ANSYS非线形分析指南 几何非线形分析
·使用载荷位一移曲线作为用于评价和调整你的分析以帮助你获得所需结果的准则。通常对于每一个分析都绘 制你的载荷一偏移曲线（采用POST26命令）是一种好的作法。
·经常地，一个不成功的弧长分析可以归因于弧长半径或 者太大或 者太小。 沿载荷一偏移曲线原路返回的“回漂”是一种由于使用太大或 太小弧长半径导致的典型难点。研究载荷偏移曲线来理解这个问题。然后使用NSUBST和ARCLEN命令来调整弧长半径的大小和范围为合适的值。
·总体弧长载荷因子（SOLU命令中的ALLF项）或者会是正的或者会是负的。类似地，TIME，其在弧长分析中相关于总体弧长载荷因数，同样会不是正的就是负的。ALLF或TIME的负值表示弧长特性正在以反方向加载，以便保持结构中的稳定性。负的ALLF或者TIME值一般会在各种突然转换分析中遇到。 ·当将弧长结果读入基本数据用于POSTI后处理时〔SET〕，你总是应当引用由它的载荷步和子步号〔LSTEP和SBSTEP〕或者进它的数据设置号所设定的所需结果数据。不要引用用TIME值的结果，因为TIME值在一个弧长分析中并不总是单调增加的。（单一的一个TIME值可能涉及多于一个的解。）此外，程序不能正确地解释负的TIME值（C其可能在一个突然转换分析中遇到。） ·如果TIME为负的，记住在产生任何POST26图形前定义一个合适的变化范围（〔IXRANGE〕或者〔IYRANGE〕）。 在你的模型响应中人为地抑制发散
如果你不想使用弧长方法来分析一个在奇异（零刚度）形状时开始开，或者通过奇异形状的力加载的结构时，有时你可以使用其它的技术来人工地抑制模型响应中的发散。
·在某些情况下，你可以使用强加的位移来替代所施加的力。这种方法可以用于在较靠近平衡位置处开始一个静态分析，或者用于控制整个不稳定响应期间（如突然转换或后翘曲）的位移。
·其它在阻止由于初始不稳定性所造成的问题时有效的技术包括：使用带有强加的初始应变的应力刚化〔SSTIF〕，“致冷”（也就是，增加暂时的人工热应变），或者将一个静态问题执行为一个“缓慢动态”分析（也就是，在任意一个载荷步尝试使用时间积分效应阻止解发散。
·你也可以应用控制单元（如COMBIN37），或者应用其它单元的出生和死亡选
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项对不稳定的DOFs施加暂时的人工刚度。这里的想法是在中期的载荷步期间人为地约束系统，以阻止不符合实际的大位移被计算出。随着系统变位到稳定的形态，人工刚度被移去。 应用雅各比共轭梯度求解器
这个求解器（通过EQSLV命令获得）在经历某一奇异划（零 （零刚度）状态的分析中会是有用的。叶?JCG求解器来说相对大的求解容差有时会“ 涂抹掉”这种奇异性，导致载荷一位移曲线的斜度具有某些假的非零值。（在EQSLV中这个求解器的容限不是非线性收敛容限。）
雅各比共轭梯度求解器仅是一种求解线性矩阵方程的替代方法。这种求解器的使用不能替代任何方式的非线性处理。 关闭特殊的单元形状
有时在非线性分析中使用无中节点单元的形状选项会产生收敛困难。 合理地使用出生和死亡
认识到结构的刚度矩阵的任何突然改变可能会导致收敛问题。当激活或杀死单元时，试着将变化分散在若干子步内。（如果需要，采用一个小的时间步长来完成这种变化。）也要注意到随着你激活或 杀死 单元可能会 产生的奇异性（如尖的再生角）。像这样的奇异性可能产生收敛问题。 检验你的分析结果
好的有限无分析（FEA）过程总是要求你检验你的结果。你需要自己证明你理解了程序，你正在正确地使用它，以及你的分析结果正确地体现出你的结构的物理特性。在检验你的非线性分析时你可以使用若干标准验证技术。 标准分析
一个确保你了解如何恰当地施加程序的特殊特性的好的方法是通过进行一个或多个标准分析。在一个标准分析中，一般是你对一个有“理论”解存在的简单结构进行独立地分析。这里的想法是通过将你的FEA结果与已知结果相对照以 验证你可以正确地运用程序的特性。当然 ，标准分析结构应当与要分析的完整结构非常相似。ANSYS Verification Manual是标准问题的一种较好的来源。 结果合理么
大多数工程师在他们职业的早期就认识到要对他们的数值结果的有效性提出疑问，无论这些结果是通过“手工”计算，计算机分析，还是一些其它方法得
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到的。在你开始任何分析前，你总是应当对你期望获得的结果至少具有一个粗略的概念（通过经验、试验、标准分析等等获得）。如果你最终的结果似乎不合理，也就是，如果它们不同于你的期望值，你应当确信你理解了这是为什么。好的工程实际要求你总是使你的分析结果和合理的期望值相一致。 理解你的输出
记住ANSYS程序将一个非线性分析作为一系列带修正的线性近似来完成。程序的打印输出给出你关于这些近似和修正发展的连续反馈。（打印输出或者直接出现在你的屏幕上，记录在Jobname.OUT中，或 者被写入某些其它人文件〔OUTPUT〕。）你可以在POST中应用PRITER命令，或者在POST26中应用SOLU和PRVAR命令检查这种类似的信息。在你接受结果前，你应当确信你理解了你的分析的迭代历程。特别地，不要忽视任何还没有完全理解它们意思的程序错误和警告声明。
作载荷和响应历程的曲线图
这种检验技巧可以认为是两种其它技巧的图形结合：对合理性的检查和考察迭代历程。载荷和响应历程的POST26图形表示应当和你所知道的你结构特性的期望值相一致。重要的结果（位移，反作用力，应力，等等）应当显示出相对平滑的响应历程。任何非平滑性可能表示采用了一个太粗略的时间步。
大应变分析实例（GUI方法）
在这个实例分析中，我们将进行一个两块钢板压一个圆盘的非线性分析。 问题描述：
由于上下两块钢板的刚度比圆盘的刚度大得多，钢板与圆盘壁面之间的和摩擦足够大。因此，在建模时只建立圆盘的模型。
用轴对称单元模拟圆盘，求解通过单一载荷步来实现。由于模型和载荷的上下对称性，我们只需建立圆盘的上半部分模型。由于钢板的刚度很大，因此我们在建模时将圆盘上面结点的Y方向上的位移耦合起来。又由于钢板与圆盘壁面之间的和摩擦足够大，圆盘与钢板之间不会产生滑动，因此我们将圆盘上面结点的X方向的位移约束起来。
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问题详细说明：
下列材料性质应用于这个问题： EX=1000 (杨氏模量）
NUXY=0.35（泊松比）
Yield Strength =1 （屈服强度） Tang Mod=2.99（剪切模量） 问题描述图：
求解步骤：
步骤一：建立模型，给定边界条件。
在这一步中，建立计算分析所需要的模型，定义单元类型，材料性质
划分网格，给定边界条件。并将数据库文件保存为“exercise1.db”。 在此，对这一步的过程不作详细叙述。 步骤二：恢复数据库文件“exercise.db”
Utility Menu>File>Resume from 步骤三：进入求解器。
Main Menu>solution 步骤四：定义分析类型和选项
1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis.
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单击“Static”来选中它然后单击OK。
2、择菜单路径Main Menu>Solution>Analysis Options。 Analysis Options对话框出现。
3、单击Large deform effects option(大变型效应选项）使之为ON， 然 后单击OK。
步骤五：打开预测器。
Main menu>solution-Load Set Opts-Nonlinear>Predictor 步骤六：在结点14的Y方向施加一个大小为-0.3的位移
Main menu >Solution -Load -Apply >displacement >On Nodes 步骤七：设置载荷步选项
1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Load Step
Options-Time/Frequenc>time&Substep。 Time&Substep Option(时间和时间步选项）对话框出现。
2、对time at end of Load Step(载荷步终止时间）键入0.3 3、对Number of substeps (子步数）键入120。
4、单击automatic time stepping option（自动时间步长选项）使之为ON，然后单击OK。 5、选
择
菜
单
路
径
Main
Menu>Solution>-Load
Step
Options-OutputCtrls>DB/Results File. Coutrols for Database and Results File Writing(对数据库和结果文件写入的控制）对话框出现。
6、单击“Every Nth substep”（“每隔N个子步”）且选中它。 7、对于Value of N (N的值）键入-10然后单击OK。 8、单击ANSTS Toolbar上的SAVE_DB。 步骤八：求解问题
1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。
2、检阅状态窗口中的信息然后单击close。
3、单击Solve Current Load Step(求解当前载荷步）对话框中的OK开 始求解。
步骤九：进行所需要的后处理。
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