ANSYS静态分析的求解控制选项

简介：
本文介绍了ANSYS软件中进行静态结构分析时所涉及的关键求解控制选项，包括收敛准则、时间步长设定及结果输出设置等，帮助工程师优化计算过程和提高仿真效率。 ANSYS 静态分析是一种常用的有限元分析方法，在这种方法中忽略结构的惯性和阻尼（静惯性力如重力和离心力除外）。静态分析可以施加各种荷载，包括外荷载、静惯性力、强迫位移以及温度效应等。该求解过程提供四个主要选项，并且每个大类下又包含多个子选项。 第一个重要分类是基础设置，其中包括了大变形效果（NLGEOM 命令）和预应力影响（PSTRES 命令）。在 NLGEOM, Key 中，“Key”代表是否考虑大变形的效果。如果设为 OFF 或 0，则忽略这些效应，并假设小变形的情况；若设定为 ON 或 1，那么将包括大应变或大的转动效果。 对于 PSTRES, Key 参数来说，它决定了预应力影响的启用与否。“Key”的值可以是 OFF (默认) 表示不考虑预应力的影响；或者设置为 ON 来激活此效应。需要注意的是，在屈曲分析、模态分析等情况下进行静态或瞬态计算时需要开启 PSTRES 命令。 第二个分类涉及时间控制，具体通过 TIME, TIMEV 命令实现。TIMEV 参数定义了在每个载荷步结束处的时间值：对于第一个加载步骤，默认或设定为 0 或空白，则系统自动将时间为1.0；后续的载荷步则依次递增。 第三个大类是子步骤和时间增量控制，通过 NSUBST, NSBSTP, NSBMX, NSBMN 和 CarryNSBSTP 命令来调节。其中，NSUBST 确定了当前加载阶段中的子步数；自动时间步（AUTOTS）开启时，这仅用于第一个子步骤的荷载增量计算，后续增量由软件自行决定。 此外还有最大和最小允许的子步数目分别通过 NSBMX 和 NSBMN 指定。CarryNSBSTP 命令则控制了是否继承前一步骤的时间增量设定：当值设为 ON 并且自动时间步开启时，使用上一个加载阶段结束处的时间增量作为新开始阶段的初始值。 正确配置这些参数对于提高ANSYS 静态分析效率和准确性至关重要。理解并适当应用它们对有限元分析及CAE咨询具有重要意义。