支架结构优化案例(材料非线性)

案例包括四个支架的静力学仿真分析的fem文件及结果文件。
使用OptiStruct进行材料非线性静力学仿真的详细步骤，结合关键参数设置与操作逻辑：

一、前处理阶段

材料定义‌

创建线性材料基础参数（MAT1卡片）：输入杨氏模量、泊松比、密度‌。
添加非线性属性（MATS1卡片）：
通过Utility > table create定义应力-应变曲线（TABLES1）‌
勾选MATS1并关联曲线，设置塑性类型（TYPE=PLASTIC）、屈服极限（LIMIT1）及硬化准则（HR=1/2/3对应各向同性/随动/混合硬化）‌。

几何与网格‌

导入几何模型并划分网格，推荐使用高阶单元（如二阶四面体）提升非线性求解精度‌。
对塑性变形集中区域加密网格‌。
二、求解设置

载荷与边界条件‌

施加固定约束（如节点位移约束）和载荷（集中力/压力），注意小位移假设下需避免几何非线性‌。

非线性控制参数（NLPARM卡片）‌

增量步数（NINC）：建议初始设为20（步长0.05），强非线性问题可减小至0.001‌。
收敛准则（CONV）：位移（U）、力（P）、功（W）组合容差（EPSU/EPSP/EPSW）‌。
最大迭代次数（MAXITER）：默认10-20次，不收敛时自动缩减步长‌。

求解器选择‌

几何线性问题（NLSTAT）：默认BCS求解器（无摩擦）或MUMPS（含摩擦接触）‌。
启用专家模式（PARAM,EXPERTNL,YES）提升收敛性‌。
三、后处理与验证

结果输出‌

通过NLOUT卡片控制输出频率（NINT），SVNONCNV选项可保留不收敛步结果‌。
检查.out文件中的收敛指标（EUI/EPI/EWI）‌。

结果分析‌

查看塑性应变分布及应力-应变路径，验证是否匹配输入的材料曲线‌。
对比不同硬化模型（各向同性/随动）对残余应力的影响‌。
关键注意事项
材料模型限制‌：NLSTAT模块仅支持塑性分析（TYPE=PLASTIC），超弹性需切换至NLGEOM‌。
收敛调试‌：若发散，可调整DTMIN/DTMAX（NLADAPT卡片）或启用Line Search（LSTOL）‌。
多工况处理‌：连续载荷步需通过LOADSEQ卡片定义加载顺序‌。

通过上述流程，可系统完成从材料非线性定义到结果评估的全过程仿真‌。