ansys怎么判斷計(jì)算結(jié)果是收斂的?

ansys計(jì)算非線性時會繪出收斂圖,其中橫坐標(biāo)是cumulative iteration number 縱坐標(biāo)是absolute convergence norm。他們分別是累積迭代次數(shù)和絕對收斂范數(shù),用來判斷非線性分析是否收斂。 從曲線看,青色的是收斂判據(jù),紫色的是每次迭代總合力值,要紫色的值小于等于青色的值才能收斂。
圖片所示,
F代表力,M代表彎矩;
L2代表2范數(shù),crit代表收斂準(zhǔn)則。
當(dāng)L2小于crit時,就代表收斂了??
一般 ,藍(lán)色的線, 表示根據(jù)收斂準(zhǔn)則的收斂容限計(jì)算得到值。 ? 而紫色的線, 表示實(shí)際結(jié)構(gòu)計(jì)算得到的誤差 。當(dāng)紫色線低于藍(lán)色線時,表示 此 子步 收斂, 一般的情況是,一旦紫色線低于藍(lán)色線,此子步收斂后,在此基礎(chǔ)上在增加一個子步的荷載增量,所以,此時,一般,紫色線會突然升高很多,躍過藍(lán)色線,收斂準(zhǔn)則有很多,常用的有 1范數(shù)、2范數(shù)、無窮范數(shù),這在數(shù)值分析的書上有說明,兩條曲線是收斂線,兩條曲線是方程分析中的收斂值,當(dāng)方程中的收斂值小于收斂線時,收斂才能保證。
? ? ? ? ansys在每荷載步的迭代中計(jì)算非線性的收斂判別準(zhǔn)則和計(jì)算殘差。其中計(jì)算殘差是所有單元內(nèi)力的范數(shù),只有當(dāng)殘差小于準(zhǔn)則時,非線性疊代才算收斂。ansys的位移收斂是基于力的收斂的,以力為基礎(chǔ)的收斂提供了收斂量的絕對值,而以位移為基礎(chǔ)的收斂僅提供表現(xiàn)收斂的相對量度。一般不單獨(dú)使用位移收斂準(zhǔn)則,否則會產(chǎn)生一定偏差,有些情況會造成假收斂.(ansys非線性分析指南--基本過程Page.6) 。因此ansys官方建議用戶盡量以力為基礎(chǔ)(或力矩)的收斂誤差,如果需要也可以增加以位移為基礎(chǔ)的收斂檢查。ANSYS缺省是用L2范數(shù)控制收斂。其它還有L1范數(shù)和L0范數(shù),可用CNVTOL命令設(shè)置。在計(jì)算中L2值不斷變化,若L2<crit的時候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數(shù)小于設(shè)置的criterion時判斷為收斂。?
? ? ? ? 由于ANSYS缺省的criterion計(jì)算是你全部變量的平方和開平方(SRSS)*valuse(你設(shè)置的值),所以crition也有小小變化。如有需要,也可自己指定crition為某一常數(shù), CNVTOL,F,10000,0.0001,0 ?就指定力的收斂控制值為10000*0.0001=1。 ?另外,非線性計(jì)算中用到的一個開關(guān)是SOLCONTROL ?如關(guān)閉SOLCONTROL 選項(xiàng),那么軟件默認(rèn)收斂準(zhǔn)則:力或彎矩的收斂容差是0.001,而不考慮位移的收斂容差;如果打開SOLCONTROL 選項(xiàng),同樣的默認(rèn)收斂準(zhǔn)則:力或彎矩的收斂容差是0.005,而位移收斂容差是0.05。?
? ? ? ? 非線性收斂非常麻煩,與網(wǎng)格精度、邊界條件、荷載步等一系列因素有關(guān),單元的特點(diǎn)對收斂的影響很大,單元的性態(tài)不好收斂則困難些;合理的步長可以使求解在真解周圍不至于振蕩,步長過小,計(jì)算量太大,步長過大,會由于過大的荷載步造成不收斂。網(wǎng)格密度適當(dāng)有助于收斂,網(wǎng)格太密計(jì)算量太大,當(dāng)然太稀計(jì)算結(jié)果會有較大的誤差。究竟多少往往要針對問題進(jìn)行多次試算。
如果不收斂,方法改進(jìn)方法參考:
1.放松非線性收斂準(zhǔn)則。?
(CNVTOL #Sets convergence values for nonlinear analyses).?
2.增加荷載步數(shù)。?
(NSUBST #Specifies the number of substeps to be taken this load step)?
3.增加每次計(jì)算的迭代次數(shù)(默認(rèn)的25次)?
(NEQIT #Maximum number of equilibrium iterations allowed each substep)?
4 重新劃分單元試試,后續(xù)會得到不同的答案。?
就我的經(jīng)驗(yàn),前兩種方法效果好一些,后一種方法不一定奏效。但應(yīng)注意到,放大收斂準(zhǔn)則其實(shí)是在降低計(jì)算精度的條件下得到近似解,并且放大的收斂準(zhǔn)則是否與實(shí)際相符或有實(shí)際意義應(yīng)仔細(xì)考慮。
?
請問:ANSYS非線性分析的收斂圖,除了計(jì)算完成時顯示,在后處理時,怎么再次調(diào)用查看呢?
如果你是ansys的專業(yè)選手,就應(yīng)該看output windows ,時時關(guān)注計(jì)算的進(jìn)度、錯誤等等關(guān)鍵信息。而不是看那個花哨的收斂曲線。
可以在Main menu>general Postproc>Plot results.Nodal solution中查看應(yīng)力,應(yīng)變等的收斂圖。