对于Optistrct软件,其功能主要在优化部分,不过不会分析是无法做优化的,现在介绍其非线性分析部分。
工具/原料
电脑
Optistrct软件
方法/步骤
1、1)一般的非线性分为材料非线性、几何非线性、边界(接触)非线性——Optistrct中的分类稍有不同,opt按照是否存在几何非线性将分析问题分为两大类——几何线性与几何非线性,然后几何线性问题下包括:一般的线性问题,不包括几何非线性的材料非线性和接触非线性问题;几何非线性问题包括:分析总存在几何非线性的各种仿真分析问题,如下:
2、2)分析Optistrct对分析问题首先分几何线性和几何非线性的原因:几何线性问题在初始构型坐标系下就可以求解,分析过程中不需要更新坐标系;几何非线性问题的求解方法有两种——TL法和UL法,其中适用于大部分几何非线性问题的UL法在求解分过程中需要每步在新构型下更新坐标系:
3、3)对应于几何线性和几何非线性问题,Optistrct将这两个问题叫做“NLSTAT”和“NLGEOM”两个问题。首先介绍“NLSTAT”模块下的典型问题:小位移\小旋转(几何线性)下的材料非线性问题。——分荷载步求解的增量牛顿算法求解。
4、4)“NL讵症慧鹱STAT”下材料非线性中MAT1的增强线性材料MATS1的使用:在创建MAT1材料后,点击>UserComments>MATS1,可以定义双线性丌欠汹呙材料,如下:>TYPE=PLASTIC(“NLSTAT下不能选择NLELATIC”),定义塑性分析类型;>H=加工硬化系数(默认=0,理想弹塑性材料),计算公式见下图1>YF=1(Vom-mises准则校核)>HR=1(各向同性强化准则)2(随动强化准则)3(混合强化准则)>LIMIT1=材料的屈服应力(屈服极限)>TYPSTRAN=0(结构的总应变输出,初始在0,0点)1(结构的塑性应变输出,初始在0,LIMIT1点)
5、5)双线性材料非线性的求解器设置,利用卡片“NLPARM”,点击>Loadcolleaters>cardimage=NLPARAM>create/edit:•NINC:载荷增量数(一个载荷分多少次加上)•MAXITER:计算终止前的最大迭代步•CONV:收敛标准(U,P,W或任意组合)•U:位移P:载荷W:功•EPSU,EPSP,EPSW:错误容差(分别对应位移、力、能量)•MAXLS:最大linesearch迭代数•LSTOL:linesearch容差
6、6)最后,非线骂宙逃慈性问题可以选择求解器进行求解,点击Loadcollecters>create>SOLVTYE卡片,用来定义求解方法:•Iterativesolve鸡堕樱陨r(迭代求解器)=PCG>体单元大模型最有效(均质刚度矩阵)•DirectBCSsolver(NLSTAT的默认值,无摩擦)=BCS>需要大量内存,如果使用out-of-core很慢•DirectMumpssolver(带摩擦NLSTAT的默认值)>非对称求解器->对带摩擦的接触很重要=MUMPS•Mixedsolver(NLGEOM的默认值,只适用于NLGEOM)=MIXED>PCG和BCS组合>使用BCSsolver分解刚度矩阵提供给PCGsolver
7、7)有助于求解收敛的设置,PARAM,EXPERTNL,YES。优点:•增加迭代步•自动调整载荷增量•回到上一个收敛步然后重新尝试缺点:•可能会导致大量非线性迭代步•仅适用于NLSTAT