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ANSYS Workbench结构分析的一般求解选项设置方法介绍

 伊伊爸 2021-10-10

ANSYS WorkbenchMechanical应用界面下,结构分析的一般性求解选项设置通过Project树的Analysis Settings分支来实现,此分支的Details选项如下图所示。

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Analysis Settings选项列表中,涉及到的分析选项包括Step ControlsSolver ControlsRotor dynamics ControlsRestart ControlsNonlinear ControlsOutput ControlsAnalysis Data Management等,其中,关于Step Controls(即载荷步控制)在前面一篇文章中已经进行了介绍,读者可以参考——ANSYS的求解组织过程与载荷步概念。本文下面主要对其他选项的意义及其设置要点进行介绍。

(1)Step Controls

Step Controls即载荷步选项,此处不再重复介绍。

请读者参考前一篇文章:ANSYS的求解组织过程与载荷步概念

(2)Solver Controls

Solver Controls即求解器控制选项,如下图所示。

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Solver Controls中涉及到的主要选项包括:

Solver Type

Solver Type选项用于指定求解器的类型选项,可选择Direct(直接求解器)或Iterative(迭代求解器)。直接求解器适用范围较广。对于大型纯实体单元模型,推荐使用迭代求解器。

Weak Springs

Weak Springs选项为弱弹簧开关选项,可选择OffOn。弱弹簧用于在模型中没有刚度的方向添加刚度很低的弹簧,以稳定求解。

Solver Pivot Checking

即求解器主对角元检测选项,可选项包括Program ControlledWarningErrorOff

Large Deflection

此选项为几何非线性开关,可选择OffOn,选择On时计算刚度矩阵计入几何非线性因素。

Inertia Relief

此选项为惯性解除开关,可选择OffOn。惯性解除分析可用于计算与施加载荷反向平衡的加速度。

(3)Rotor dynamics Controls

即转子动力学控制选项,这一部分仅包含一个选项,即Coriolis Effect,缺省为Off,如下图所示。设置为On时包含柯氏效应。

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(4)Restart Controls

Restart Controls为分析的重启动控制选项。重启动控制主要用于提供重启动点选项及文件保留选项,如下图所示。

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Generate Restart Points选项用于指定形成重启动点的方法,选择Off表示不产生重启动点,选择Manual时表示人工指定,可选择Load StepSubstep域为Last,表示仅产生在最后一个载荷步最后一个子步处的重启动点,用户也可以选择Load Step域为All,然后选择Substep,可以为Last(最后一个子步)、All(所有子步)、Specified Recurrence Rate(指定各载荷步的第几个子步)以及Equally Spaced Points(每隔几个子步)。Retain Files After Full Solve选项用于指定在完成求解后是否保留重启动文件。

(5)Nonlinear Controls

Nonlinear Controls部分是有关非线性分析的控制选项,如下图所示。

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上述选项列表中,Force ConvergenceMoment ConvergenceDisplacement ConvergenceRotation Convergence域分别用于指定非线性分析的力收敛准则、力矩收敛准则、位移收敛准则以及转动收敛准则。通常采用程序控制“Program Controlled”即可,也可手动定义各种收敛准则。Line Search选项用于指定线性搜索的选项开关,可选择OnOff,缺省为程序自动控制。Stabilization选项用于指定非线性稳定性开关,缺省为Off,可选择Constant(阻尼系数在载荷步中保持不变)或者Reduce(阻尼系数线性渐减,载荷步结束时减到0)。

关于非线性分析选项,后面将专门发布文章进行更为详细的讲解。

(6)Output Controls

Output Controls为分析的输出控制选项,用于设置计算结果的输出选项,如下图所示。

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对于结构分析类型,比较常用的输出选项包括:

Stress

此选项用于指定是否输出单元的节点应力结果到结果文件,缺省为Yes

Strain选项

此选项用于指定是否输出单元的弹性应变结果到结果文件,缺省为Yes

Nodal Forces选项

此选项用于指定是否输出单元节点力结果到结果文件,缺省为No;如选择Yes,则输出所有节点的节点力。如果要通过Command对象使用Mechanical APDLNFORCE命令、FSUM命令,此选项须设置为Yes

Contact Miscellaneous选项

此选项用于控制接触结果的输出,当计算接触反力时需要选择Yes,缺省为No

General Miscellaneous选项

此选项用于控制单元结果的输出,当需要SMISC/NMISC单元结果时(详见ANSYS单元手册中各单元的输出项目描述),此选项设置为Yes。缺省选项为No

Store Results At选项

此选项用于指定结果文件保存的时间点,缺省为All Time Points。对于大型模型的非线性分析或瞬态分析,可以选择保持等间隔的时间点上的结果,以减小结果文件规模。

(7)Analysis Data Management

Analysis Data Management即分析数据管理,这些选项用于指定ANSYS结构分析文件及单位系统等相关的计算数据设置,如下图所示。

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包括的选项包括:

Solver Files Directory

Solver Files Directory为求解文件的路径信息,由Workbench根据Project文件保存路径自动指定。通过Project TreeSolution分支的右键菜单,选择“Open Solver Files Directory”菜单可打开求解目录。

Future Analysis

Future Analysis域用于指定分析结果是否会用于后续分析作为载荷或初始条件,缺省为None;对于静力分析,其结果可用于后续的特征值屈曲分析或预应力模态分析,此时显示为Prestressed Analysis选项。

Scratch Solver Files Directory

Scratch Solver Files Directory选项在计算过程中会显示临时文件读写路径。

Save MAPDL db

Save MAPDL db选项用于指定Mechanical计算时是否保存Mechanical APDL数据库文件(db文件),缺省为No

Delete Unneeded File

Delete Unneeded File选项用于指定是否删除不需要的文件,缺省为Yes。如果用户希望保存所有的文件则选择No

Nonlinear Solutions

Nonlinear Solutions选项是分析是否包含非线性因素的指示选项,如果存在非线性则显示为Yes,否则为No

Solver Units

Solver Units选项用于选择求解器单位,建议选择当前活动单位制系统(Active Units选项)即可。如果选择Manual选项,则在Solver Units System选项列表中选择所需的求解单位系统。 


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