Nichtlineare Lösungssteuerungsparameter

Ändern Sie die vorgabemäßigen Einstellungen zur Steuerung der nichtlinearen Lösungsprozesse.

Helius PFA verbessert die Gesamtkonvergenzrate und Stabilität von progressiven Ausfallsimulationen 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 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. 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 Helius PFA zur Verwaltung der Nichtlinearität von Materialien ist insbesondere für die Verarbeitung dieser lokalisierten nicht gleichmäßigen Materialreaktion konzipiert. Die Vorgabeeinstellungen der nichtlinearen Lösungssteuerungsparameter von ANSYS müssen jedoch geändert werden, damit Helius PFA die Konvergenzmerkmale der Simulation verbessern kann.

PRED

Der Befehl PRED verhindert, dass ANSYS die konvergierte Lösung beim letzten Unterschritt zur Schätzung der Lösung für den aktuellen Unterschritt verwendet. Dies kollidiert mit der Methode von Helius PFA 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 (unter der Überschrift NEQIT erläutert), wird jedoch Helius PFA immer eine konvergierte Lösung finden. Dies ist eine Abweichung von typischen nichtlinearen Lösungsvorgängen, bei denen mehrere Kürzungen der Unterschrittgröße erforderlich sein können. Helius PFA 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. Für diesen Befehl sind zwei Argumente festgelegt, mit deren Hilfe Helius PFA 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). 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. Helius PFA hat die einzigartige Fähigkeit, unabhängig von der Größe des Unterschritts oder dem Ausmaß der Nichtlinearität während des Unterschritts eine Konvergenz durchführen zu können. 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.