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非线性分析的一般注意事项

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发表于 2016-3-7 10:42:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
自然现象实际上全是非线性现象,在微小的变形范围用线性分析得到实用的解。但是 有必要进行超越线性分析范围的分析。
  例如:考虑弯曲梁时的场合,有必要根据程度的大小分成下面那样的分析。载荷小:弹性弯曲,用应力分析能再现(线性分析) 稍微增加载荷:梁的一部分为塑性状态,用弹塑性分析能再现(非线性分析)。 再增加载荷:发生屈曲,用大变形弹塑性分析能再现(非线性分析)。线性应力分析不管载荷多么大,不能分析塑性现象或屈曲后的状态。
  然而,用 CAE 可预测现象,根据目的进行怎样的分析?用户必须选择。大变形、接触、弹塑性、蠕变、大应变等是考虑一切非线性的应力分析。 与线性的应力分析相比,输入项目有点复杂。计算时间有时要花 10 倍以上。 各自的非线性现象有时单独发生,也有结合在一起发生的。 有考虑大变形弹塑性屈曲分析,考虑大变形大应变的超弹性的分析,考虑弹塑性的地震响应分析等。 结合在一起的计算时间更长、计算的收敛要求更严格。
  非线性分析有以下几个特征。
  载荷和应力与位移不成比例关系。
  在几个载荷作用时,由各自的载荷单独分析的结果合并起来,和同时加载时分析的 结果没有相同的答案。
  而即使几个载荷加载的次序不同,其结果也不一样。非线性分析一般必须注意的事项,在以下表示。
  要充分研究分析对象的非线性,最初用小的模型来确认现象的再现性。
  非线性的特性值不要搞错,要确认是现实可行的值。
  即使形状相同的梁单元或板单元,因为能够使用的非线性功能也有不同,所以要注 意。
  因为分析时间往往过长,所以不要制成过分大的模型。
  非线性问题是进行线性分析 Æ 单一非线性的分析 Æ 用复合的非线性的分析,这样 的进程不失为是一个高明方法。
  由于解法、单元尺寸、收敛条件(增量、选代次数、误差)等的不同结果也不同。
  求不出解的时候也有(发散),收敛条件等的参数的试运行错误也是不可避免。
  一般载荷增量小,选代次数变大,使之收敛。
  因为输出文件往往会很大,所以大型问题最好有必要把分析结果的输出量限制到最 小的程度。
附:FELAC 2.0软件简介
  FELAC 2.0采用自定义的有限元语言作为脚本代码语言,它可以使用户以一种类似于数学公式书写和推导的方式,非常自然和简单的表达待解问题的微分方程表达式和算法表达式,并由生成器解释产生完整的并行有限元计算C程序。
  FELAC 2.0的目标是通过输入微分方程表达式和算法之后,就可以得到所有有限元计算的程序代码,包含串行程序和并行程序。该系统采用一种语言(有限元语言)和四种技术(对象技术、组件技术、公式库技术生成器技术)开发而成。并且基于FELAC 1.0的用户界面,新版本扩充了工作目录中右键编译功能、命令终端输入功能,并且丰富了文本编辑功能,改善了用户的视觉体验,方便用户快速便捷的对脚本或程序进行编辑、编译与调试。其中并行版在前后处理上进行了相应的改进。
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