收斂準則主要有力的收斂,位移的收斂,彎矩的收斂和轉角的收斂。一般用力的控制加載時,可以使用殘余力的2-范數控制收斂;而位移控制加載時,最好用位移的范數控制收斂。收斂精度默認為 0.1%,但一般可放寬至 5%,以提高收斂速度。
使用力收斂是絕對的,而位移收斂并不一定代表你的計算真的收斂,但很多情況下使用位移更容易得到想要的結果
ANSYS中的收斂準則默認情況如下:
cnvtol,lab,value,toler,norm,minref
1)在solcontrol 為打開狀態時,對于力和力矩來說是默認值為0.005;對于沒有轉角自由度的DOF,其默認值為0.05。
2)在solcontrol 為關閉狀態時,對于力和力矩來說,其默認值為0.001。
默認情況下solcontrol 為打開狀態,因此如果用戶完全采用默認的話,對于力和力矩來說是默認值為0.005;對于沒有轉角自由度的DOF,其默認值為0.05。
在分析中追蹤到沿荷載撓度曲線反向“漂移回去”,是一個典型的難題,這是由于太大或者太小的弧長半徑引起的。研究荷載-撓度曲線可以搞清楚這一點,。然后可應用nsubst和arclen命令調整弧長半徑大小和范圍。
加快收斂的方法有一下幾種:
1可以增大荷載子步數 nsubst,nsbstp,nsbmn,carry
2修改收斂準則 cnvtol,lab,value,toler,norm,minref
3打開優化的非線性默認求解設置和某些強化的內部求解算法, solcontrol,key1,key2,key3,vtol(一般情況下,默認是打開的)
4重新劃分網格 網格的單元不宜太大或太小一般在5~10厘米左右
5 檢查模型的正確性
1) 關于位移判據當結構受力后硬化嚴重時,位移增量的微小變化將引起失衡力的很大偏差.另外,當相鄰兩次迭代得到的位移增量范數之比跳動較大時,將把一個本來收斂的問題判定為不收斂.所以在這兩種情況下不能用位移準則.
2) 關于力判據當物體軟化嚴重時,或材料接近理想塑性時,失衡力的微小變化將引起位移增量的很大偏差.所以在這種情況下不能用失衡力判據
如果單獨用位移控制收斂,就可能出現第一次跌代后力和位移是收斂的,但第二次就跌代計算的位移很小,可能認為是收斂的解,實際離真正的解很遠.應當使用力收斂檢查或以位移為基礎檢查,不單獨使用她們.
convergence value 是收斂值,convergence norm是收斂準則。ansys可以用cnvtol命令,如:cnvtol,f,10000,0.00001,2,,其中f是指采用力結果,10000是收斂絕對值,0.00001是收斂系數,2是收斂2范數。
收斂準則應該是指選取那種結果進行收斂判定,通常有三種選擇,分別是力(f),位移(u)、和能量。當然這三種形式可以單獨使用也可以聯合使用。收斂準則的另一層意思應該是選取什么范數形式(1、2、3范數)。一般結構通常都選取2范數格式。
而收斂值只是收斂準則中的一部分,如cnvtol命令中的收斂絕對值與收斂系數的乘積就應該是你所指的收斂值(convergence value)。
ansys 使用收斂準則有L1,L2,L~~(無窮大)三個收斂準則。
在工程中,一般使用收斂容差(0.05)就可以拉。
建議使用位移收斂準則( cnvtol,u,0.05,,, )與力收斂準則( cnvtol,f,0.05,,, )。因為僅僅只使用一個收斂準則,會存在較大的誤差。
假如你只能是使用一個收斂準則,建議你提高收斂容差(0.01以下)。
ansys計算非線性時會繪出收斂圖,其中橫坐標是cumulative iteration number 縱坐標是absolute convergence norm。他們分別是累積迭代次數和絕對收斂范數,用來判斷非線性分析是否收斂。
ansys在每荷載步的迭代中計算非線性的收斂判別準則和計算殘差。其中計算殘差是所有單元內力的范數,只有當殘差小于準則時,非線性疊代才算收斂。ansys的位移收斂是基于力的收斂的,以力為基礎的收斂提供了收斂量的絕對值,而以位移為基礎的收斂僅提供表現收斂的相對量度。一般不單獨使用位移收斂準則,否則會產生一定偏差,有些情況會造成假收斂.(ansys非線性分析指南--基本過程Page.6) 。因此ansys官方建議用戶盡量以力為基礎(或力矩)的收斂誤差,如果需要也可以增加以位移為基礎的收斂檢查。ANSYS缺省是用L2范數控制收斂。其它還有L1范數和L0范數,可用CNVTOL命令設置。在計算中L2值不斷變化,若L2<crit的時候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數小于設置的criterion時判斷為收斂。
由于ANSYS缺省的criterion計算是你全部變量的平方和開平方(SRSS)*valuse(你設置的值),所以crition也有小小變化。如有需要,也可自己指定crition為某一常數, CNVTOL,F,10000,0.0001,0
就指定力的收斂控制值為10000*0.0001=1。
另外,非線性計算中用到的一個開關是SOLCONTROL
如關閉SOLCONTROL 選項,那么軟件默認收斂準則:力或彎矩的收斂容差是0.001,而不考慮位移的收斂容差;如果打開SOLCONTROL 選項,同樣的默認收斂準則:力或彎矩的收斂容差是0.005,而位移收斂容差是0.05。
非線性收斂非常麻煩,與網格精度、邊界條件、荷載步等一系列因素有關,單元的特點對收斂的影響很大,單元的性態不好收斂則困難些;合理的步長可以使求解在真解周圍不至于振蕩,步長過小,計算量太大,步長過大,會由于過大的荷載步造成不收斂。網格密度適當有助于收斂,網格太密計算量太大,當然太稀計算結果會有較大的誤差。究竟多少往往要針對問題進行多次試算。#p#分頁標題#e#
如果不收斂,可以考慮一下方法改進
1.放松非線性收斂準則。
(CNVTOL #Sets convergence values for nonlinear analyses).
2.增加荷載步數。
(NSUBST #Specifies the number of substeps to be taken this load step)
3.增加每次計算的迭代次數(默認的25次)
(NEQIT #Maximum number of equilibrium iterations allowed each substep)
4 重新劃分單元試試,后續會得到不同的答案
相關文章
- 2021-09-08全國專業技術人員計算機應用能力考試用書 AutoCAD2004
- 2021-08-28計算機輔助設計與制造 21世紀全國應用型本科大機械系
- 2021-08-28計算機輔助設計與制造(CAD∕CAM)PDF下載
- 2021-08-27計算機輔助設計與制造 21世紀全國應用型本科大機械系
- 2021-08-27計算機輔助設計與制造(CAD∕CAM)PDF下載
- 2021-08-14新編AutoCAD 2004中文版計算機輔助設計應用技能培訓教
- 2021-08-13中文AutoCAD 2008計算機輔助設計實訓教程PDF下載
- 2021-05-25高等學校計算機應用規劃教材 AutoCAD機械制圖應用教程
- 2021-05-22計算機平面設計專業系列教材 AutoCAD 2012建筑及室內
- 2021-02-20AutoCAD 2013英文版土木工程計算機制圖PDF下載