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Ansys中的载荷步和子步及其设置方法
载荷步、子步和平衡迭代是控制加载求解过程的三个载荷时间历程节点,下面详细介绍下Ansys中的载荷步和子步的概念及其设置方法。
1、载荷步
载荷步(load step)是为了获取正确的求解结果,由用户直接定义的加载配置,是用户分次输入载荷的结果。
在线性静态分析或稳态分析中,可以使用不同的载荷步施加不同的载荷组合。例如在第一个载荷步中施加体载荷,在第二个载荷步中施加集中力载荷,在第三个载荷步中施加集中力和体载荷以及一个不同的自由度条件等等。下图显示了在不同载荷步施加不同载荷的情况。
在瞬态分析中,可以将多个载荷步加到同一加载历程曲线的不同时间点,上图(b)显示了—个需要三个载荷步的载荷历程曲线:第一个载荷步用于加载渐变载荷,第二个载荷步用于加载不变载荷,第三个载荷步用于卸载。在每个载荷步的终点,载荷值达到用户指定的值。
2、子步
子步(sub step)是载荷步中载荷逐渐施加到有限元模型上的过程中进行求解的点。下图显示了在瞬态分析加载的过程中,载荷步和子步之间的关系。
从图中可以看到,在第—个载荷步中,载荷被分成了3个子步逐步计算;在第二个载荷步中也是如此;在第三个载荷步中,使用两个子步完成了卸载。
子步对求解过程的控制非常重要,很多时候需要使用不同的子步数来满足不同的加载和求解需要:
(1)在非线性静态和稳态分析中,使用子步逐渐施加载荷以便能提高求解精确度,甚至使求解结果从不收敛转化为收敛;
(2)在线性或非线性瞬态分析中,使用子步满足时间步长的需要,得到较为精确的解,即满足瞬态时间累积法则;
(3)在谐响应分析中,使用子步获得谐响应频率范围内多个频率处的解。
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