Steuerparameter der nichtlinearen Lösung

Ändern Sie die Lösungssteuerparameter in einem Texteditor.

Allgemein wird angenommen, dass eine gute Konvergenz (oder überhaupt eine Konvergenz) bei progressiven Schadenssimulationen von Verbundstrukturen schwierig zu erreichen sei. Tatsächlich werden viele progressive Schadenssimulationen nicht aufgrund von globalem Strukturversagen frühzeitig beendet, sondern einfach deswegen, weil der Finite-Element-Code nicht fähig ist, eine konvergierte Lösung an einer bestimmten Laststufe abzurufen. Einer der größten Vorteile von Simulation Composite Analysis ist der, dass die Anwendung optimiert wurde, um die Gesamtkonvergenzrate und Leistungsfähigkeit der progressiven Schadenssimulationen von Verbundstrukturen zu verbessern. Um jedoch optimal von den besseren Konvergenzeigenschaften zu profitieren, müssen Sie einige der Vorgabeeinstellungen für den von ANSYS verwendeten nichtlinearen Lösungsvorgang ändern. Diese Änderungen können mithilfe der Befehle NROPT, PRED, NSUBST, CNVTOL und NEQIT vorgenommen werden.

Unabhängig davon, ob der Befehl SOLCONTROL aktiviert ist (Vorgabe), müssen Sie diese Steuerparameter der nichtlinearen Lösung überschreiben.

NROPT

Der Befehl NROPT hat zwei Funktionen: A) ANSYS anweisen, den vollständigen Newton-Raphson-Algorithmus zu verwenden; B) verhindern, dass ANSYS den eigenen adaptiven Abstiegsalgorithmus zur Unterstützung des Lösungsvorgangs verwendet. Ein Beispiel für den Befehl NROPT mit den zwei erfüllten Voraussetzungen wird im Folgenden gezeigt:

NROPT, FULL, , OFF

In ANSYS basiert der nichtlineare Lösungsvorgang auf der grundlegenden Annahme des Newton-Raphson-Algorithmus, dass die nichtlineare Reaktion der Verbundstruktur glatt genug auf der globalen und lokalen Ebene ist. In der progressiven Schadenssimulation einer Verbundstruktur ist die nichtlineare Reaktion der Verbundstruktur jedoch nicht geglättet. Dies trifft besonders bei der lokalen Ebene zu, wo Materialausfälle zu einer sofortigen Reduktion der Materialmodule führen. Diese nicht geglättete Materialreaktion ist einer der wichtigsten Faktoren, die für die Schwierigkeiten bei der Erreichung von Konvergenz in progressiven Schadenssimulationen verantwortlich sind. Die Methode von Simulation Composite Analysis zur Verwaltung von Material-Nichtlinearität wurde speziell für diese lokalisierte, nicht geglättete Materialreaktion entwickelt. Die Vorgabeeinstellungen für die Steuerparameter der nichtlinearen Lösung von ANSYS müssen geändert werden, um die Konvergenzeigenschaften der Finite-Element-Simulation zu verbessern.

PRED

Der Befehl PRED verhindert, dass ANSYS die konvergierte Lösung am letzten Unterschritt zur Schätzung der Lösung für den aktuellen Unterschritt verwendet. Dies kollidiert mit der Methode von Simulation Composite Analysis zur Verwaltung von Material-Nichtlinearität. Ein entsprechendes Beispiel für den Befehl PRED wird im Folgenden gezeigt:

PRED, OFF, , OFF

NSUBST

Der Befehl NSUBST gibt die minimale und die maximale zulässige Anzahl der Unterschritte für den aktuellen Lastschritt an. Autodesk empfiehlt, keine Minimal- oder Maximalwerte zu verwenden und mit technischem Urteilsvermögen vorzugehen. Vorausgesetzt jedoch, dass genügend Gleichgewichtsiterationen pro Unterschritt zulässig sind (unter der Überschrift NEQIT erläutert), wird Simulation Composite Analysis immer eine konvergierte Lösung finden. Dies ist eine Abweichung von typischen nichtlinearen Lösungsvorgängen, bei denen mehrere Kürzungen der Unterschrittgröße erforderlich sein können. Simulation Composite Analysis konvergiert bei jedem Unterschritt unabhängig von der Größe (wieder vorausgesetzt, dass genügend Gleichgewichtsiterationen pro Unterschritt zulässig sind), daher muss bei der Entscheidung über die Unterschrittgröße sorgfältig vorgegangen werden.

CNVTOL

Der Befehl CNVTOL definiert die Konvergenztoleranz für Restknotenkräfte. Für diesen Befehl sind zwei Argumente festgelegt, mit deren Hilfe Simulation Composite Analysis den nichtlinearen Lösungsvorgang besser verwalten kann: a) die Kräfte (F) als Konvergenzbezeichnung festlegen; b) die Normauswahl auf unendliche Norm festlegen (überprüfen Sie jeden Freiheitsgrad separat). Ein Beispiel für den Befehl CNVTOL mit diesen beiden Argumenten wird im Folgenden gezeigt:

CNVTOL, F, , , 0

NEQIT

Der Befehl NEQIT gibt die minimale Anzahl der Gleichgewichtsiterationen an, die ausgeführt werden müssen, bevor ANSYS den Kürzungsbedarf für die Größe des aktuellen Unterschritts bewertet. Simulation Composite Analysis hat die einzigartige Fähigkeit, unabhängig von der Größe des Unterschritts oder dem Ausmaß der Nichtlinearität während des Unterschritts eine Konvergenz durchführen zu können. Nach der Erfahrung von Autodesk tritt Konvergenz immer dann auf, wenn die Zahl der pro Unterschritt zulässigen Gleichgewichtsiterationen vor einer Unterschrittkürzung auf 1000 festgelegt wird. Ein Beispiel für diesen Befehl wird im Folgenden gezeigt:

NEQIT, 1000