ADINA第6章分析類(lèi)型.ppt

第六章 分析類(lèi)型,主要內(nèi)容,1. ADINA結(jié)構(gòu)分析 2. ADINAT分析 3. ADINAF分析 4. ADINATMC分析 5. ADINAFSI分析,說(shuō)明： 1. ADINA結(jié)構(gòu)模塊可以完成如下類(lèi)型的分析： 靜態(tài)分析(Statics) 模態(tài)分析(Frequency/Modes) 模態(tài)疊加(Mode superposition) 模態(tài)應(yīng)力計(jì)算(modal stress) 振型參與因子計(jì)算(Modal participation factors) 瞬態(tài)動(dòng)力分析(Transient) 線性屈曲分析(Linearized Buckling) 非線性屈曲分析(Nonlinear Buckling),2. 除此之外，進(jìn)行流固耦合、熱-結(jié)構(gòu)耦合分析時(shí)，也要在ADINA結(jié)構(gòu)模塊分析中定義相應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析模型；,3. 涉及模型求解的其它定義，需要在Control菜單中進(jìn)行各種設(shè)置，其內(nèi)容在求解控制一章中說(shuō)明，本章不再重復(fù)；,ADINA總體說(shuō)明,分析類(lèi)型,靜力分析（Statics）：,靜力分析求解無(wú)時(shí)間項(xiàng)的動(dòng)量方程，即通過(guò)力矢量和剛度矩陣求解未知量位移（U單元），或位移和壓力（U/P單元）； 靜力問(wèn)題分線性和非線性問(wèn)題，線性問(wèn)題是指無(wú)材料非線性、無(wú)幾何非線性、無(wú)接觸、相變、失效、流固耦合等現(xiàn)象的問(wèn)題（可統(tǒng)稱(chēng)為狀態(tài)非線性）；有任何現(xiàn)象之一，物理問(wèn)題呈現(xiàn)非線性特征，為非線性問(wèn)題； 線性問(wèn)題不需要多載荷步，可一步求解；非線性問(wèn)題必須將求解過(guò)程分為多步（時(shí)間步），逐步求解；,ADINA靜力分析,分析類(lèi)型,線性靜力分析： 可不需要任何求解控制； 單個(gè)時(shí)間步即可求解最終結(jié)果；,Exercise：壓力容器受高壓計(jì)算,ADINA靜力分析線性靜力分析,分析類(lèi)型,1. 模型中材料非線性的定義決定于采用何種材料模式，采用線彈性材料則不存在材料非線性；如果選擇彈塑性、巖土、蠕變則引入材料非線性； 2. 幾何非線性的定義是決定于Control/Analysis Assumptions/Kinematic中有關(guān)大位移和大應(yīng)變的定義； 3. 狀態(tài)非線性的定義決定于模型中是否有接觸界面、流固耦合、相變的物理描述； 4. 如果模型為非線性模型，則求解必須分成多步求解；如何設(shè)置時(shí)間步對(duì)收斂情況、CPU時(shí)間影響極大，通?？墒褂肁DINA自動(dòng)確定時(shí)間步長(zhǎng)ATS設(shè)置；,ADINA靜力分析非線性靜力分析非線性定義,分析類(lèi)型,結(jié)構(gòu)模型中非線性定義：,一般需要使用自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)（Automatic Time Step）ATS方式；此方式對(duì)線性問(wèn)題無(wú)效，用來(lái)控制加載的時(shí)間步大小； AMaximum Subdivision Allowed（最大細(xì)分比例）：如當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)為0.1,則細(xì)分后的最小步長(zhǎng)為0.01,如果還不收斂，則不能繼續(xù)細(xì)分，將退出求解并輸出求解無(wú)法收斂的信息； BMaximum Tine Step Factor(時(shí)間步長(zhǎng)放大比例)：當(dāng)求解非常容易收斂時(shí)，ADINA自動(dòng)增大時(shí)間步長(zhǎng)，輸入3表示最大時(shí)間步長(zhǎng)是當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)的3倍；,圖標(biāo)：,A,B,C,D,E,自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)控制：,ADINA靜力分析非線性靜力分析自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)控制,分析類(lèi)型,CFactor for Deviding Time Step(時(shí)間步長(zhǎng)細(xì)分因子)：當(dāng)前步長(zhǎng)沒(méi)有收斂時(shí)，取的時(shí)間步長(zhǎng)大小是當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)的二分之一（二分）或三分之一（三分）; DFor Next Step(下個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)大小)：如果當(dāng)前時(shí)間步結(jié)果收斂，程序提供四種方式確定下一個(gè)時(shí)間步大?。?Determined by the ADINA Program: 程序自動(dòng)放大和縮小，根據(jù)收斂的情況（一般情況下推薦使用）； Same as the Time Step that Gave Convergency： 與最后收斂的時(shí)間步長(zhǎng)大小相同； Same as the Time Step Prior to the Subdivision： 與細(xì)分前的時(shí)間步長(zhǎng)相同； Return to the Original Time Step Specified: 與用戶指定的時(shí)間步長(zhǎng)相同；,ADINA靜力分析非線性靜力分析自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)控制,分析類(lèi)型,EResponse Smoothing: 有利于收斂的技術(shù)，較大值將提高收斂速度。相關(guān)理論可參考理論手冊(cè)7.2。,ADINA靜力分析非線性靜力分析自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)控制,分析類(lèi)型,Exercise：方塊體大變形分析,模型包括變形體方塊和剛性圓柱 2D平面應(yīng)變分析 包括的非線性： 材料非線性（方塊為彈塑性材料） 幾何非線性（方塊在接觸部位存在大變形） 接觸（兩種接觸） 采用自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)ATS技術(shù)；,ADINA靜力分析非線性靜力分析練習(xí)題目,分析類(lèi)型,頻域動(dòng)力分析類(lèi)型： 模態(tài)分析 求解固有頻率（和振型）； 模態(tài)應(yīng)力計(jì)算 求解固有頻率、振型以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布； 參與因子計(jì)算 求解固有頻率、振型以及針對(duì)外載荷或地面運(yùn)動(dòng)的振型參與因子； 響應(yīng)譜分析 求解固有頻率、振型、外載荷或地面運(yùn)動(dòng)的振型參與因子以及輸入譜作用下的響應(yīng)譜輸出；最后一步計(jì)算在ADINA后處理中完成； 隨機(jī)振動(dòng)分析（基本同上；） 模態(tài)疊加計(jì)算 計(jì)算結(jié)構(gòu)固有頻率和振型、外載荷參與因子進(jìn)行模態(tài)疊加瞬態(tài)動(dòng)力分析，適用于線性模型，非線性程度高的模型要多次重啟動(dòng)求解，以確定不同非線性狀態(tài)下的模態(tài)變化；,ADINA頻域動(dòng)力,分析類(lèi)型,模態(tài)分析： 模態(tài)分析是所有頻域分析的基礎(chǔ)；,A,B,C,D,F,E,A:提取的固有頻率/振型階數(shù) B:輸出振型階數(shù) C:輸出控制 一般用于模態(tài)應(yīng)力； D:是否進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 如果進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，則求解模態(tài)時(shí)讀取預(yù)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果； E:求解器設(shè)置（詳細(xì)介紹在下頁(yè)） Determinant-Search:結(jié)構(gòu)/勢(shì)流體耦合模態(tài)求解； Subspace：子空間迭代求解器； Lanczos：迭代求解，更適合大規(guī)模問(wèn)題計(jì)算；,F:求解設(shè)置 主要進(jìn)行剛體運(yùn)動(dòng)計(jì)算設(shè)置，采用缺省值；迭代次數(shù)設(shè)置；,ADINA頻域動(dòng)力-模態(tài)分析,分析類(lèi)型,a:檢查（復(fù)核）模態(tài)計(jì)算結(jié)果 b:求解頻率波段 求解位于此波段內(nèi)的特征值和振型； c:Subspace選項(xiàng) 是否使用加速度技術(shù)（提高計(jì)算速度） 其它使用缺省值； d:起始向量計(jì)算 采用Lanczos方法計(jì)算速度快； e:用戶輸入起始向量數(shù),a,b,c,d,e,E:求解器設(shè)置：,ADINA頻域動(dòng)力-模態(tài)分析,分析類(lèi)型,模態(tài)應(yīng)力： 用于計(jì)算各階模態(tài)的單元應(yīng)力、應(yīng)變、支反力等； 模態(tài)應(yīng)力求解可在Frequency/Modes分析時(shí)直接指定；,ADINA頻域動(dòng)力-模態(tài)應(yīng)力,分析類(lèi)型,B,A,A:提取的固有頻率/振型階數(shù)(與模態(tài)計(jì)算相同） B:讀入已有的模態(tài)分析結(jié)果計(jì)算模態(tài)應(yīng)力,模態(tài)參與因子計(jì)算： 模態(tài)參與因子的計(jì)算用于響應(yīng)譜分析、諧響應(yīng)分析和隨機(jī)振動(dòng)分析； 激勵(lì)可以是地面運(yùn)動(dòng)和瞬態(tài)載荷； A: 激勵(lì)類(lèi)型 Ground Motion：地面運(yùn)動(dòng)（加在模型全約束邊界上的加速度），主要用于地震響應(yīng)譜分析； Applied Load：集中力； B:進(jìn)行靜載分析 C:進(jìn)行殘差項(xiàng)計(jì)算,A,B,C,ADINA頻域動(dòng)力-模態(tài)參與因子計(jì)算,分析類(lèi)型,模態(tài)疊加（Mode Superposition） 1. 可求解線性和非線性瞬態(tài)動(dòng)力問(wèn)題，當(dāng)求解非線性問(wèn)題時(shí)，可采用重啟動(dòng)技術(shù)時(shí)可重新計(jì)算當(dāng)前系統(tǒng)的模態(tài)； 2. 采用Newmark隱式時(shí)間積分方法； 3. 可不輸入阻尼比（Control/Analysis Assumptions/Modal Dampings）；也可為各階模態(tài)輸入各不相同的阻尼比； A:設(shè)置模態(tài)求解的求解器 此種方式，求解器先求解各階模態(tài)，之后自動(dòng)采用模態(tài)疊加進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力分析； B:讀入已計(jì)算的模態(tài)結(jié)果 C:采用的模態(tài)數(shù) D:載荷匹配誤差,A,B,C,D,ADINA頻域動(dòng)力-模態(tài)疊加,分析類(lèi)型,諧相應(yīng)、響應(yīng)譜、隨機(jī)振動(dòng)分析： 在ADINA后處理中進(jìn)行，略；,ADINA頻域動(dòng)力-諧相應(yīng)、響應(yīng)譜、隨機(jī)振動(dòng)分析,分析類(lèi)型,隱式直接積分瞬態(tài)動(dòng)力分析: 提供Newmark和Wilson兩種時(shí)間積分方法； Wilson方法常用于結(jié)構(gòu)抗震分析；,顯式直接積分瞬態(tài)動(dòng)力分析： 采用中心差分算法和集中質(zhì)量矩陣； 有條件穩(wěn)定，每一積分步要求時(shí)間步長(zhǎng)要小于臨界時(shí)間步長(zhǎng)： User Define：用戶定義時(shí)間步長(zhǎng)和時(shí)間步； Automatic（Use Number of Steps）：用戶定義時(shí)間步數(shù)； Automatic（Use total Time）：用戶定義總求解時(shí)間；,ADINA時(shí)域動(dòng)力-隱式/顯式積分,分析類(lèi)型,線性屈曲分析: 線性屈曲分析結(jié)果往往用于后續(xù)非線性屈曲分析的初始缺陷；Model/Initial Condition/Imperfection；,ADINA屈曲分析-線性屈曲,分析類(lèi)型,非線性屈曲分析： 采用位移載荷控制（Load-Displacement Control）方法； A:加載位置 B:自由度及位移量 C:最大位移 D:是否進(jìn)行后屈曲計(jì)算,A,B,C,D,ADINA屈曲分析-非線性屈曲,分析類(lèi)型,Exercise：采用LDC方法計(jì)算瓦楞板縱向屈曲,ADINA屈曲分析-非線性屈曲練習(xí)題目,分析類(lèi)型,非線性屈曲分析 非線性屈曲問(wèn)題還可采用ADINA的非線性功能直接進(jìn)行求解； Exercise：薄壁方梁屈曲變形分析,ADINA屈曲分析-非線性屈曲練習(xí)題目,分析類(lèi)型,總體說(shuō)明： 1. ADINA-T可以完成如下類(lèi)型的分析： 穩(wěn)態(tài)分析 瞬態(tài)分析 熱特征值計(jì)算,2. 除此之外，進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)耦合分析時(shí)，也要在ADINA-T中定義相應(yīng)的熱分析模型；,3. 涉及模型求解的其它定義，需要在Control菜單中進(jìn)行各種設(shè)置，其內(nèi)容在求解控制一章中說(shuō)明，本章不再重復(fù)；,ADINA-T總體說(shuō)明,分析類(lèi)型,穩(wěn)態(tài)分析（Steady State）: 可采用自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)控制，與結(jié)構(gòu)分析概念相同；,ADINA-T穩(wěn)態(tài)分析,分析類(lèi)型,瞬態(tài)問(wèn)題（Transient）： A:選擇時(shí)間積分方法； Euler Backward Inte.-隱式（Alpha1） Euler Forward Inte.-顯式（Alpha0） Trapezoidal Rule隱式（Alpha0.5） Alpha Family:直接輸入Alpha確定以上方式之一； B:選擇自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)控制；,A,B,ADINA-T瞬態(tài)分析,分析類(lèi)型,熱特征值計(jì)算（Thermal Eigenvalues）： 用于求解常熱傳導(dǎo)系數(shù)和常比熱表征的熱平衡方程的特征值和特征向量；,ADINA-T熱特征值計(jì)算,分析類(lèi)型,總體說(shuō)明： 1. ADINA-F可以完成如下類(lèi)型的分析： 穩(wěn)態(tài)分析 瞬態(tài)分析,2. 除此之外，進(jìn)行流固耦合分析時(shí)，也要在ADINA-F中定義相應(yīng)的流體分析模型；,3. 涉及模型求解的其它定義，需要在Control菜單中進(jìn)行各種設(shè)置，其內(nèi)容在求解控制一章中說(shuō)明，本章不再重復(fù)；,ADINA-F總體說(shuō)明,分析類(lèi)型,穩(wěn)態(tài)問(wèn)題（Steady State）： 自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)控制： A:最大細(xì)分?jǐn)?shù) 如果為10，則最小步長(zhǎng)是原設(shè)定步長(zhǎng)的0.1； B:時(shí)間步長(zhǎng)細(xì)分控制 Subdivision Procedure Courant Number Subdivision Procedure&Courant Number C:Courant Number D:最大增量數(shù),ADINA-F穩(wěn)態(tài)分析,分析類(lèi)型,共軛傳熱計(jì)算,ADINA-F穩(wěn)態(tài)分析練習(xí)題目,分析類(lèi)型,盒形電源內(nèi)排列多組電池； 散熱采用強(qiáng)迫對(duì)流方式； 計(jì)算溫度分布和散熱效率；,Exercise：電池組冷卻分析,瞬態(tài)分析(Transient)： 自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)選項(xiàng)與穩(wěn)態(tài)分析相同； A:時(shí)間積分參數(shù)；,ADINA-F瞬態(tài)分析,分析類(lèi)型,A,ADINA-F瞬態(tài)分析練習(xí)題目,分析類(lèi)型,質(zhì)量擴(kuò)散模擬,模擬藥物擴(kuò)散過(guò)程；,熱機(jī)械耦合計(jì)算（TMC：Thermal Mechanical Coupling）：,A