ANSYS非線性解讀課件

非線性分析 －應(yīng)變超過彈性極限（材料非線性） －大變形、大位移，如受載的釣魚桿（幾何非線性） －兩個(gè)物體間的接觸（邊界非線性）非線性分析 －應(yīng)變超過彈性極限（材料非線性）屈服準(zhǔn)則：vonMises屈服準(zhǔn)則

，vonMises等效應(yīng)力定義為:

材料非線性屈服準(zhǔn)則：vonMises屈服準(zhǔn)則，vonMiseHill準(zhǔn)則

六個(gè)常數(shù)（Rxx,Ryy,Rzz,Rxy,Ryz,Rxz）表示Hill屈服準(zhǔn)則的特性:Hill準(zhǔn)則

213es2s3s3ys2y主應(yīng)力空間單軸應(yīng)力-應(yīng)變在三維應(yīng)力空間為一橢圓柱面。213es2s3s3ys2y主應(yīng)力空間單軸應(yīng)力-應(yīng)流動(dòng)法則關(guān)聯(lián)流動(dòng):塑性流動(dòng)方向與屈服面的外法線方向相同。非關(guān)聯(lián)流動(dòng):對摩擦材料，通常需要非關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則

(在Drucker-Prager模型中，剪脹角與內(nèi)摩擦角不同)。塑性流動(dòng)方向與屈服面的法線相同屈服面pq塑性流動(dòng)方向和屈服面法線不

同流動(dòng)法則關(guān)聯(lián)流動(dòng):塑性流動(dòng)方向與屈服面的法線相同屈服面pq塑強(qiáng)化準(zhǔn)則強(qiáng)化準(zhǔn)則ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件接觸分析接觸問題通常分為兩類:剛性體-柔性體和柔性體-柔性體.剛性體-柔性體一個(gè)或更多的接觸表面看作剛性體(一個(gè)表面與其它表面相比,剛度顯然要大得多.).許多金屬成形問題可歸為此類.不計(jì)算剛性體內(nèi)的應(yīng)力柔性體-柔性體兩個(gè)或所有的接觸體都可變形(所有表面的剛度相近).螺栓結(jié)合凸緣連接就是柔性體-柔性體接觸的例子.接觸分析接觸問題通常分為兩類:剛性體-柔性體接觸剛性表面變形體剛性體-柔性體接觸剛性表面變形體柔性體-柔性體接觸花鍵軸過盈配合,兩個(gè)零件都是柔體.柔性體-柔性體接觸花鍵軸過盈配合,兩個(gè)零件都是柔體.接觸協(xié)調(diào)實(shí)際接觸體相互不穿透.因此,程序必須在這兩個(gè)面間建立一種關(guān)系,防止它們在有限元分析中相互穿過.當(dāng)程序防止相互穿透時(shí),稱之為強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào).F目標(biāo)面接觸面當(dāng)沒有強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào)時(shí),發(fā)生穿透.

F接觸協(xié)調(diào)F目標(biāo)面接觸面當(dāng)沒有強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào)時(shí),發(fā)生穿透.接觸協(xié)調(diào)–罰函數(shù)法強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào)的罰函數(shù)法,用一個(gè)接觸“彈簧”在兩個(gè)面間建立關(guān)系.彈簧剛度稱為懲罰參數(shù),接觸剛度.當(dāng)面分開時(shí)(開狀態(tài)),彈簧不起作用；當(dāng)面開始穿透時(shí)(閉合),彈簧起作用.彈簧偏移量滿足平衡方程:F=k式中k是接觸剛度.較大的剛度精度高,但收斂困難.必須確定一個(gè)適當(dāng)?shù)慕佑|剛度值.“最好的”值經(jīng)常是與問題相關(guān)的.FD接觸協(xié)調(diào)–罰函數(shù)法彈簧偏移量滿足平衡方程:FD接觸協(xié)調(diào)–lagrange乘子法：增加一個(gè)附加自由度(接觸壓力),來滿足不可穿透條件.F接觸協(xié)調(diào)–lagrange乘子法：增加一個(gè)附加自由度(增廣lagrange法：將罰函數(shù)法和lagrange乘子法結(jié)合起來強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào).在迭代的開始,接觸協(xié)調(diào)基于懲罰剛度確定.一旦達(dá)到平衡,檢查穿透容差.此時(shí),如果有必要,接觸壓力增加,迭代繼續(xù).F穿透容差增廣lagrange法：將罰函數(shù)法和lagrange乘子面-面接觸單元接觸對由目標(biāo)面和接觸面組成.接觸對通過共用實(shí)常數(shù)組來識(shí)別.Targe169和170剛性或可變形的目標(biāo)面Conta171到174可變形的接觸面這些單元非常適合面-面接觸的情況,如過盈裝配接觸,嚙合接觸,鍛造和深拉.接觸面上的接觸單元

(實(shí)常數(shù)=N)目標(biāo)面上的目標(biāo)單元

(實(shí)常數(shù)=N)面-面接觸單元接觸面上的接觸單元目標(biāo)面上的目標(biāo)單元對于“簡單”接觸模型,正常情況需要給出接觸對的三個(gè)特征:接觸剛度值.穿透容差值.還需要確定接觸對中哪一個(gè)面應(yīng)該是目標(biāo)面,哪一個(gè)面應(yīng)該是接觸面程序通過對下層單元的剛度乘以該系數(shù)來確定接觸剛度.k接觸t=FKNxf(k下層)作為起始估計(jì),嘗試:對于接觸中的大塊實(shí)體,FKN=1.0.對于柔性較大(彎曲為主)的部件,FKN=0.1.ANSYS非線性解讀課件穿透容差穿透容差也影響收斂和精度,盡管影響程度沒有接觸剛度大.當(dāng)穿透容差嚴(yán)格時(shí),精度可以改善,但是更難以收斂.和剛度一樣,以系數(shù)(FTOLN)的方式確定穿透容差.程序通過將下層單元的深度(h)乘以所給出的系數(shù)確定穿透容差.容差=FTOLNxh穿透容差和剛度一樣,以系數(shù)(FTOLN)的方式確指定接觸和目標(biāo)面指定接觸和目標(biāo)面的其它準(zhǔn)則:如果一個(gè)凸面與一個(gè)平面或凹面進(jìn)入接觸,平面和凹面應(yīng)該是目標(biāo)面.如果一個(gè)面比另一個(gè)面更硬,較硬的面應(yīng)該是目標(biāo)面.如果一個(gè)面是高階,另一個(gè)面是低階,低階面應(yīng)該是目標(biāo)面.如果一個(gè)面比另外一個(gè)面更大,較大的面應(yīng)該是目標(biāo)面.當(dāng)指定柔性體-柔性體接觸的接觸面和目標(biāo)面時(shí),如果一個(gè)面網(wǎng)格粗,另一個(gè)面網(wǎng)格細(xì),粗網(wǎng)格面應(yīng)該是目標(biāo)面.指定接觸和目標(biāo)面導(dǎo)向節(jié)點(diǎn):缺省時(shí),程序自動(dòng)約束剛性目標(biāo)面.也就是說,自動(dòng)地將目標(biāo)的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)定為零.要模擬剛性目標(biāo)的更復(fù)雜行為,可以創(chuàng)建一個(gè)特殊的單節(jié)點(diǎn)目標(biāo)單元,稱為導(dǎo)向節(jié)點(diǎn).剛性目標(biāo)面可以與“導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)”聯(lián)系起來,導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)控制目標(biāo)面的運(yùn)動(dòng).可以在導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)上為整個(gè)目標(biāo)面確定力,位移和/或轉(zhuǎn)動(dòng).可以認(rèn)為導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)是整個(gè)剛性面的手柄.導(dǎo)向節(jié)點(diǎn):缺省時(shí),程序自動(dòng)約束剛性目標(biāo)面.也就是說,如果遇到收斂困難,一般是由如下三個(gè)原因中的一個(gè)或幾個(gè)引起的:接觸剛度值太大.穿透容差值太緊.最小時(shí)間步長太大.要改善收斂,試用按如下次序修改你的模型:減小FKN.增大FTOLN.減小最小時(shí)間步長(或增大最大子步數(shù)).如果遇到收斂困難,一般是由如下三個(gè)原因中的一個(gè)或幾個(gè)引起載荷步，子步與平衡迭代非線性求解可按下列三個(gè)層次組織：載荷步(loadstep)載荷步是頂層，求解選項(xiàng)，載荷與邊界條件都施加于某個(gè)載荷步內(nèi)。子步(substep)子步是載荷步中的載荷增量。子步用于逐步施加載荷。平衡迭代步(EquilibriumIterations)

平衡迭代步是ANSYS為得到給定子步（載荷增量）的收斂解而采用的方法。載荷步，子步與平衡迭代非線性求解可按下列三個(gè)層次組織：增量法-歐拉（Eulerian）解法Fu載荷1234一個(gè)載荷增量中全Newton-Raphson迭代增量法-歐拉（Eulerian）解法Fu載荷1234一個(gè)載全Newton-Raphson在每一迭代步重新形成[KT]。修正只在每一子步形成[KT]。全Newton-Raphson修正收斂判據(jù)缺省時(shí)，ANSYS將檢查力和力矩不平衡量的L2范數(shù)是否等于加載力的L2范數(shù)的0.5%。雙重檢查收斂時(shí)，ANSYS將檢查位移的L2范數(shù)。殘差的L1范數(shù) : ||{R}||1=S|Ri|殘差的L2(SRSS)范數(shù) : ||{R}||2=(SR2i)1/2殘差的無限范數(shù) : ||{R}||=max(|Ri|)如果明確重定義了收斂判據(jù)，缺省判據(jù)將被覆蓋。如果重新定義了力的判據(jù)，將不得不增加位移檢查。

記住應(yīng)該總是定義力的收斂檢查，因?yàn)樗瞧胶獾亩攘俊＝o定外部載荷（Fa），內(nèi)部載荷（Fnr）（由單元應(yīng)力產(chǎn)生并作用于節(jié)點(diǎn)），在一個(gè)體中，外部載荷必須與內(nèi)力相平衡。Fa-Fnr=0收斂判據(jù)缺省時(shí)，ANSYS將檢查力和力矩不平衡量的L2范數(shù)是收斂判據(jù)(續(xù))力收斂判據(jù)提供了一個(gè)收斂的絕對度量，因?yàn)樗芍苯佣攘績?nèi)部力與外部力間的平衡。基于檢查的位移判據(jù)只應(yīng)作為力收斂判據(jù)的輔助手段使用。只依據(jù)位移判斷收斂在一些情況下將導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。收斂判據(jù)(續(xù))力收斂判據(jù)提供了一個(gè)收斂的絕對度輸出文件的信息在非線性求解過程中，輸出窗口顯示許多關(guān)于收斂的信息。輸出窗口包括：力/力矩不平衡量{R}

FORCECONVERGENCEVALUE最大的自由度增量{u} MAXDOFINC力收斂判據(jù)

CRITERION載荷步與子步數(shù)

LOADSTEP1SUBSTEP14輸出文件的信息在非線性求解過程中，輸出窗口顯示許多關(guān)于收斂的當(dāng)前子步的迭代步數(shù)

EQUILITER4COMPLETED

累計(jì)迭代步數(shù)

CUMITER=27時(shí)間值與時(shí)間步大小

TIME=59.1250TIMEINC=5.00000自動(dòng)時(shí)間步信息

AUTOSTEPTIME:NEXTTIMEINC=5.0000UNCHANGEDANSYS非線性解讀課件輸出文件的信息(續(xù))***LOADSTEP1SUBSTEP14COMPLETED.CUMITER=27***TIME=54.1250TIMEINC=5.00000***MAXPLASTICSTRAINSTEP=0.1512CRITERION=0.2500***AUTOSTEPTIME:NEXTTIMEINC=5.0000UNCHANGEDFORCECONVERGENCEVALUE=349.2CRITERION=2.598DISPCONVERGENCEVALUE=0.1320CRITERION=0.9406<<<CONVERGEDEQUILITER1COMPLETED.NEWTRIANGMATRIX.MAXDOFINC=-0.1645E-01FORCECONVERGENCEVALUE=10.35CRITERION=2.095DISPCONVERGENCEVALUE=0.2409E-01CRITERION=0.9406<<<CONVERGEDEQUILITER2COMPLETED.NEWTRIANGMATRIX.MAXDOFINC=-0.1127E-01FORCECONVERGENCEVALUE=4.687CRITERION=2.113DISPCONVERGENCEVALUE=0.1024E-01CRITERION=0.9406<<<CONVERGEDEQUILITER3COMPLETED.NEWTRIANGMATRIX.MAXDOFINC=0.3165E-02FORCECONVERGENCEVALUE=2.179CRITERION=2.107DISPCONVERGENCEVALUE=0.5611E-02CRITERION=0.9406<<<CONVERGEDEQUILITER4COMPLETED.NEWTRIANGMATRIX.MAXDOFINC=-0.1385E-02FORCECONVERGENCEVALUE=0.9063CRITERION=2.108<<<CONVERGED>>>SOLUTIONCONVERGEDAFTEREQUILIBRIUMITERATION4***LOADSTEP1SUBSTEP15COMPLETED.CUMITER=31***TIME=59.1250TIMEINC=5.00000***MAXPLASTICSTRAINSTEP=0.2136CRITERION=0.2500***AUTOSTEPTIME:NEXTTIMEINC=5.0000UNCHANGED輸出文件的信息(續(xù))***LOADSTEP1圖示收斂信息在圖形窗口顯示的是圖形化的收斂歷史。顯示了時(shí)間、迭代步數(shù)與不平衡量的信息。在求解過程中這一顯示不斷更新。圖示收斂信息在圖形窗口顯示的是圖形化的收斂歷史。顯示了時(shí)間、非線性求解過程下面列出了完成非線性分析所需的典型步驟：1. 指定分析類型2. 指定幾何非線性打開或關(guān)閉3. 為載荷步指定“時(shí)間”4. 設(shè)定子步數(shù)5. 施加載荷與邊界條件6. 指定輸出控制與監(jiān)視值7. 保存數(shù)據(jù)庫8. 求解載荷步非線性求解過程下面列出了完成非線性分析所需的典型步驟：A.分析類型定義分析類型是靜態(tài)還是瞬態(tài)。注意在第一個(gè)載荷步后，就不能更改分析類型了。Solution>NewAnalysis...對于非線性分析只有兩個(gè)選擇：靜態(tài)或瞬態(tài)。缺省設(shè)置是靜態(tài)。A.分析類型定義分析類型是靜態(tài)還是瞬態(tài)。注意在第一個(gè)載荷步后B幾何非線性打開大變形開關(guān)將在分析中包括幾何非線性效應(yīng)：大應(yīng)變、大位移與大轉(zhuǎn)動(dòng)。缺省設(shè)置是關(guān)閉幾何非線性。Solution>sol’ncontrols如果不能確定幾何非線性是否重要，選大變形比較保險(xiǎn)。B幾何非線性打開大變形開關(guān)將在分析中包括幾何非線性效應(yīng)：大應(yīng)C.載荷步時(shí)間Solution>Time/Freq>TimeandSubstps...時(shí)間如果沒有指定“時(shí)間”，則缺省值為TIME+1.0。TIME為前一載荷步結(jié)束時(shí)的值。對于第一個(gè)載荷步，“時(shí)間”缺省值為1.0。對于靜態(tài)、率無關(guān)分析，“時(shí)間”可指定為任何值。對比例加載，可將時(shí)間設(shè)定為載荷步結(jié)束時(shí)的載荷值。C.載荷步時(shí)間Solution>Time/Freq>D.子步與時(shí)間Solution>Time/Freq>TimeandSubstps...時(shí)間自動(dòng)時(shí)間步控制自動(dòng)打開子步數(shù)最大值子步數(shù)最小值子步數(shù)D.子步與時(shí)間Solution>Time/Freq>時(shí)間與時(shí)間步長Solution>Time/Freq>Time-TimeStps...時(shí)間求解控制自動(dòng)打開時(shí)間步長最小時(shí)間步長最大時(shí)間步長時(shí)間與時(shí)間步長Solution>Time/Freq>E.輸出控制Solution>OutputCtrls>DB/ResultsFile...此選項(xiàng)用于控制寫入結(jié)果文件（jobname.rst）的內(nèi)容與頻率。注意缺省時(shí)，只有載荷步的最后子步寫入結(jié)果文件。E.輸出控制Solution>OutputCtrlsVALUE，TOLER與MINREF參數(shù)在檢查收斂情況時(shí)，力的不平衡量是與

VALUE*TOLER作比較。缺省時(shí)，

VALUE為施加載荷的SRSS。通常的做法是通過調(diào)整TOLER改變收斂判據(jù)，而讓VALUE保持為缺省值。MINREF代表VALUE參數(shù)的最小可能值。

MINREF（缺省為0.001）將代表數(shù)值上的零。如果

MINREF設(shè)置為-1，無最小值限制。

VALUE，TOLER與MINREF參數(shù)求解終止控制此功能允許控制非線性求解的終止判據(jù)。（通常缺省設(shè)置是合適的。）Solution>sol’ncontrols>advancedNL..可設(shè)置位移、迭代、耗費(fèi)時(shí)間CPU時(shí)間的限制。求解終止控制此功能允許控制非線性求解的終止判據(jù)。（通常缺省設(shè)終止分析在交互式運(yùn)行時(shí)，可按“STOP”按鈕終止分析，可按“STOP”按鈕中止分析（可重啟動(dòng)）。在工作目錄中創(chuàng)建退出文件（jobname.abt），其中第一行寫nonlinear，這樣會(huì)終止批處理過程。在批處理過程中使用退出文件（jobname.abt）終止分析。終止分析在交互式運(yùn)行時(shí)，可按“STOP”按鈕終止分析，可按重啟動(dòng)分析使用正常退出程序（按STOP按鈕，退出文件，完成求解）終止的分析可重啟動(dòng)。

系統(tǒng)級(jí)別中斷（系統(tǒng)中斷、系統(tǒng)崩潰或者斷電）的分析不可重啟動(dòng)?？梢灾貑?dòng)分析以繼續(xù)載荷歷史，也可以從一次收斂失敗中恢復(fù)分析。重啟動(dòng)分析使用正常退出程序（按STOP按鈕，退出文件，完成求非線性分析 －應(yīng)變超過彈性極限（材料非線性） －大變形、大位移，如受載的釣魚桿（幾何非線性） －兩個(gè)物體間的接觸（邊界非線性）非線性分析 －應(yīng)變超過彈性極限（材料非線性）屈服準(zhǔn)則：vonMises屈服準(zhǔn)則

，vonMises等效應(yīng)力定義為:

材料非線性屈服準(zhǔn)則：vonMises屈服準(zhǔn)則，vonMiseHill準(zhǔn)則

六個(gè)常數(shù)（Rxx,Ryy,Rzz,Rxy,Ryz,Rxz）表示Hill屈服準(zhǔn)則的特性:Hill準(zhǔn)則

213es2s3s3ys2y主應(yīng)力空間單軸應(yīng)力-應(yīng)變在三維應(yīng)力空間為一橢圓柱面。213es2s3s3ys2y主應(yīng)力空間單軸應(yīng)力-應(yīng)流動(dòng)法則關(guān)聯(lián)流動(dòng):塑性流動(dòng)方向與屈服面的外法線方向相同。非關(guān)聯(lián)流動(dòng):對摩擦材料，通常需要非關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則

(在Drucker-Prager模型中，剪脹角與內(nèi)摩擦角不同)。塑性流動(dòng)方向與屈服面的法線相同屈服面pq塑性流動(dòng)方向和屈服面法線不

同流動(dòng)法則關(guān)聯(lián)流動(dòng):塑性流動(dòng)方向與屈服面的法線相同屈服面pq塑強(qiáng)化準(zhǔn)則強(qiáng)化準(zhǔn)則ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件ANSYS非線性解讀課件接觸分析接觸問題通常分為兩類:剛性體-柔性體和柔性體-柔性體.剛性體-柔性體一個(gè)或更多的接觸表面看作剛性體(一個(gè)表面與其它表面相比,剛度顯然要大得多.).許多金屬成形問題可歸為此類.不計(jì)算剛性體內(nèi)的應(yīng)力柔性體-柔性體兩個(gè)或所有的接觸體都可變形(所有表面的剛度相近).螺栓結(jié)合凸緣連接就是柔性體-柔性體接觸的例子.接觸分析接觸問題通常分為兩類:剛性體-柔性體接觸剛性表面變形體剛性體-柔性體接觸剛性表面變形體柔性體-柔性體接觸花鍵軸過盈配合,兩個(gè)零件都是柔體.柔性體-柔性體接觸花鍵軸過盈配合,兩個(gè)零件都是柔體.接觸協(xié)調(diào)實(shí)際接觸體相互不穿透.因此,程序必須在這兩個(gè)面間建立一種關(guān)系,防止它們在有限元分析中相互穿過.當(dāng)程序防止相互穿透時(shí),稱之為強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào).F目標(biāo)面接觸面當(dāng)沒有強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào)時(shí),發(fā)生穿透.

F接觸協(xié)調(diào)F目標(biāo)面接觸面當(dāng)沒有強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào)時(shí),發(fā)生穿透.接觸協(xié)調(diào)–罰函數(shù)法強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào)的罰函數(shù)法,用一個(gè)接觸“彈簧”在兩個(gè)面間建立關(guān)系.彈簧剛度稱為懲罰參數(shù),接觸剛度.當(dāng)面分開時(shí)(開狀態(tài)),彈簧不起作用；當(dāng)面開始穿透時(shí)(閉合),彈簧起作用.彈簧偏移量滿足平衡方程:F=k式中k是接觸剛度.較大的剛度精度高,但收斂困難.必須確定一個(gè)適當(dāng)?shù)慕佑|剛度值.“最好的”值經(jīng)常是與問題相關(guān)的.FD接觸協(xié)調(diào)–罰函數(shù)法彈簧偏移量滿足平衡方程:FD接觸協(xié)調(diào)–lagrange乘子法：增加一個(gè)附加自由度(接觸壓力),來滿足不可穿透條件.F接觸協(xié)調(diào)–lagrange乘子法：增加一個(gè)附加自由度(增廣lagrange法：將罰函數(shù)法和lagrange乘子法結(jié)合起來強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào).在迭代的開始,接觸協(xié)調(diào)基于懲罰剛度確定.一旦達(dá)到平衡,檢查穿透容差.此時(shí),如果有必要,接觸壓力增加,迭代繼續(xù).F穿透容差增廣lagrange法：將罰函數(shù)法和lagrange乘子面-面接觸單元接觸對由目標(biāo)面和接觸面組成.接觸對通過共用實(shí)常數(shù)組來識(shí)別.Targe169和170剛性或可變形的目標(biāo)面Conta171到174可變形的接觸面這些單元非常適合面-面接觸的情況,如過盈裝配接觸,嚙合接觸,鍛造和深拉.接觸面上的接觸單元

(實(shí)常數(shù)=N)目標(biāo)面上的目標(biāo)單元

(實(shí)常數(shù)=N)面-面接觸單元接觸面上的接觸單元目標(biāo)面上的目標(biāo)單元對于“簡單”接觸模型,正常情況需要給出接觸對的三個(gè)特征:接觸剛度值.穿透容差值.還需要確定接觸對中哪一個(gè)面應(yīng)該是目標(biāo)面,哪一個(gè)面應(yīng)該是接觸面程序通過對下層單元的剛度乘以該系數(shù)來確定接觸剛度.k接觸t=FKNxf(k下層)作為起始估計(jì),嘗試:對于接觸中的大塊實(shí)體,FKN=1.0.對于柔性較大(彎曲為主)的部件,FKN=0.1.ANSYS非線性解讀課件穿透容差穿透容差也影響收斂和精度,盡管影響程度沒有接觸剛度大.當(dāng)穿透容差嚴(yán)格時(shí),精度可以改善,但是更難以收斂.和剛度一樣,以系數(shù)(FTOLN)的方式確定穿透容差.程序通過將下層單元的深度(h)乘以所給出的系數(shù)確定穿透容差.容差=FTOLNxh穿透容差和剛度一樣,以系數(shù)(FTOLN)的方式確指定接觸和目標(biāo)面指定接觸和目標(biāo)面的其它準(zhǔn)則:如果一個(gè)凸面與一個(gè)平面或凹面進(jìn)入接觸,平面和凹面應(yīng)該是目標(biāo)面.如果一個(gè)面比另一個(gè)面更硬,較硬的面應(yīng)該是目標(biāo)面.如果一個(gè)面是高階,另一個(gè)面是低階,低階面應(yīng)該是目標(biāo)面.如果一個(gè)面比另外一個(gè)面更大,較大的面應(yīng)該是目標(biāo)面.當(dāng)指定柔性體-柔性體接觸的接觸面和目標(biāo)面時(shí),如果一個(gè)面網(wǎng)格粗,另一個(gè)面網(wǎng)格細(xì),粗網(wǎng)格面應(yīng)該是目標(biāo)面.指定接觸和目標(biāo)面導(dǎo)向節(jié)點(diǎn):缺省時(shí),程序自動(dòng)約束剛性目標(biāo)面.也就是說,自動(dòng)地將目標(biāo)的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)定為零.要模擬剛性目標(biāo)的更復(fù)雜行為,可以創(chuàng)建一個(gè)特殊的單節(jié)點(diǎn)目標(biāo)單元,稱為導(dǎo)向節(jié)點(diǎn).剛性目標(biāo)面可以與“導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)”聯(lián)系起來,導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)控制目標(biāo)面的運(yùn)動(dòng).可以在導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)上為整個(gè)目標(biāo)面確定力,位移和/或轉(zhuǎn)動(dòng).可以認(rèn)為導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)是整個(gè)剛性面的手柄.導(dǎo)向節(jié)點(diǎn):缺省時(shí),程序自動(dòng)約束剛性目標(biāo)面.也就是說,如果遇到收斂困難,一般是由如下三個(gè)原因中的一個(gè)或幾個(gè)引起的:接觸剛度值太大.穿透容差值太緊.最小時(shí)間步長太大.要改善收斂,試用按如下次序修改你的模型:減小FKN.增大FTOLN.減小最小時(shí)間步長(或增大最大子步數(shù)).如果遇到收斂困難,一般是由如下三個(gè)原因中的一個(gè)或幾個(gè)引起載荷步，子步與平衡迭代非線性求解可按下列三個(gè)層次組織：載荷步(loadstep)載荷步是頂層，求解選項(xiàng)，載荷與邊界條件都施加于某個(gè)載荷步內(nèi)。子步(substep)子步是載荷步中的載荷增量。子步用于逐步施加載荷。平衡迭代步(EquilibriumIterations)

平衡迭代步是ANSYS為得到給定子步（載荷增量）的收斂解而采用的方法。載荷步，子步與平衡迭代非線性求解可按下列三個(gè)層次組織：增量法-歐拉（Eulerian）解法Fu載荷1234一個(gè)載荷增量中全Newton-Raphson迭代增量法-歐拉（Eulerian）解法Fu載荷1234一個(gè)載全Newton-Raphson在每一迭代步重新形成[KT]。修正只在每一子步形成[KT]。全Newton-Raphson修正收斂判據(jù)缺省時(shí)，ANSYS將檢查力和力矩不平衡量的L2范數(shù)是否等于加載力的L2范數(shù)的0.5%。雙重檢查收斂時(shí)，ANSYS將檢查位移的L2范數(shù)。殘差的L1范數(shù) : ||{R}||1=S|Ri|殘差的L2(SRSS)范數(shù) : ||{R}||2=(SR2i)1/2殘差的無限范數(shù) : ||{R}||=max(|Ri|)如果明確重定義了收斂判據(jù)，缺省判據(jù)將被覆蓋。如果重新定義了力的判據(jù)，將不得不增加位移檢查。

記住應(yīng)該總是定義力的收斂檢查，因?yàn)樗瞧胶獾亩攘俊＝o定外部載荷（Fa），內(nèi)部載荷（Fnr）（由單元應(yīng)力產(chǎn)生并作用于節(jié)點(diǎn)），在一個(gè)體中，外部載荷必須與內(nèi)力相平衡。Fa-Fnr=0收斂判據(jù)缺省時(shí)，ANSYS將檢查力和力矩不平衡量的L2范數(shù)是收斂判據(jù)(續(xù))力收斂判據(jù)提供了一個(gè)收斂的絕對度量，因?yàn)樗芍苯佣攘績?nèi)部力與外部力間的平衡?；跈z查的位移判據(jù)只應(yīng)作為力收斂判據(jù)的輔助手段使用。只依據(jù)位移判斷收斂在一些情況下將導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。收斂判據(jù)(續(xù))力收斂判據(jù)提供了一個(gè)收斂的絕對度輸出文件的信息在非線性求解過程中，輸出窗口顯示許多關(guān)于收斂的信息。輸出窗口包括：力/力矩不平衡量{R}

FORCECONVERGENCEVALUE最大的自由度增量{u} MAXDOFINC力收斂判據(jù)

CRITERION載荷步與子步數(shù)

LOADSTEP1SUBSTEP14輸出文件的信息在非線性求解過程中，輸出窗口顯示許多關(guān)于收斂的當(dāng)前子步的迭代步數(shù)

EQUILITER4COMPLETED

累計(jì)迭代步數(shù)

CUMITER=27時(shí)間值與時(shí)間步大小

TIME=59.1250TIMEINC=5.00000自動(dòng)時(shí)間步信息

AUTOSTEPTIME:NEXTTIMEINC=5.0000UNCHANGEDANSYS非線性解讀課件輸出文件的信息(續(xù))***LOADSTEP1SUBSTEP14COMPLETED.CUMITER=27***TIME=54.1250TIMEINC=5.00000***MAXPLASTICSTRAINSTEP=0.1512CRITERION=0.2500***AUTOSTEPTIME:NEXTTIMEINC=5.0000UNCHANGEDFORCECONVERGENCEVALUE=349.2CRITERION=2.598DISPCONVERGENCEVALUE=0.1320CRITERION=0.9406<<<CONVERGEDEQUILITER1COMPLETED.NEWTRIANGMATRIX.MAXDOFINC=-0.1645E-01FORCECONVERGENCEVALUE=10.35CRITERION=2.095DISPCONVERGENCEVALUE=0.2409E-01CRITERION=0.9406<<<CONVERGEDEQUILITER2COMPLETED.NEWTRIANGMATRIX.MAXDOFINC=-0.1127E-01FORCECONVERGENCEVALUE=4.687CRITERION=2.113DISPCONVERGENCEVALUE=0.1024E-01CRITERION=0.9406<<<CONVERGEDEQUILITER3COMPLETED.NEWTRIANGMATRIX.MAXDOFINC=0.3165E-02FORCECONVERGENCEVALUE=2.179CRITERION=2.107DISPCONVERGENCEVALUE=0.5611E-02CRITERION=0.9406<<<CONVERGEDEQUILITER4COMPLETED.NEWTRIANGMATRIX.MAXDOFINC=-0.1385E-02FORCECONVERGENCEVALUE=0.9063CRITERION=2.108<<<CONVERGED>>>SOLUTIONCONVERGEDAFTEREQUILIBRIUMITERATION4***LOADSTEP1SUBSTEP15COMPLETED.CUMITER=31***TIME=59.1250TIMEINC=5.00000***MAXPLASTICSTRAINSTEP=0.2136CRITERION=0.2500***AUTOSTEPTIME:NEXTTIMEINC=5.0000UNCHANGED輸出文件的信息(續(xù))***LOADSTEP1圖示收斂信息在圖形窗口顯示的是圖形化的收斂歷史。顯示了時(shí)間、迭代步數(shù)與不平衡量的信息。在求解過程中這一顯示不斷更新。圖示收斂信息在圖形窗口顯示的是圖形化的收斂歷史。顯示了時(shí)間、非線性求解過程下面列出了完成非線性分析所需的典型步驟：1. 指定分析類型2. 指定幾何非線性打開或關(guān)閉3. 為載荷步指定“時(shí)間”4. 設(shè)定子步數(shù)5. 施加載荷與邊界條件6. 指定輸出控制與監(jiān)視值7. 保存數(shù)據(jù)庫8. 求解載荷步非線性求解過程下面列出了完成非線性分析所需的典型步驟：A.分析類型定義分析類型是靜