有限元及其分析---第2章ansys基本操作-資料下載頁
2025-01-20 07:07本頁面
【正文】 load）或是線性斜坡載荷（ ramped load）的問題，即出現(xiàn)了在一個載荷步的起點與終點之間，載荷的具體施加過程的問題。 如果載荷是階躍的，那么，全部載荷施加于第一個載荷子步，且在載荷步的其余部分，載荷保持不變；如果載荷是逐漸遞增的，那么在每個載荷子步，載荷值逐漸增加，且全部載荷出現(xiàn)在載荷步結(jié)束時。 1）實體模型載荷和有限元模型載荷 實體模型載荷具有以下優(yōu)點： ? 實體模型載荷獨立于有限元網(wǎng)格，即：你可以改變單元網(wǎng)格而不影響施加的載荷。這就允許你更改網(wǎng)格并進行網(wǎng)格敏感性研究而不必每次重新施加載荷； ? 與有限元模型相比，實體模型通常包括較少的實體，因此，選擇實體模型的實體并在這些實體上施加載荷要容易得多，尤其是通過圖形拾取時。 缺點： ? ANSYS網(wǎng)格劃分命令生成的單元處于當(dāng)前激活的單元坐標(biāo)系中，網(wǎng)格劃分命令生成的節(jié)點使用整體笛卡爾坐標(biāo)系，因此，實體模型和有限元模型可能具有不同的坐標(biāo)系和加載方向； ? 在簡化分析中，實體模型不很方便，此時，載荷施加于主自由度（僅能在節(jié)點而不能在關(guān)鍵點定義主自由度）； ? 施加關(guān)鍵點約束很棘手，尤其是當(dāng)約束擴展選項被使用時（擴展選項允許將一約束特性擴展到通過一條直線連接的兩關(guān)鍵點之間的所有節(jié)點上）； ? 不能顯示所有實體模型載荷。 有限元模型載荷具有以下優(yōu)點： ? 在簡化分析中不會產(chǎn)生問題，因為可將載荷直接施加在主節(jié)點； ? 不必擔(dān)心約束擴展，可簡單地選擇所有所需節(jié)點，并指定適當(dāng)?shù)募s束。 缺點： ? 任何有限元網(wǎng)格的修改都使載荷無效，需要刪除先前的載荷并在新網(wǎng)格上重新施加載荷； ? 不便使用圖形拾取施加載荷。除非僅包含幾個節(jié)點或單元。 2） 施加載荷 ? 在結(jié)構(gòu)分析涉及到的的所有載荷中，慣性載荷相對于整體笛卡兒坐標(biāo)系施加于整個模型。除此之外，其他載荷既可施加于實體圖元（關(guān)鍵點、線、面），也可以施加在有限元模型上（節(jié)點、單元）。 ? 在分析過程中可以施加、刪除載荷，或?qū)d荷進行運算（比例縮放和將實體模型載荷轉(zhuǎn)換到有限元模型）、列表。 3） 載荷步選項 載荷步選項包括普通選項和非線性選項。 ? TIME（時間） ? NSUBST（子步數(shù)）和 DELTIM（時間步大小） ? KBC（斜坡或階躍選項） ? AUTOTS（自動時間步） 4） 創(chuàng)建多載荷步 求解 ANSYS程序中有幾種解聯(lián)立方程系統(tǒng)的方法：稀疏矩陣直接解法，直接解法，雅可比共軛梯度法（ JCG），不完全喬類斯基共軛梯度法（ ICCG），預(yù)條件共軛梯度法（ PCG），自動迭代法（ ITER）。除了子結(jié)構(gòu)分析的生成過程與電磁分析（使用正向直接解法），缺省為稀疏矩陣直接解法，作為這些求解器的補充，ANSYS并行處理包括兩個多處理器求解器，代數(shù)多柵求解器(AMG)與分布式求解器 (DDS)。 解法 典型應(yīng)用場合 模型尺寸 內(nèi)存使用 硬盤使用 正向直接解法 (直接消除法 ) 要求穩(wěn)定性（非線性分析）或內(nèi)存受限制時 低于 50000自由度 低 高 稀疏矩陣直接解法 要求穩(wěn)定性和求解速度（非線性分析）；線性分析時迭代法收斂很慢時（尤其對病態(tài)矩陣，如形狀不好的單元） 自由度為 10000～500000（多用于板殼和梁模型） 中 高 雅可比共軛梯度法 在單場問題（如熱，磁，聲，多物理問題）中求解速度很重要時 自由度為 50000～1000000以上 中 低 不完全喬類斯基共軛梯度法 在多物理模型應(yīng)用中求解速度很重要時，處理其它迭代法很難收斂的模型（幾乎是無窮矩陣） 自由度為 50000～1000000以上 高 低 預(yù)條件共軛梯度法 當(dāng)求解速度很重要時（大型模型的線性分析）尤其適合實體單元的大型模型 自由度為 50000～1000000以上 高 低 代數(shù)多柵求解器 與預(yù)條件共軛梯度法相同，此外，可以在共享存儲器的并行機上升級到 8處理器。 自由度為 50000～1000000以上 高 低 分布式求解器 與稀疏矩陣求解法類似，但可運 行于分布式并行系統(tǒng) 自由度為 100000～5000000以上 高 低 1. ANSYS求解概述 2. 求解 ? 進入求解器 ? 定義分析類型 ? 求解控制 ? 進行求解 后處理 ? 后處理就是查看 ANSYS計算結(jié)果，從某種意義上講，可能是整個分析過程中最重要的一個環(huán)節(jié)。用戶通過后處理這一工具對計算結(jié)果進行分析，可以確定結(jié)構(gòu)的行為狀態(tài)。 ? ANSYS向用戶提供了兩種后處理工具查看計算結(jié)果：通用后處理POST1和時間歷程后處理 POST26。通用后處理器用來查看模型在某一時刻（或某一載荷步、頻率）的結(jié)果。時間歷程后處理器則是用來查看模型的指定點的特定結(jié)果相對于時間、頻率或其他結(jié)果項的變化。由于本書僅用到通用后處理器 POST1，限于篇幅，不再介紹時間歷程后處理 POST26，可參見 ANSYS幫助文檔。 讀入結(jié)果數(shù)據(jù) 使用單元表 使用 POST1查看計算結(jié)果 ? 通用后處理的一些選項控制 ? 圖形方式顯示結(jié)果 ? 列表顯示結(jié)果數(shù)據(jù)
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