時(shí)間步、荷載步與荷載子步的關(guān)系是啥【轉(zhuǎn)發(fā)】

2017-09-06 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

嗯,沒(méi)想到這次我會(huì)在深夜發(fā)文。

荷載步與荷載子步一直是有限元軟件計(jì)算中兩個(gè)比較重要的概念,對(duì)于一枚初入有限元計(jì)算的同學(xué)來(lái)講,掌握和理解這個(gè)術(shù)語(yǔ)包含的內(nèi)容至關(guān)重要。單就ANSYS來(lái)講,涉及到這塊的相關(guān)術(shù)語(yǔ)除了荷載步、荷載子步外,還有斜坡荷載、階躍荷載、平衡迭代等,今日水哥簡(jiǎn)單說(shuō)下荷載步與荷載子步的關(guān)系。

首先說(shuō)下荷載步的概念。

荷載步是為求解而定義的一種荷載配置,可根據(jù)荷載歷程(時(shí)間和空間)在不同的荷載步內(nèi)施加不同的荷載,一般來(lái)講,時(shí)間上的利用相對(duì)較多。

例如在我們比較常見(jiàn)的靜力分析中,我們可以將結(jié)構(gòu)的自重和外部荷載分為兩步施加到結(jié)構(gòu)上,也即第一步施加結(jié)構(gòu)自重,第二步施加外部荷載,在這過(guò)程中,實(shí)際上就是將一個(gè)整體分析拆分成為了兩個(gè)荷載步,而這也就代表著可以實(shí)現(xiàn)荷載工況的組合。

再來(lái)說(shuō)說(shuō)荷載子步的概念。

其實(shí)我們僅僅通過(guò)字面意思就可以理解其概念,所謂荷載子步,也即在我們前面定義的荷載步中的某個(gè)求解點(diǎn),當(dāng)然這個(gè)過(guò)程是由程序定義荷載增量的。在不同種類的分析中,設(shè)置不同的荷載子步有不同的目的。

例如,我們?cè)诰€性靜態(tài)分析或者穩(wěn)態(tài)分析中,通過(guò)子步的逐漸增加荷載可以獲得增加精確的結(jié)果;在瞬態(tài)分析中,使用子步可得到較小的積分步長(zhǎng),以滿足瞬態(tài)時(shí)間積累法則;而在非線性分析中,通過(guò)子步數(shù)目的增加則可以明顯起到改善計(jì)算收斂困難的局面。

所以,說(shuō)到這兒,大家或許就明白了,荷載步包含荷載子步,類似父與子的關(guān)系,如果再加上一個(gè)實(shí)際工況,那么他們?nèi)叩年P(guān)系可以總結(jié)如下:

實(shí)際工況=荷載步+荷載步+荷載步+.......

荷載步=荷載子步+荷載子步+荷載子步+.......

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文章標(biāo)題還有個(gè)時(shí)間步,那么時(shí)間步又是個(gè)啥東西呢?

簡(jiǎn)單來(lái)講,在所有靜態(tài)和穩(wěn)態(tài)分析中,不管是否與時(shí)間真實(shí)有關(guān),ANSYS都會(huì)使用時(shí)間這個(gè)概念來(lái)跟蹤求解,也可以簡(jiǎn)單的看為一個(gè)計(jì)數(shù)器或者跟蹤器,并且總是單調(diào)增加的。

故我們?cè)谇蠼庠O(shè)置的時(shí)候,總會(huì)出現(xiàn)一個(gè)命令,那就是time.(如果不手動(dòng)設(shè)置,系統(tǒng)會(huì)有默認(rèn)值)

其實(shí)這個(gè)命令起到了類型探針的效果,當(dāng)我們定義了不同荷載步時(shí),通過(guò)time這個(gè)探針可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同荷載步與子步的跟蹤效果,也即每一個(gè)荷載步和荷載子步都和唯一的時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng),故而,也就有了時(shí)間步這個(gè)概念,兩個(gè)連續(xù)荷載步或者荷載子步之間的時(shí)間差我們稱之為時(shí)間步長(zhǎng)或者時(shí)間增量。

三者對(duì)應(yīng)的關(guān)系如下:

時(shí)間步、荷載步與荷載子步的關(guān)系是啥【轉(zhuǎn)發(fā)】ansys分析案例圖片1

如果在將實(shí)際工況聯(lián)系起來(lái),則關(guān)系可以按如下表示:

實(shí)際工況=荷載步(時(shí)間步)+荷載步(時(shí)間步)+荷載步(時(shí)間步)+.......

荷載步=荷載子步(時(shí)間增量)+荷載子步(時(shí)間增量)+荷載子步(時(shí)間增量)+.......

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離上次發(fā)文已將近二十天有余,本人不得不感嘆時(shí)間流逝之快。最近一直忙著項(xiàng)目的事兒,基本每天都是處于加班的狀況(連我喜歡的農(nóng)藥也沒(méi)時(shí)間玩了)因此很少打理公眾號(hào),很多同學(xué)在后臺(tái)發(fā)來(lái)的問(wèn)題水哥也沒(méi)能有時(shí)間一一回復(fù),在這里說(shuō)聲萬(wàn)分抱歉。

如果有人好奇為啥今天我會(huì)在這個(gè)時(shí)候發(fā)文,因?yàn)榻裢砦彝ㄏ影嗔?也終于有時(shí)間更新公眾號(hào)了。

-----------2017.0731 02:00:00于軌道院。

轉(zhuǎn)自公眾號(hào):水哥 ANSYS結(jié)構(gòu)院

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