ANSYS非線性分析（控制選項）

時間:2010-01-12 11:13:08 來源:

1、非線性分析

（1）牛頓-拉普森選項（NROPT）

僅在非線性分析中使用這個選項，。這個選項制定在求解期間每隔多長時間修正一次正切矩陣。可以指定下列值中的一個:

Ø 程序選擇（NROPT，AUTO）。程序根據模型中存在的非線性種類自動選用這些選項中的一個。在需要時牛頓-拉普森方法將自動激活自適應下降。

Ø 完全牛頓-拉普森選項（NROPT，FULL）。程序使用完全的牛頓-拉普森處理方法，在這種處理方法中每進行一次平衡迭代都修改剛度矩陣一次。如果自適應下降是關閉的，程序每一次平衡迭代都使用正切剛度矩陣。如果自適應下降是打開的，只要迭代保持穩定，程序僅適用正切剛度矩陣。如果在某一次迭代過程中檢測到發散傾向，程序將拋棄發散的迭代并重新開始求解，此時應用正切和正割剛度矩陣的加權組合。當迭代重新回到收斂模式是程序將重新開始使用正切剛度矩陣。對復雜的非線性問題自適應下降統稱能提高程序獲得收斂的能力。

Ø 修正牛頓-拉普森選項（NROPT，MODL）。程序使用修正的牛頓-拉普森方法，在這種方法中正切剛度矩陣在每一步中都被修正，在一個子步的平衡迭代期間矩陣不被改變。這個選項不適應于大變形分析，而且無法使用自適應下降。

Ø 初始剛度（NROPT，INIT）。程序在每一次平衡迭代中都使用初始剛度矩陣，該選項可以使迭代過程更容易收斂，但需要更多迭代次數得到收斂。該選項不適用于大變形分析，求自適應下降不可用。

（2）指定載荷步選項

這些選項可以在任何載荷中改變。下列選項適用于非線性分析：

l 普通選項

在普通選項包括：

Ø Time（TIME）。ANSYS程序借助在每一個載荷步末端指定TIME參數識別出載荷步和子步。使用TIME命令可以用來定義受某些實際物理量限制的TIME值。程序通過這個選項來指定載荷步的末端時間。

Ø 時間步的數目（NSUBST）和時間步長（DELTIM）。非線性分析要求在每一個載荷步內有多個子步或時間步，從而ANSYS可以逐漸施加所給定的載荷，逐步得到精確解。NSUBST和DELTIM命令具有同樣的功效，及給定載荷步的起始、最小及最大步長，NSUBST定義在一個載荷步內將被使用的子步的數目，而DELTIM明確地定義時間步長。如果自動時間步長是關閉的，那么起始子步長用于整個載荷步。默認時是每個載荷步具有一個子步。

Ø 漸進式或階躍式（KBC）。在與應變率無關的材料行為的非線性靜態分析中統稱不需要指定這個選項，因為依據默認，載荷將為階躍式的載荷（KBC，1）。

Ø 自動時間步長（AUTOTS）。這一選項允許程序自動確定子步間載荷增量的大小和決定在求解期間是增加還是減小時間步長，默認時是OFF狀態。可一用AUTOTS命令打開自動時間步長和二分法。通常激活自動時間步長，可以使程序決定在每一個載荷步內使用多少個時間步

l 非線性選項

Ø 收斂準則（CMVTOL）。默認的收斂準則：依據默認，程序將以VALUE TOLER的值隊力或力矩進行收斂檢查。VALUE的默認值是在所加載荷或所加位移中取最大值。TOLER的默認是0.001

Ø 最大平衡迭代次數（NEQIT）。使用這個選項來對每一個子步中進行的最大平衡迭代次數實行限制（默認25）。如果在這個平衡迭代次數之內不能滿足收斂準則，而且自動步長是打開的，程序將嘗試使用二分法。如果無法使用二分法，程序將根據NCNV命令所發出的指示終止分析過程，或者進行下一個迭代。

Ø 求解終止選項（NCNV）。這個選項具有5種不同類型的終止準則：如果位移太大。它建立一個用于終止程序執行的準則，對積累迭代次數設置限制，對整個程序運行時間設置限制，對整個CPU時間這只限制，如果平和迭代收斂，則控制程序是否終止執行。

Ø 弧長法（ARCLEN）。如果預料到結構在其加載過程種，在某點會出現物理意義上不穩定（結構的載荷-位移曲線的斜度為0或為負值），則可以使用弧長法來穩定數值求解。

Ø 時間步長預測（PRED）。對于每一個子步的第一次平衡迭代可以激活和DOF求解相關的預測。其特點是加速收斂。如果非線性響應是相對平滑的，進行時間步長預測非常有用。該選項不適用于包含大轉動或粘彈效應分析。

Ø 線搜索選項（LNSRCH）。該選項可代替自適應下降選項。如果線搜索選項是打開的，程序將自動關閉自適應選項。

Ø 蠕變準則（CRPLIM，CRCR）。如果結構表現出蠕變行為，可以指定蠕變準則用于時間步調整。此時程序將對所有單元計算蠕變應變增量對彈性應變的比值。如果最大比值步判據大，程序將減小下一個時間步長。如果最大值比判據小，程序或許增加下一個時間步長（同樣地程序將把自動時間步長建立在平衡迭代次數，即將發生單元狀態的改變，以及塑性應變增量的基礎上）。如果比值高于0.25的穩定界限，且如果時間增量不能減小，求解過程可能由于發散而終止。該問題可以通過采用足夠小的時間步長來避免。

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