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ANSYS中子步和载荷步的含义与设置方法

2月前浏览36263

本文摘要(由AI生成):

本文主要介绍了有限元计算中非线性问题的分析设置,包括载荷步和子步的设置。载荷步主要用于模拟结构的加载顺序或工艺顺序,子步是将载荷一个载荷步分解若干在求解点,从而可以提高求解的收敛性。子步设置包括Initial Substeps、Minimum Substeps和Maximum Substeps三个参数,它们之间的关系和含义可以通过一个例子进行说明。总之,子步是为了提高收敛性而设置的参数,一般情况,子步数量越大,则越有利于收敛。

对于有限元计算,对于非线性问题,一般默认的分析设置不能满足要求需要用户进行修改。如图1给出了分析设置面板,该面板中根据分析需要,用户需要修改载荷步和子步。

图1 分析设置面板

图1中Number of Steps表示为载荷步,该选项主要用于模拟结构的加载顺序或工艺顺序,比如一个螺栓连接结构,首先进行预紧,然后再承受其他外载荷,对于这个问题必须使用两个载荷步,第一个载荷步施加螺栓预紧力,第二个载荷步锁定螺栓预紧力,然后正常施加外载荷。

图2 载荷步,子步图

如图2所示给出了载荷步和子步图,由图可知子步是将载荷一个载荷步分解若干在求解点,从而可以提高求解的收敛性。例如对于加载10000N,一次加载,可能计算不收敛,如果把10000N划分若干个子步,例如设置为10个子步,则程序按照1000N进行增加求解,从而可以提高结构的收敛性。

如图1所示,用户将Auto End Steps设置On,即激活了自动时间步,Define By用于定义时间步类型,用户可以设为Substeps(子步)或Time(时间增量),这个参数的关系互为倒数,例如总载荷为10000N,静力学环境求解时间为1s,子步设置为10,则等效时间增量设置为0.1,程序按照1000N进行递增求解。

下面以子步设置进行讲解,Initial Substeps,该选项为初始载荷步,即首次求解的载荷比例;Minimum Substeps,该选项为最小载荷步;Maximum Substeps该选项为最大载荷步。下面通过一个例子进行说明以上三个参数的关系和含义,例如总载荷为10000N,初始子步为10,最小子步为5,最大子步为50,则程序求解时,首先在10000/10=1000N求解,该子步求解完成后,第二个子步,程序根据内部评估,增量范围是10000/5=2000到10000/50=200,之间变化,则第二个子步位置的载荷为1000+(2000~200)之间。

总之,子步是为了提高收敛性而设置的参数,一般情况,子步数量越大,则越有利于收敛。


作者:张老师,仿真秀科普作者,拥有 15 年的结构,传热,流体,多物理场耦合和疲劳软件工程应用经验。擅长的软件 ANSYS 经典环境,ANSYS Workbench ,Fluent,nCode 和 LS-DYNA,以第一作者身份,出版有限元著作 5 部,承担多项科研课题,有丰富的有限元培训经验,累计培训学员多达 5000 余人,深受好评。

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MechanicalWorkbench非线性通用
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首次发布时间:2018-12-08
最近编辑:2月前
张老师
硕士 | CAE工程师 签名征集中
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11条评论
柳东地头蛇
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1年前
很好,点赞
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刘俊
加油
2年前
很好,点赞
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alwaysonline
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2年前
老师,可以问一下,workbench多载荷步静力学分析,对一个面在最后一步的时候释放轴向自由度,其余载荷步全固定,应该怎么做呢,用远端位移的话,从第一步就得释放那个自由度。
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仿真秀0225165236
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3年前
感谢分享,受益匪浅
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何贻海
有志者,事竟成!
3年前
感谢分享!
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观海听涛
淡泊明志,宁静致远
3年前
要是有workbench的学习案例就更好了
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智慧
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4年前
理解了,谢谢!
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文朝
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4年前
**,终于有点能看清了!
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张老师
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4年前
欢迎大家关注我的***:ANSYS空间
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金良波
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4年前
谢谢,终于能理解了
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