5.4.1 通用选项
通用选项包括瞬态或静态分析中载荷步结束的时间,子步数或时间步大小,载荷阶跃或递增,以及热应力计算的参考温度。以下是对每个选项的简要说明。
1.时间选项
TIME命令用于指定在瞬态或静态分析中载荷步结束的时间。在瞬态或其他与速率有关的分析中,TIME命令指定实际的、按年月顺序的时间,且要求指定时间值。在与非速率无关的分析中,时间作为一跟踪参数。
在ANSYS分析中,决不能将时间设置为0。如果执行TIME,0或TIME,<空>命令,或者根本就没有发出TIME命令,ANSYS使用默认时间值;第一个载荷步为1.0,其他载荷步为1.0+前一个时间。要在0时间开始分析,如在瞬态分析中,应指定一个非常小的值,如TIME,1E-6。
2.子步数与时间步大小
对于非线性或瞬态分析,要指定一个载荷步中需要的子步数。指定子步的方法如下。
GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Load Step Opts>Time/Frequenc>Time & Time Step。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Sol′n Control。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Time/Frequenc>Time & Time Step。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Time/Frequenc>Time & Time Step。
命令:DELTIM。
GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Load Step Opts>Time/Frequenc>Freq & Substeps。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Sol′n Control。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Time/Frequenc>Freq & Substeps。
GUI:Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Time/Frequenc>Freq & Substeps。
命令:NSUBST。
NSUBST命令指定子步数,DELTIM命令指定时间步的大小。在默认情况下,ANSYS程序在每个载荷步中使用一个子步。
3.时间步自动阶跃
AUTOTS命令激活时间步自动阶跃。等价的GUI路径为。
GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Load Step Opts>Time/Frequenc>Time & Time Step。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Sol′n Control。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Time/Frequenc>Time & Time Step。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Time/Frequenc>Time & Time Step。
在时间步自动阶跃时,根据结构或构件对施加载荷的响应,程序计算每个子步结束时最优的时间步。在非线性静态或稳态分析中使用时,AUTOTS命令确定了子步之间载荷增量的大小。
4.阶跃或递增载荷
在一个载荷步中指定多个子步时,需要指明载荷是逐渐递增还是阶跃形式。KBC命令用于此目的:KBC,0指明载荷是逐渐递增;KBC,1指明载荷是阶跃载荷。默认值取决于分析的学科和分析类型(与KBC命令等价的GUI路径和与DELTIM和NSUBST命令等价的GUI路径相同)。
关于阶跃载荷和逐渐递增载荷的几点说明:
1)如果指定阶跃载荷,程序按相同的方式处理所有载荷(约束、集中载荷、表面载荷、体积载荷和惯性载荷)。根据情况,阶跃施加、阶跃改变或阶跃移去这些载荷。
2)如果指定逐渐递增载荷,那么:
在第一个载荷步施加的所有载荷,除了薄膜系数外,都是逐渐递增的(根据载荷的类型,从0或从BFUNIF命令或其等价的GUI路径所指定的值逐渐变化,参见表5-13)。薄膜系数是阶跃施加的。
阶跃与线性加载不适用于温度相关的薄膜系数(在对流命令中,作为N输入),总是以温度函数所确定的值大小施加温度相关的薄膜系数。
在随后的载荷步中,所有载荷的变化都是从先前的值开始逐渐变化。
在全谐波(ANTYPE、HARM、HROPT和FULL)分析中,表面载荷和体积载荷的逐渐变化与在第一个载荷步中的变化相同,且不是从先前的值开始逐渐变化。除了PLANE2、SOLID45、SOLID92和SOLID95,是从先前的值开始逐渐变化外。
在随后的载荷步中新引入的所有载荷是逐渐变化的(根据载荷的类型,从0或从BFUNIF命令所指定的值递增,参见表5-13)。
表5-13 不同条件下逐渐变化载荷(KBC=0)的处理
(https://www.daowen.com)
在随后的载荷步中被删除的所有载荷,除了体积载荷和惯性载荷外,都是阶跃移去的。体积载荷逐渐递增到BFUNIF,不能被删除而只能被设置为0的惯性载荷,则逐渐变化到0。
在相同的载荷步中,不应删除或重新指定载荷。在这种情况下,逐渐变化不会按所期望的方式作用。
1)对惯性载荷,其本身为线性变化的,因此,产生的力在该载荷步上是二次变化。TUNIF命令在所有节点指定一均布温度。
2)在这种情况下,使用的TUNIF或BFUNIF值是先前载荷步的,而不是当前值。
3)总是以温度函数所确定的值的大小施加温度相关的膜层散热系数,而不论KBC的设置如何。
4)BFUNIF命令仅是TUNIF命令的一个同类形式,用于在所有节点指定一均布体积载荷。
5.其他通用选项
1)热应力计算的参考温度,其默认值为0。指定该温度的方法如下。
GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Load Step Opts>Other>Reference Temp。
GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Settings>Reference Temp。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Other>Reference Temp。
GUI:Main Menu>Solution>Define Loads>Settings>Reference Temp。
命令:TREF。
2)对每个解(即每个平衡迭代)是否需要一个新的三角矩阵。仅在静态(稳态)分析或瞬态分析中,使用下列方法之一,可用一个新的三角矩阵。
GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Load Step Opts>Other>Reuse Tri Matrix。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Other>Reuse Tri Matrix。
命令:KUSE。
默认情况下,程序根据DOF约束的变化,温度相关材料的特性,以及New-Raphson选项确定是否需要一个新的三角矩阵。如果KUSE设置为1,程序再次使用先前的三角矩阵。
在重新开始过程中,该设置非常有用:对附加的载荷步,如果要重新进行分析,而且知道所存在的三角矩阵(在文件Jobname.TRI中)可再次使用,通过将KUSE设置为1,可节省大量的计算时机。“KUSE,-1”命令迫使在每个平衡迭代中三角矩阵再次用公式表示。在分析中很少使用它,主要用于调试中。
3)模式数(沿周边谐波数)和谐波分量是关于全局X坐标轴对称还是反对称。当使用反对称协调单元(反对称单元采用非反对称加载)时,载荷被指定为一系列谐波分量(傅里叶级数)。
要指定模式数,使用下列方法之一。
GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Load Step Opts>Other>For Harmonic Ele。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Other>For Harmonic Ele Main Menu>Solution>Load Step
Opts>Other>For Harmonic Ele。
命令:MODE。
4)在3-D磁场分析中所使用的标量磁势公式的类型,通过下列方法之一指定。
GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Load Step Opts>Magnetics>potential formulation method。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>Magnetics>potential formulation method。
命令:MAGOPT。
5)在缩减分析的扩展过程中,扩展的求解类型,通过下列方法之一指定。
GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Load Step Opts>ExpansionPass>Single Expand>Range of Solu′s。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>ExpansionPass>Single Expand>Range of Solu′s。
GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Load Step Opts>ExpansionPass>Single Expand>By Load Step。
GUI:Main Menu>Preprocessor>Loads>Load Step Opts>ExpansionPass>Single Expand>By Time/Freq。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>ExpansionPass>Single Expand>By Load Step。
GUI:Main Menu>Solution>Load Step Opts>ExpansionPass>Single Expand>By Time/Freq。
命令:NUMEXP,EXPSOL。