• 假定几何体与网格划分已完成，非线性分析的典型步骤如下：
1. 确定分析类型（通常为静态）。
• 2. 确定求解控制Solution>Sol’n Control. 许多控制可以采用，但是常用的 是：
·小或大变形 ·时间和时间步或子步数 ·输出控制
1． 施加荷载。 2． 保存数据库。 3． 求解。
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8-10
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
非线性分析入门 C. 练习
• 这一练习由下列问题组成： • W7.Arched Beam • 请参考你的说明书的练习附录
Training Manual
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8-11
[KT]
F Fnr
23
4 次平衡迭 代ns
1
Du
• －一直迭代，直到在允许误差范围内。
Displacement
• －一些非线性分析收敛困难。在这种情况下，更进一步的分析技术 可以采用（包括在结构非线性训练课程中）。
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8-6
非线性分析入门 …基本概念
Training Manual
• 这一过程在每一荷载增量中继续，直到整个外部荷载被施加。 • 这样一个典型的非线性分析包括以下内容：
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
外荷载 荷载步 (LS) 2
LS 1
子步 “时间"
• －一个或更多的荷载步来施加 外部荷载以及边界条件。（这 对于线性分析也同样适用。）
非线性分析入门 …基本概念
Training Manual
• 一种方法为将荷载分为几段增量形式并逐渐施加荷载，同时在每一 荷载增量末时调整刚度矩阵。
• 这一方法的主要问题是随着每一荷载增量的误差积累，引起最终 结果起出平衡范围。外荷载 计算值误差
非线性反应
位移
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模块八
非线性分析入门
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
8.非线性分析入门
Training Manual
• 当作用在结构上的荷载引起结构刚度的重大改变时，要进行非线性 分析。引起刚度改变的主要原因是：
• －应变起过弹性极限（塑性）
• －大变形，如受力的吊鱼杆。
• －两个物体之间的接触。
• 主要目的是给你一个非线性分析的“尝试”。有许多非线性分析方 面超出该训练课程的范围，它们分布在：
• －结构分析指南 • －结构非线性分析训练手册
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8-3
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
非线性分析入门 A. 基本概念
•
ANSYS具有一个自动时间步长的功能，它会在一个荷载步的所
有子步中预测并控制时间步尺寸。
DF 外荷载
Dt
1.0
2.0
“时间“
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INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
非线性分析入门 B.典型步骤
Training Manual
2.0
“时间"
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8-8
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
非线性分析入门 …基本概念
Training Manual
•
时间步决定了在一个子步中的荷载增量。时间步越大，荷载增
量越大，因此时间步对求解的精度有直接的影响。
非线性分析入门 …基本概念
Training Manual
.时间和时间步
每一荷载步和子步与一个具体的时间相对应。
在大多数非线性静力分析中，时间只是被用作一个计数器，并不意味 着实际的时间。
外荷载
1.0
– －缺省情况下，在第一荷载步末赋于 时间为1.0，在第二荷载步末赋于时间 为2.0，以此类推。
– －对于非比例分析，为方便起见，你 可以设置时间为任何期望的值。例如 ，将时间设置与荷载大小相等，你将 会很容易地绘制荷载－变形曲线。
Stress
Strain
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8-2
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
...非线性分析入门
Training Manual
• 在这一章，我们将通过下面几个主题来对非线性的求解作简要的介 绍：
• A. 基本概念 • B. 典型步骤 • C. 练习
• －多个子步来逐渐施加荷载。 每一子步代表一个荷载增量。 （线性分析每一荷载步仅需要 一个子步）
• －平衡迭代以获得在每一子步 的平衡（或收敛）。（不适用 于线性分析。）
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INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
8-5
非线性分析入门 …基本概念
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2
• ANSYS运用Newton-Raphson 运算法则：
• －以增量形式逐渐施加荷载。
• －在每一荷载增量中完成平衡迭代来使得增量求解达到平衡。
• －求解平衡方程 • ＝切线刚度矩阵 • ＝位侈增量 • ＝外部荷载向量 • ＝内部力向量
Training Manual
• 当荷载引起较大的刚度改变，荷载－变形曲线变为非线性。 • 意图是用一个线性方程来求解非线性位移反应。
外荷载
线性反应 非线性反应
位侈
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INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 2