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ANSYS常见问题及应用技巧.docx

上传人:qiang19840906 2021/2/20 文件大小:117 KB

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文档介绍

文档介绍:ANSYS常见问题及应用技巧

    1)ANSYS中等效应力最大应力s1有什么区别,平常讨论应力分布,应该用等效应力还是最大应力s1呢?
    2)计算等效应力时是否需要输入等效泊松比呢?
    3)在实际的应用中,例如在讨论平板上的圆孔应力集中的应力分布问题时,应该用等效应力来描述应力集中的现象,还是采用主应力s1来反应集中的程度呢?还是采用一个单方向的sx来说明问题呢?
答:1)这个等效应力应该就是弹塑性力学里的VonMises应力,他主要考察的是材料在各个方向上的应力差值,因为在实验室里获得材料强度都是单向载荷作用下的强度(当然现在也有三轴应力实验仪),所以有时候材料所受的单向载荷可能很大,但并没有造成破坏,这是就是看他的等效应力,具体计算公式是:
    σ等效=sqrt{[(σ1-σ2)^2+(σ2-σ3)^2+(σ3-σ1)^2]}
2)等效应力是三项主应力的组合
    如s,int即为max(si-sj),si,sj为三项主向应力。i,j=1,2,3 i≠j即tresca型
    s,eqv为sqrt(*∑(si-sj)**2),i,j=1,2,3 i≠j  即mises型
3)个人认为应该采用等小应力来描述应力集中的现象,因为在实际中很难找到真正的单轴拉压的情况,一般结构的受力都没有这么简单,所以在分析的时候需要用等效应力来将各    主应力进行转化,因此应该用等效应力来描述应力集中的现象。
4)等效泊松比就是泊松比,等效应力计算时不会用到泊松比,不过在计算mises等效应变时会用到。对于泊松比的取值原则应遵循以下两条:
    a:对于elastic & thermal strains 泊松比取为材料的泊松比;
    b:对于plastic  creep  hyperelastic strains 。
2.ANSYS后处理中负值的应力是压应力还是拉应力?
答:在力学范畴内对描述应力的准则是拉为正,压为负。外载荷(压力/拉力),压为正,拉为负。
3. 解决非线性分析不收敛的技巧
    在进行非线性问题的分析时,影响非线性收敛稳定性及其速度的因素很多,在实际应用时,主要应注意几个以下方面:
    1)模型——主要是结构刚度的大小。对于某些结构,从概念的角度看,可以认为它是几何不变的稳定体系。但如果结构相近的几个主要构件刚度相差悬殊,在数值计算中就可能导致数值计算的较大误差,严重的可能会导致结构的几何可变性——忽略小刚度构件的刚度贡献。 如出现上述的结构,要分析它,就得降低刚度很大的构件单元的刚度,可以加细网格划分,或着改用高阶单元(BEAM->SHELL,SHELL->SOLID)。构件的连接形式(刚接或铰接)等也可能影响到结构的刚度。 
    2)线性算法(求解器选择)。ANSYS中的非线性算法主要有:稀疏矩阵法(SPARSE DIRECT SOLVER)、预共轭梯度法(PCG SOLVER)和波前法(FRONT DIRECT SLOVER)。稀疏矩阵法是性能很强大的算法,一般默认即为稀疏矩阵法(除了子结构计算默认波前法外)。预共轭梯度法对于3-D实体结构而言是最优的算法,但当结构刚度呈现病态时,迭代不易收敛。为此推荐以下算法选择准则:
 
    a:BEAM单元结构,SHELL单元结构,或以此为主的含3-D SOLID的结构,用稀疏矩阵法; 
    b:3-D SOLID的结构,用预共轭梯度法; 
    c:当你的结构可能出现病态时,用稀疏矩阵法; 
    d:当你不知道该用什么算法时,可用稀疏矩阵法。
   3)非线性逼近技术。在ANSYS里还是牛顿-拉普森法和弧长法。牛顿-拉普森法是常用的方法,收敛速度较快,但也和结构特点和步长有关。弧长法常被某些人推崇备至,它能算出力加载和位移加载下的响应峰值和下降响应曲线。但也发现:在峰值点,弧长法仍可能失效,甚至在非线性计算的线性阶段,它也可能会无法收敛。 
    为此,尽量不要从开始即激活弧长法,还是让程序自己激活为好(否则出现莫名其妙的问题)。子步(时间步)的步长还是应适当,自动时间步长也是很有必要的。   
    4)加快计算速度 
    在大规模结构计算中,计算速度是一个非常重要的问题。下面就如何提高计算速度作一些建议: 
    a:充分利用ANSYS MAP分网和SWEEP分网技术,尽可能获得六面体网格,这一方面减小解题规模,另一方面提高计算精度。 
    b:在生成四面体网格时,用四面体单元而不要用退化的四面体单元。比如95号单元有20节点,可以退化为10节点四面体单元,而92号单元为