非线性 - 求解

非线性对话框中的求解选项卡可以设置与求解相关的选项。 您可以在此选项卡上设置以下选项。

步进选项

时间信息与载荷和边界条件的时间曲线的定义相关联。 时间是不具有蠕变、粘弹性或热载荷的静态问题的一个假定变量，它使用瞬态热力算例中的时间相关结果。

开始时间 开始求解时间。弧长方法不使用此选项。
重新启动 从上一个成功的解算步骤重新启动。 仅在重新开始数据存在且在先前运行中已激活为重新开始分析保存数据的情况下可用。
您可以在重新开始分析时更改任何载荷参数（时间曲线对话框）。
您可以在激活重新开始选项时将夹具条件自由度从自由更改至固定（反之亦然）。
例如，通过重新开始分析将夹具条件从固定更改至自由：
  • 在平移（夹具 PropertyManager）下，在应用夹具的方向上输入 1。
  • 在随时间变化下，选择曲线并单击编辑。 在时间曲线对话框中，输入曲线数据：
    X（时间，秒） Y 值 夹具条件
    0 0 固定
    1 0 固定
    1.05 关闭（重启） 从固定更改至自由
    2 关闭 自由

在重新开始分析时，将夹具条件从自由更改至固定：

  • 在平移下，在应用夹具的方向上输入 1。
  • 在随时间变化下，选择曲线并单击编辑。 在时间曲线对话框中，输入曲线数据：
    X（时间，秒） Y 值 夹具条件
    0 关闭 自由
    1 关闭 自由
    1.05 0（重新开始） 从自由更改至固定
    2 0 固定

    在第一次运行期间（记得为第一次运行（开始时间 = 0 < t < 结束时间 = 1 秒）选择为重新开始分析保存数据），解算器将忽略此夹具和应用夹具为自由移动的所选实体。 激活重新开始并重新运行分析（开始时间 = 1 秒 < t < 结束时间 = 2 秒），解算器将应用夹具且所选实体在指定方向上的移动受约束。
结束时间 结束求解时间。弧长方法不使用此选项。
为重新开始分析保存数据 在运行可以重新开始的算例之前选中此标志。该软件需要一些时间和磁盘空间来保存正确重新开始所需的数据。如果取消选择该复选框，则必须从头开始。
重新网格化算例会删除所有重新开始信息。
时间增量 设定力和位移控制方法在每个解算步骤中的时间增加过程。对于弧长控制方法，程序将使用此值来估计弧长增量。

自动(自动步进)

选中后，程序将在内部为每个求解步骤确定一个增量，以提高收敛机会。此选项支持所有控制方法。如果复选该标记，将使用下列实体：

初始时间增量

程序将使用此增量作为时间增量的初始值。

最小值

最小时间步长。默认值为 1e-8 秒。

只对于非线性动态算例，如果所指定的最小增量等于或大于初始时间增量，则程序将最小时间步长重设到初始时间增量的 10%。

最大值

最大时间步长。默认值为力和位移控制方法的结束时间。

只对于非线性动态算例，所指定的最大时间步长不被使用。程序将最大值重设到初始时间增量。

调整数。

每个求解步骤的最大时间步长调整数。

固定

固定的时间步长增量。默认值为运行 10 个步骤。
在下列情况下程序将停止分析：
  • 任何步骤中的步长大小调整数超过了最大步长调整数。
  • 收敛所需的步长增量小于最小步长增量。

几何体非线性选项

计算自由实体力 分析完成后，列出每个解算步骤中所选实体的自由实体力。 这些自由实体力可以来自于接触、外部载荷、约束或接头。
右键单击结果，然后单击列出合力。 选择自由实体力、几何实体（几何体、面、边线或顶点）和解算步骤来列出自由实体力和力矩。
使用大型位移公式 使用大型位移公式。
以挠度更新载荷方向 如果复选，将为带有挠度的每个解算步骤更新所应用的载荷（法向均匀压力或法向均匀力）的方向。
示例
(a) 在未变形的几何体上应用的法向载荷。
(b)“以挠度更新载荷方向”旗标被清除。变形几何体上的原始载荷方向被保留。
(c)“以挠度更新载荷方向”旗标被复选。载荷方向被更新，且对每个解算步骤都保持垂直于变形几何体。

当您应用扭矩时，程序将计算生成力并将力应用到节点的力和力臂。这些力在整个求解过程中保留其初始方向，因此可能产生意想不到的高应力。
大型应变选项 使用大型应变公式。为非线性弹性、von Mises 塑性、镍钛诺、粘弹性和超弹性材料模型选择大应变公式。
选择大型应变选项时，必须根据材料模型输入应力/应变曲线数据。请参阅主题 Simulation Help: Defining Stress-Strain Curves 了解应力/应变曲线的有效输入数据。
保留螺栓预应力

清除该选项后，零应力状态 L0 下的螺栓长度根据分析 Lst 起始处的螺栓长度决定，该长度对应于通过螺栓接头附加的零部件未变形几何体状态。 零应力状态下的螺栓长度由以下项计算得出：

L0 = Lst / (1+(P/A*E))

根据非线性分析的进度，每个分析步骤的螺栓长度 Lstep 调整自身为附加部件的变形几何图形，因为其根据应用的载荷而变形。 非线性分析末尾处的螺栓最终应力与用户定义的预载应力不同。 每个分析步骤的螺栓轴载荷由以下项计算得出：

Pstep = A* E* (Lstep - L0) / L0

选中该选项后，程序将通过用户定义的预载 P 作为初始条件首先运行分析，而无需任何外部载荷。系统将计算通过螺栓连接的零件变形，且变形将用于决定零应力状态 L0 下的螺栓长度。我们可以根据对应于预应力结算连接的零件，将 Lf 定义为变形的螺栓长度。然后零应力处的螺栓长度由以下项计算得出：

L0= Lf / (1+(P/A*E))

对于分析的第二步，将包括所有应用的载荷。 每个分析步骤的螺栓轴载荷由以下项计算得出：

Pstep = A* E* (Lstep - L0) / L0

分析期间，如果 (a) Lstep <= L0，则螺栓为松弛状态；而如果 (b) Lstep > L0，则螺栓为张力状态且将零件连接在一起。

加号：
  • P：用户定义的轴预载
  • Pstep：当前分析步骤下的螺栓轴载荷
  • A：螺栓截面区域
  • E：弹性螺栓材料模量
  • L0：零应力状态下的原始螺栓长度
  • Lst：分析起始处的螺栓长度（对应于通过螺栓附加的零部件未变形几何体状态）
  • Lf：由于预应力而使连接零件结算后螺栓长度变形（保持选定螺栓预应力）
  • Lstep：当前分析步骤下的螺栓变形长度

解算器

设置执行非线性分析时要使用的解算器。

自动解算器选择 该解算器根据模型大小和可用 RAM 选择两个解算器之间最强健的解算器：

Intel Direct Sparse

适用于带小几何体的中小型模型。Intel Direct Sparse 解算器所要求的 RAM 大小比 FFEPlus 迭代解算器大。

FFEPlus

适用于几何体庞大的中型模型和大型模型。
Intel Direct sparse 使用 Intel direct sparse 解算器。此解算器可为高度非线性问题提供更多的收敛机会。
FFEPlus 使用 FFEPlus 迭代解算器。 此解算器对内存的要求不高。 对于大型问题它可能会更快。
Large Problem Direct Sparse 通过利用增强的内存分配算法，Large Problem Direct Sparse 解算器可以处理解超出内存范围的情况。
接触惩罚刚度比例因子 为曲面到曲面接触交互的惩罚刚度指定比例系数。

要获得具有许多曲面到曲面接触交互的非线性静态算例的精确解，请使用 1.0 作为惩罚刚度系数。

要评估设计迭代和模型的整体行为，请指定小于 1.0 的值，以更快地获得近似解。

当您选择 FFEPlus 求解器和节点到曲面接触公式时，求解器会自动将接触公式切换为曲面到曲面（FFEPlus 不支持节点到曲面公式）。无论选择何种接触公式，FFEPlus 求解器的接触惩罚刚度比例系数始终处于活动状态。

接触惩罚刚度的功能类似于恒定弹簧刚度，它将接触力与穿透距离相关联。只有在从先前的接触迭代中检测到穿透时，接触惩罚刚度才激活。接触迭代将继续，直到外部载荷和接触力达到平衡为止。

保存结果

将结果保存到 3DEXPERIENCE

将仿真结果及关联 SOLIDWORKS 模型一起保存在 3DEXPERIENCE Platform 上称为合作区的存储区域中。

在 3DEXPERIENCE Platform 上保存 SOLIDWORKS Simulation 结果以及关联的 SOLIDWORKS 模型之后，您可以在保存它们的合作区中搜索这些数据库对象，并直接在 SOLIDWORKS 中下载它们。

另请参阅在 3DEXPERIENCE Platform 上保存 SOLIDWORKS Simulation 结果。

仅当您激活适当的 3DEXPERIENCE SOLIDWORKS 角色时，用于在 3DEXPERIENCE Platform 上保存仿真结果 (.cwr) 文件的选项才会变得可用。
将结果保存到磁盘 将仿真结果 (*cwr) 文件保存到本地磁盘驱动器。
将结果保存到 SOLIDWORKS 文档文件夹 将仿真结果 (*cwr) 文件保存到存储有关联 SOLIDWORKS 模型的同一个本地文件夹中。
选择文件夹以存储结果文件 选择文件夹路径以保存仿真结果 (*cwr) 文件。 选定的文件夹路径将显示在结果文件夹中。
您在此处输入的位置将覆盖默认选项 > 结果中设置的默认结果文件夹位置。

中间节点处的平均应力（仅限高质量实体网格）

选择此选项，能在位于陡峭曲率区域的高质量的实心元件的中侧节点上出现不规则的高应力时，获得更好的应力结果。

对于高质量实体元素，将通过对最靠近角节点处的应力值求平均值来计算中侧节点处的应力。应力平均值方案的示例如下所示。
  • 将在共享元素上以全局方式对角节点（1、2、3 和 4）处的应力求平均值。
  • 将在最靠近的角节点上对中间节点（5、6、7、8、9 和 10）处的应力求平均值。例如，应力（节点 5） = （应力（节点 1） + 应力（节点 2）） / 2