非线性求解控制参数

使用文本编辑器修改求解控制参数。

有一种广泛接受的概念，即很难在复合结构的渐进式失效分析中实现良好收敛（或根本无法实现任何收敛）。事实上，许多渐进式失效分析提前终止并非由于全局结构失效，而是仅仅因为有限元代码无法以特定载荷步获得收敛解。Helius PFA 的一个主要优点是，它已经过优化，可以显著改善复合结构渐进式失效分析的整体收敛率和稳定性。但是，为了充分利用卓越的收敛特性，必须更改一些默认设置，这些设置可控制 ANSYS 使用的非线性求解过程。这些更改可使用 NROPT、PRED、NSUBST、CNVTOL 和 NEQIT 命令来进行。

无论 SOLCONTROL 命令是启用（默认值）或禁用，您都需要替代这些非线性求解控制参数。

NROPT

NROPT 命令用于执行以下两项操作：a) 指示 ANSYS 使用“完整”牛顿-拉弗森算法，以及 b) 阻止 ANSYS 使用“自适应下降”算法来帮助求解过程的进行。满足这两个要求的 NROPT 命令示例如下所示。

NROPT, FULL, , OFF

在 ANSYS 中，非线性求解过程基于牛顿-拉弗森法算法的基本假设，即复合结构的非线性响应在全局和局部级别上都非常平滑。但是，在复合结构的渐进式失效分析中，复合结构的非线性响应并不平滑。在材料失效导致材料模量瞬间减少的局部级别上尤为如此。此非平滑材料响应是造成难以获取渐进式失效分析中的收敛的主要因素之一。Helius PFA 管理材料非线性的方法专门用于处理这一局部不平滑的材料响应。但是，ANSYS 非线性求解控制参数的默认设置必须更改，以使其改善有限元模拟的收敛性。

PRED

PRED 命令可以防止 ANSYS 使用上一子步中的收敛解决方案来估算当前子步的解决方案。这会影响 Helius PFA 管理材料线性的方法。满足此要求的 PRED 命令示例如下所示。

PRED, OFF, , OFF

NSUBST

NSUBST 命令指定当前载荷步的最小和最大允许子步数。Autodesk 不建议使用最小或最大值，并且应进行工程判断。但是，假定每个子步允许足够的平衡迭代（已在 NEQIT 标题中讨论），Helius PFA 将始终查找收敛解。这不同于典型的非线性求解过程，其中可能需要多个子步长缩减。Helius PFA 将每个子步中收敛，而不考虑子步长（同样假定每个子步允许足够的平衡迭代），因此在决定子步长时须谨慎。

CNVTOL

CNVTOL 命令定义残余节点力的收敛公差。此命令中存在两个参数集，它们都允许 Helius PFA 更好地处理非线性求解过程：a) 将力 (F) 设为收敛标签，并 b) 将范数选择设为无限范数（单独检查每个自由度）。满足这两项的 CNVTOL 命令示例如下所示。

CNVTOL, F, , , 0

NEQIT

NEQIT 命令指定最小平衡迭代次数，平衡迭代必须在 ANSYS 衡量是否需要缩减当前子步大小之前执行。Helius PFA 具有独特的收敛能力，而不考虑在子步中出现非线性的子步长或范围。在体验 Autodesk 时，如果每个子步允许的平衡迭代（在子步缩减发生之前）次数设置为 1000，则始终会发生收敛。此命令的类似示例如下所示。

NEQIT, 1000