【ANSYS命令流】加载与求解技术（六）：载荷步设置选项命令详解

载荷步选项

在ANSYS软件中共有六种 类  型的载荷步选项

• 通用选项
• 动力学选项
• 非线性选项
• 输出控制选项
• Biot-Savart选项
• 谱选项

在不同的分析类型中，也有不同的载荷步操作菜单

• 通用菜单选项 solution--->load step opts
  

输出与求解 控制

/GST命令，打开或关闭图形求解 跟踪  器

PGWRITE命令，将选择的结果写入PGR文件

• 可控制求解过程中是否生成PGR文件
• 生成的数据类型如保存节点的平均和不平均数据

ERESX命令，对积分点的结果确定采用外插法

• 确定单元积分点的求解结果数据是采用外插法还是复制的方式扩展到单元的节点上和节点后处理器中。

SOLCONTROL命令，确定是否要使用以优化的非线性默认求解设置和某些强化的内部求解算法。

荷载步及相关概念

荷载步是为求解而定义的荷载配置，可根据荷载历程（时间与空间）在不同的荷载步内施加不同的荷载。

荷载子步是在某个荷载步之内的求解点，不同分析中的荷载子步有不同的目的

• 在线性静态或稳态分析中，子步逐渐增加荷载可获得精确解。
• 在瞬态分析中，使用子步可得到较小的积分步长。

是在给定子步下为了收敛而进行的附加计算。

• 在非线性分析中，平衡迭代作为一种迭代修正具有重要作用。
• 即为了子步收敛而进行的多次迭代。

当一个荷载步中设置一个以上子步时，必须定义荷载是斜坡或阶跃荷载。

对于与速率无关的静态分析，时间仅仅是识别荷载步和子步的计数器，每一个荷载步和子步都与唯一的时间点对应。

荷载步的其他选项

荷载步选项的其他控制命令主要包括参考温度、三角矩阵、谐荷载、生死单元、约束方程常数、端点自由度释放、节点坐标更新、改变材料等内容。

生死单元：杀死和激活单元EKILL和EALIVE命令，在模拟施工过程和材料相等分析中生死单元用途很大。

• 单元被杀死后仍保存在模型中，但对总体刚度矩阵的贡献为0

静态分析的求解控制选项

进入求解层/solu后，应先定义分析类型，在workbench中直接拖出结构静力学模块即可。

静态分析不考虑结构的惯性和阻尼，但静惯性力和惯性释放除外。

分析选项

大变形 效应NLGEOM,Key

• ANSYS的几何非线性包括大变形效应、大变形、应力刚化及旋转软化效应。

预应力效应PSTRES

• 与土木工程中预应力混凝土概念上不同，预应力效应就是计算应力刚度矩阵。

时间

该命令为各荷载步结束时设置一时间值，即用时间识别各个荷载步。

TIME,TIMEV
TIMEV——荷载步结束时的时间值。
第一个荷载步TIMEV=1，其他荷载步为前一段时间+1

子步数与 时间步长

NSUBST,NSBSTP,NSBMX,NSBMN,Carry
与该命令互为替代的命令是DELTIM命令

自动时间步

AUTOTS命令，程序根据问题的荷载响应计算每个子步结束时的最优时间步长，以采用较少的资源获得有效解。

求解器选择

命令EQSLV，workbench中只有直接法和迭代法两种选项。

非线性选项

线性搜索，是自适应下降的替代方法。

非线性分析预测器，为了加速收敛

• 对振荡收敛有效

定义平衡迭代的最大次数NEQIT

• 如果SOLCONTROL打开，缺省时一般为25-256次
• 对具有收敛趋势但需要更多迭代次数时有用

定义H法选项

NROPT命令，控制在荷载步中怎样修改刚度矩阵及修改频次

• 完全的Newton-Raphson法（简称NR法） 配合自适应下降使用
• 改进的Newton-Raphson法 每一次子步修正切线刚度矩阵，计算速度快 不适用大变形分析，且不能使用自适应下降
• 初始刚度矩阵法 每次平衡迭代都采用初始刚度矩阵，速度较慢但稳定
• 与单元的非对称矩阵一起使用的完全NR法
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• ANSYSCodeANSYS、abaqus等平台的仿真分析及ACT扩展

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