Optistruct非线性瞬态分析

一、非线性瞬态分析概述

类型：

1. 小位移瞬态分析：考虑几何非线性（如电缆、拱形结构）
2. 大位移瞬态分析(LGDISP)：适用于金属成型、轮胎分析等大变形场景（通过PARAM,LGDISP,1激活）

与静态分析区别：

• 包含惯性项和动量项
• 支持所有非线性特性：几何/材料/接触非线性
• 支持子工况延续（从非线性静态到瞬态）

二、非线性来源

三、求解方法

1. 广义Alpha法（TMTD=1，默认）

• 控制方程：      
• 位移/速度更新：            
• 参数默认值：      （HHT-α法）
• 优势：数值阻尼可调（通过      ）

2. 向后欧拉法（TMTD=2）

• 控制方程：      
• 速度/加速度定义：      
• 特点：强耗散性，适用于后屈曲分析

 

推荐：广义Alpha法用于大多数分析；向后欧拉法用于强稳定性需求场景

四、关键技术

1. 自动时间步长（LTE控制）

• 局部截断误差：      

• 步长调整策略：

  条件	动作
  	拒绝当前步，步长减半重算
  	接受当前步，下一步减半
  	保持步长
  	下一步步长加倍

2. 阻尼设置

• 瑞利阻尼：      
• 实现方式：
• 全局：PARAM,ALPHA1, PARAM,ALPHA2
• 子工况相关：TSTEP的Alpha/Beta字段
• 材料相关：材料卡中的RAYL字段

3. 基线校正（防位移漂移）

• 加速度法：      
• 速度法：      

五、输入/输出配置

输入设置

SUBCASE 10
  ANALYSIS = DTRAN
  SPC = 1
  DLOAD = 2
  NLPARM = 99    ! 或 NLCTRL
  TSTEP = 2
  IC = 12        ! 初始条件
BEGIN BULK
PARAM,LGDISP,1   ! 激活大位移
NLPARM 99        ! 非线性控制参数
TSTEP,2          ! 时间步定义

输出控制

• 时程结果：DISPLACEMENT, VELOCITY, ACCELERATION
• 迭代监控：.out文件记录：
• 时间步编号/时间
• 加速度误差范数
• 步长调整建议（"Reduce Next"/"Enlarge Next"等）

六、高级功能

子工况延续

• 支持场景：
• 非线性瞬态子工况间延续
• 从NLSTAT到非线性瞬态
• 载荷延续规则：
• LOAD：渐变归零
• DLOAD：立即归零

特殊应用

后屈曲分析流程：

1. NLSTAT加载至屈曲临界点附近
2. 非线性瞬态（向后欧拉法）完成屈曲过程

七、重要限制

1. 子工况兼容性：
• 不允许大小位移分析间延续
• 傅里叶法不可与模态频响分析共存
2. 初始条件：仅直接法支持
3. 载荷限制：
• 瞬态分析不支持惯性释放
• 温度载荷需通过TLOAD1/TLOAD2引用

 

最佳实践：

• 使用NLADAPT控制最大/最小时间步
• 后处理时用PARAM,ENFMOTN,REL输出相对运动量
• 通过Altair Compute Console监控收敛过程

附：核心参数速查表