密度會影響穩(wěn)定性極限，因此在某些情況下縮放質(zhì)量密度可能會提高分析效率。