内容发布更新时间 : 2024/11/9 10:48:32星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
l) 载荷 m) 求解器
30. 在应力奇异处:
1）单元网格越是细化，越引起计算应力无限增加，并且不再收敛。
2）网格疏密不均匀时网格离散误差也大小不一（自适应网格划分结果是失败的或者网格错误）。
31. “热点”
1）对于面或体，热点为图形中心； 2）对于线，有三个热点。
为什么这一点非常重要? 需要在图形窗口拾取取图元时，应该点取图形的热点，确保拾取所需要的图元。这对于有多个图形重叠的情况非常重要. 32. 应力上下限
应力上下限可以帮助确定由于网格离散误差对模型的应力最大值的影响，显示或列出的应力上下限包括： 估计的上限 - SMXB 估计的下限 - SMNB
应力上下限限并不是估计实际的最高或最小应力.对于有些情况，SMXB 过于保守. 而有些情况比实际的要小.
应力上下限定义了一个”确信范围.” 如果没有其他的确凿的验证，就不能认为实际的最大应力低于 SMXB. 33. 接触单元
注意：点对点接触只能用于低次单元.
接触12单元和接触52单元既能用直接生成法创建, 也能在重合节点处创建单元. 前处理器 -> 创建 -> 单元 -> 在重合节点
( Preprocessor -> Create -> Elements -> At Coincid Nd)
接触12单元 应该在重合节点间创建. 然而接触52单元要求1E-6的距离来定向单元. 34. 接触刚度
点对点(接触12单元和接触52单元)和节点对表面(接触48单元和接触49单元)接触单元都要求给出罚刚度.
罚刚度越大, 接触表面的侵入量越小. 然而, 若此值太大,则会由于病态条件而引起收敛困难.
可以通过一些实验来确定一个合适的接触刚度, 使求解收敛,而且侵入量可以接受. 35. 选择接触刚度
接触刚度是接触面的相对刚度的函数.
对于块状实体, 通常赫兹接触刚度 (Hertz contact stiffness)适用于罚刚度, 可以这样估算: k = fE
式中f 是介于0.1~10之间的系数, E是较软的接触材料的弹性模量. 设 f=1 通常是一个较好的起始值.
应该设置罚刚度比例系数(FKN)和拉格朗日乘子侵入比例系数(FTOLN). FKN 通常介于0.01~10之间. 对于体积变形问题, 用值1.0(默认), 对于以弯曲变形为主的问题, 用值 0.1.
FTOLN 默认为0.1. 可以改变此值, 但若容差太小, 会使迭代数过多或不收敛. 36. 面对面接触处理
对于面对面接触单元, 一个面指定为“ 目标”面, 另一个面为“ 接触 ”面. 对于刚体对柔体接触, 刚体表面总是指定为目标面. 对于柔体对柔体接触, 接触面与目标面都与变形体相关联.
接触单元被约束, 不能侵入目标面. 然而, 目标单元能够侵入接触面. 37. 目标/接触面的指导方针
如果凸面与平面或凹面接触, 那么平面或凹面应该是目标面.
如果一个表面网格粗糙, 而另一个表面网格较细, 那么网格粗糙的表面应该是目标面. 如果一个表面比另一个表面的刚度大, 那么刚度大的表面应该是目标面.
如果一个表面划分为高次单元, 而另一个表面划分为低次单元, 那么划分为低次单元的表面应该是目标面.
如果一个表面比另一个表面大, 那么更大的表面应该是目标面. 38. 接触算法
选择一个接触算法 关键字选项(2)
增强的拉格朗日法(关键字选项(2)=0)是缺省选项, 推荐于一般应用. 它对罚刚度不太敏感, 但是也要求给出一个侵入容差.
能够用罚函数法(关键字选项 (2)=1)这个选项. 它推荐应用于单元非常扭曲、大摩擦系数和/或用增大的拉格朗日法收敛行为不好的问题. 39. 确定罚刚度
对于面对面接触单元, ANSYS基于单元类型、材料性质和它下面的单元尺寸确定接触刚度. 可以用实常数FKN给出接触刚度的一个比例系数或绝对值.
惩罚刚度(FKN)应该足够大, 使接触侵入量小。同时也应足够小, 使问题没有病态矩阵. FKN值通常在 0.01~10之间. 对于体积变形问题, 用值1.0 (默认), 对于弯曲问题, 用值 0.1.
40. 对称接触
对称接触不如不对称接触有效. 然而, 许多分析需要用它 (典型用于减少侵入). 对称接触增加了接触检查点的数目. 对称接触的准则:
目标面和接触面没有明显的区别. 目标面和接触面的网格都粗糙.
注意：用对称接触时, 后处理更困难. 接触压力是两个接触单元对的平均值. 41. 自接触
对于自接触, 使用不对称接触更有效, 但是难于预测接触面和目标面. 对于自接触, 用对称接触时, 只要简单地将目标单元和接触单元放在相同的表面上即可. 42. 刚体位移
如果在求解中的任一时刻, 两个物体没有联系, 刚度矩阵就会奇异. ANSYS将会发出一个负主元警告信息. 由于物体初始时没有联系, 要克服刚体位移有几个选项: 在“ 恰好碰上” 的位置建立几何模型 ? 动力学 ? 位移控制 ? 软弹簧
? 用不分离接触 (关键选项 (12), 在后面讨论) ? 调整初始接触条件 43. 接触刚度FKN
但对于大多数情况而言，最好用一个合理而不过度精确的刚度值进行第一次求解，然后用10倍于该值的刚度进行第二次求解，如果两者结果相差很小，而迭代数增加很多，那么我们则正好取得了曲线上的突变点，从而获得相当好的结果。
当接触单元的刚度为10e6时，可获得合理精确的结果。任何大于该值的刚度对下梁的偏移量没有什么影响，而求解所需的迭代数却显著的增加。对于这个题目，10e6的刚度是很适合的。但是，如果改变边界条件、网格密度、两梁之间的相对位置、材料特性或梁的几何形状，能获得满意结果的接触刚度值将是不同的。比如，如果网格密度增加，则接触单元数将
增加，每一个单元上的载荷将降低。如果接触单元数增加两倍，一个合适的接触单元刚度值应为原来的一半。
为了确定一个较好的接触刚度值，可能需要一些经验。用户可以按照下面 的步骤来进行尝试：
1、开始时取一个较低的值。低估值要比高估值好，因为由一个较低的接触刚度导致的穿透问题，比过高的接触刚度导致的收敛性困难，要容易解决。
2、对前几个子步进行计算分析，直到最终载荷的一个比例（刚好完全建立接触）。 3、检查每一子步中的穿透量和平衡迭代次数。如果总体收敛困难是由过大的穿透引起的，那麽可能低估了FKN的值，或者是将FLOLN的值取得大小。如果总体的收敛困难是由于不平衡力和位移增量达到收敛值时需要过多的迭代次数，而不是由于过大的穿透量引起的，那麽FKN的值可能被估高。
4、按需要调整FKN和FTOLN的值，重新进行完整的分析。
我理解的接触问题求解过程，是一个调整接触刚度的过程，不知理解得是否对。接触分析，是要通过大量的结果画出一条曲线，选取曲线的最低点，作为最终结果。 44. 建立刚－柔接触对
如果想建立一个柔－柔接触对的话，可以将接触的两个面都划分网格，然后再用接触向导建立接触对。如果想建立一个刚－柔接触对的话，可以先将想定义成柔体的部分划分网格，然后定义接触对就可以了，如果将两个面都划分网格再定义接触对的话就又成了定义柔－柔接触对了。
45. ANSYS坐标系总结 工作平面（Working Plane）
工作平面是创建几何模型的参考(X,Y)平面，在前处理器中用来建模(几何和网格) 总体坐标系
在每开始进行一个新的ANSYS分析时，已经有三个坐标系预先定义了。它们位于模型的总体原点。三种类型为: CS,0: 总体笛卡尔坐标系 CS,1: 总体柱坐标系 CS,2: 总体球坐标系
数据库中节点坐标总是以总体笛卡尔坐标系，无论节点是在什么坐标系中创建的。 局部坐标系
局部坐标系是用户定义的坐标系。局部坐标系可以通过菜单路径Workplane>Local CS>Create LC来创建。
激活的坐标系是分析中特定时间的参考系。缺省为总体笛卡尔坐标系。当创建了一个新的坐标系时，新坐标系变为激活坐标系。这表明后面的激活坐标系的命令。菜单中激活坐标系的路径 Workplane>Change active CS to>。 节点坐标系
每一个节点都有一个附着的坐标系。节点坐标系缺省总是笛卡尔坐标系并与总体笛卡尔坐标系平行。节点力和节点边界条件（约束）指的是节点坐标系的方向。时间历程后处理器 /POST26 中的结果数据是在节点坐标系下表达的。而通用后处理器/POST1中的结果是按结果坐标系进行表达的。
例如: 模型中任意位置的一个圆，要施加径向约束。首先需要在圆的中心创建一个柱坐标系并分配一个坐标系号码(例如CS,11)。这个局部坐标系现在成为激活的坐标系。然后选择圆上的所有节点。通过使用 \选择节点的节点坐标系的朝向将沿着激活坐标系的方向。未选择节点保持不变。节点坐标系的显示通过菜单路径Pltctrls>Symbols>Nodal CS。这些节点坐标系的X方向现在沿径向。约束这些选择节点的X方向，就是施加的径向约束。
注意：节点坐标系总是笛卡尔坐标系。可以将节点坐标系旋转到一个局部柱坐标下。这种情况下，节点坐标系的X方向指向径向，Y方向是周向（theta)。可是当施加theta方向非零位移时，ANSYS总是定义它为一个笛卡尔Y位移而不是一个转动（Y位移不是theta位移）。 单元坐标系
单元坐标系确定材料属性的方向（例如，复合材料的铺层方向）。对后处理也是很有用的，诸如提取梁和壳单元的膜力。单元坐标系的朝向在单元类型的描述中可以找到。 结果坐标系
/Post1通用后处理器中 (位移, 应力，支座反力）在结果坐标系中报告，缺省平行于总体笛卡尔坐标系。这意味着缺省情况位移，应力和支座反力按照总体笛卡尔在坐标系表达。无论节点和单元坐标系如何设定。要恢复径向和环向应力，结果坐标系必须旋转到适当的坐标系下。这可以通过菜单路径Post1>Options for output实现。 /POST26时间历程后处理器中的结果总是以节点坐标系表达。 显示坐标系
显示坐标系对列表圆柱和球节点坐标非常有用(例如, 径向，周向坐标)。建议不要激活这个坐标系进行显示。屏幕上的坐标系是笛卡尔坐标系。显示坐标系为柱坐标系，圆弧将显示为直线。这可能引起混乱。因此在以非笛卡尔坐标系列表节点坐标之后将显示坐标系恢复到总体笛卡尔坐标系。