Ändern Sie die vorgabemäßigen Einstellungen zur Steuerung der nichtlinearen Lösungsprozesse.
Simulation Composite Analysis verbessert die Gesamtkonvergenzrate und Robustheit von progressiven Schadensanalysen von Verbundstrukturen erheblich. Damit Sie jedoch von den ausgezeichneten Konvergenzmerkmalen voll profitieren können, müssen Sie einige Vorgabeeinstellungen bezüglich des nichtlinearen Lösungsvorgangs ändern, der von ANSYS verwendet wird. In diesem Abschnitt wird die Verwendung der ANSYS Mechanical APDL erläutert, um die empfohlenen Änderungen an den Parametern vorzunehmen, die den von ANSYS verwendeten, nichtlinearen Lösungsvorgang steuern. Diese Änderungen können mithilfe der Befehle NROPT, PRED, NSUBST, CNVTOL und NEQIT übernommen werden.
Unabhängig davon, ob der Befehl SOLCONTROL auf ON (Vorgabe) oder OFF steht, müssen Sie diese nichtlinearen Lösungssteuerungsparameter überschreiben.
- NROPT
- Der Befehl NROPT wird für zweierlei Dinge verwendet: a) ANSYS anzuweisen, den Newton-Raphson-Algorithmus 'Full' zu verwenden und b) zu verhindern, dass ANSYS seinen Algorithmus 'Adaptive Descent' beim Lösungsprozess verwendet. Der Befehl NROPT kann nur über die ANSYS-Eingabeaufforderung angegeben werden. Die folgende Abbildung zeigt, wie dieser Befehl in die Befehlszeile eingegeben werden muss.
Bei ANSYS basiert der nichtlineare Lösungsvorgang auf der grundlegenden Annahme des Newton-Raphson-Algorithmus, dass die nichtlineare Reaktion der Verbundstruktur sowohl auf globaler als auch auf lokaler Ebene gleichmäßig genug ist. Die nichtlineare Reaktion der Verbundstruktur ist bei einer progressiven Schadenssimulation jedoch nicht gleichmäßig ist, besonders auf der lokalen Ebene, auf der ein Materialversagen zu einer sofortigen Reduktion der Materialmodule führt. Diese nicht gleichmäßige Materialreaktion ist einer der Hauptfaktoren für die Schwierigkeiten beim Erreichen von Konvergenz in progressiven Schadenssimulationen. Die Methode von Simulation Composite Analysis zur Verwaltung von Materialnichtlinearität ist speziell konzipiert, um dieser lokalisierten, nicht gleichmäßigen Materialreaktion zu begegnen. Die Vorgabeeinstellungen der nichtlinearen Lösungssteuerungsparameter von ANSYS müssen jedoch geändert werden, damit Simulation Composite Analysis die Konvergenzmerkmale der Simulation verbessern kann. - PRED
- Die Befehl PRED verhindert, dass ANSYS die konvergierte Lösung am letzten Unterschritt dazu verwendet, die Lösung für den aktuellen Unterschritt abzuschätzen. Dies steht im Konflikt zur Methode von Simulation Composite Analysis zur Verwaltung der Materiallinearität. Die folgende Abbildung zeigt, wie Sie über die ANSYS Mechanical APDL Zugriff auf diesen Befehl erhalten. Wie im Anschluss zu erkennen ist, muss im Dropdown-Menü "DOF Solution predictor" "Off" ausgewählt sein.
- NSUBST
- Der Befehl NSUBST gibt die minimal und maximal zulässige Anzahl der Unterschritte für den aktuellen Lastschritt an. Autodesk rät von Minimal- oder Maximalwerten ab; außerdem sollte technisches Urteilsvermögen angewandt werden. Vorausgesetzt, dass genügend Gleichgewichtsiterationen pro Unterschritt zulässig sind (Erläuterungen im Abschnitt NEQIT), findet Simulation Composite Analysis immer eine konvergierte Lösung. Hierbei handelt es sich um eine Abweichung von typischen nichtlinearen Lösungsprozessen, bei der mehrere Einschränkungen bezüglich der Unterschrittgröße erforderlich sein können. Simulation Composite Analysis konvergiert unabhängig von der Größe an jedem Unterschritt (vorausgesetzt, dass genügend Gleichgewichtsiterationen pro Unterschritt zulässig sind). Bei der Entscheidung über die Unterschrittgröße muss also mit Bedacht verfahren werden. Die Abbildung unten zeigt, wo die Anzahl der Unterschritte in der ANSYS Mechanical APDL angegeben werden muss.
- CVNTOL
- Der Befehl CNVTOL dient zum Definieren der Konvergenztoleranz für Restknotenkräfte. Es gibt zwei in diesem Befehl festgelegte Argumente, mit denen Simulation Composite Analysis den nichtlinearen Lösungsprozess besser abwickeln kann: a) Festlegen von Kräften (F) als Konvergenzbezeichnung und b) Festlegen der Normenauswahl als unendliche Norm (jede DOF separat überprüfen). Die Abbildung unten zeigt, wo diese Argumente in der ANSYS Mechanical APDL festgelegt werden müssen.
- NEQIT
- Der Befehl NEQIT wird verwendet, um die minimale Anzahl an Gleichgewichtsiterationen anzugeben, die ausgeführt werden müssen, bevor ANSYS die Notwendigkeit zur Einschränkung der Größe des aktuellen Unterschritts bewertet. Simulation Composite Analysis verfügt über die einzigartige Möglichkeit zur Konvergierung, unabhängig von der Größe oder vom Ausmaß der Nichtlinearität, die während des Unterschritts auftritt. Nach Erfahrung von Autodesk tritt Konvergenz immer dann auf, wenn die Anzahl an pro Unterschritt zulässigen Gleichgewichtsiterationen vor einer Unterschritteinschränkung auf 1000 gesetzt ist. Die folgende Abbildung zeigt, wie Sie über die ANSYS Mechanical APDL dieses Argument setzen.
