基于ANSYS的重啟動(dòng)分析(2) —— 軟件實(shí)現(xiàn)

引言

前文我們主要討論了ANSYS中重啟動(dòng)分析的基本概念，本文主要討論如何在ANSYS中實(shí)現(xiàn)具體的重啟動(dòng)分析。

基于ANSYS的重啟動(dòng)分析(1) —— 基本概念

重啟動(dòng)分析過(guò)程

單點(diǎn)重啟動(dòng)：

設(shè)置工作名(/filename命令)

進(jìn)入求解環(huán)境(/solu)，恢復(fù)數(shù)據(jù)文件(resume命令)

用antype,,rest命令指定接下來(lái)的分析是重啟動(dòng)分析

修改或者追加載荷。從當(dāng)前值修改斜坡載荷，新加入的斜坡載荷是從零值開(kāi)始的，體積載荷從初始值開(kāi)始。在靜力和完全瞬態(tài)分析中，面載荷和體載荷的刪除被認(rèn)為是斜坡方式加載到零，和數(shù)據(jù)庫(kù)保持一致

用稀疏矩陣求解自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)關(guān)閉的線性靜力分析和線性完全瞬態(tài)分析時(shí)，可以用EQSLV命令 保存更多的結(jié)果

需要用SOLVE命令初始化求解一次

多點(diǎn)重啟動(dòng)：

設(shè)置工作名(/filename命令)；

進(jìn)入求解環(huán)境(/solu)；

用 RESCONTROL命令指定重啟動(dòng)的載荷步和子步位置，然后開(kāi)始初始求解；

用antype,,rest,LDSTEP,SUBSTEP,Action命令指定接下來(lái)的分析是重啟動(dòng)分析；

修改或者增加載荷以及修改非線性分析的求解參數(shù)

重啟動(dòng)求解

重新建立邊界條件的重啟動(dòng)分析：

前面已經(jīng)指出，在初始求解(SOLVE)之后，就應(yīng)該保存(SAVE)文件，以便于后續(xù)的重啟動(dòng)分析。但是在有些非線性分析中，我們需要進(jìn)入后處理(/POST1或/POST26)提取和保存一些數(shù)據(jù)(SET或SAVE)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)空間的邊界改變，進(jìn)而無(wú)法進(jìn)行重啟動(dòng)分析，因?yàn)镾ET命令會(huì)讀入新的邊界條件數(shù)據(jù)，而覆蓋數(shù)據(jù)空間中的邊界條件數(shù)據(jù)。解決這個(gè)問(wèn)題需要按一下步驟：

修改Jobname.OSAV文件的文件名為Jobname.ESAV

重新進(jìn)入ANSYS指定工作名

進(jìn)入求解環(huán)境并恢復(fù)數(shù)據(jù)文件

用antype,,rest命令指定接下來(lái)的分析是重啟動(dòng)分析

從最后一個(gè)求解成功的子步處顯示指定邊界條件

執(zhí)行SOLVE命令求解，恢復(fù)此步的邊界條件結(jié)果，便于后續(xù)重啟動(dòng)分析，如果是時(shí)域分析，則應(yīng)該指定一個(gè)很小的時(shí)間增量

指定新載荷、新的載荷步設(shè)置，調(diào)整初始求解中的最后一個(gè)載荷步后的下一個(gè)載荷步(即當(dāng)前載荷步)的子步數(shù)或時(shí)間步長(zhǎng)

執(zhí)行SOLVE命令求解

典型命令

ANTYPE, Antype, Status, LDSTEP, SUBSTEP, Action——分析類型設(shè)置

RESCONTROL, Action, Ldstep, Frequency, MAXFILES——分析控制設(shè)置

算例

一個(gè)分析工作完成后，需要在此基礎(chǔ)之上繼續(xù)增加載荷分析。此種情況對(duì)應(yīng)工程實(shí)際問(wèn)題中，載荷并不能一次性完全確定的情況。

考慮一個(gè)懸臂梁，長(zhǎng)度為2m，橫截面尺寸為0.01m*0.01m，彈性模量為200Gpa，自由端開(kāi)始受到50N，然后進(jìn)入后處理查看結(jié)果，分析完成后在此基礎(chǔ)上繼續(xù)加載到100N。

命令流如下：

注意：

考慮到第一次求解后，進(jìn)入/post1后處理處理了數(shù)據(jù)，因此需要在重啟動(dòng)以后進(jìn)行初始狀態(tài)的求解，以恢復(fù)重啟動(dòng)的狀態(tài)，即命令流中的“第二次求解(初始狀態(tài))”。在初始狀態(tài)的求解中，因?yàn)檫吔巛d荷并未發(fā)生變化，因此只需要一個(gè)載荷步一個(gè)子步即可收斂，時(shí)間可設(shè)置一個(gè)很小的時(shí)間(1.0E-6)以近似為重啟動(dòng)的起點(diǎn)。

已知結(jié)構(gòu)響應(yīng)，求結(jié)構(gòu)載荷(非線性問(wèn)題)

現(xiàn)在我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)有意思的分析(不一定有直接的工程意義)，通常來(lái)說(shuō)我們都是知道模型和載荷以及邊界條件分析結(jié)構(gòu)的位移等響應(yīng)；現(xiàn)在我們假設(shè)知道了結(jié)構(gòu)的最終響應(yīng)，反過(guò)來(lái)分析結(jié)構(gòu)的載荷大小，如何用重啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)此功能呢？現(xiàn)在假設(shè)我們?cè)O(shè)定懸臂梁端部受力點(diǎn)的位移為0.642m，如何通過(guò)重啟動(dòng)分析求外載荷F的大小。

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，我們可以做如下考慮：外力逐漸增加，逐次計(jì)算，每次校核結(jié)構(gòu)位移是否等于我們?cè)O(shè)定的目標(biāo)，如果等于則此時(shí)的載荷就是目標(biāo)載荷；如果不等于則需要調(diào)整外力的大小，再次循環(huán)計(jì)算，直到滿足條件為止，命令流如下：

注意：

在ansys中，solve命令后一直到下一次通過(guò)antype命令指定重啟動(dòng)分析類型的中間過(guò)程中，定義的一切變量(含數(shù)組)數(shù)據(jù)都不會(huì)被保存，當(dāng)然也包括后處理過(guò)程中得到的數(shù)據(jù)。如上述命令流中在“第一次后處理”中定義的Dispy21、Error、IterNum、Times0、Times1等變量，在“第二次求解(初始狀態(tài))”中的antype命令執(zhí)行后即被刪除掉。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法就是parsav和parres命令，即在antype命令之前用parsav保存定義的參數(shù)，然后再用parres恢復(fù)參數(shù)即可。

最后

此例不一定有具體的工程意義，但我們可以通過(guò)這個(gè)例子的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，學(xué)習(xí)重啟動(dòng)分析的用法以及用APDL實(shí)現(xiàn)非線性問(wèn)題的迭代過(guò)程以及收斂準(zhǔn)則判斷等技術(shù)細(xì)節(jié)，這種思想在結(jié)構(gòu)找形分析中也可以使用。