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Optistrct软件——材料非线性仿真介绍

时间:2025-01-04 10:00:41

1、1)一般的非线性分为材料非线性、几何非线性、边界(接触)非线性——Optistrct中的分类稍有不同,opt按照是否存在几何非线性将分析问题分为两大类——几何线性与几何非线性,然后几何线性问题下包括:一般的线性问题,不包括几何非线性的材料非线性和接触非线性问题;几何非线性问题包括:分析总存在几何非线性的各种仿真分析问题,如下:

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2、2)分析Optistrct对分析问题首先分几何线性和几何非线性的原因:几何线性问题在初始构型坐标系下就可以求解,分析过程中不需要更新坐标系;几何非线性问题的求解方法有两种——TL法和UL法,其中适用于大部分几何非线性问题的UL法在求解分过程中需要每步在新构型下更新坐标系:

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3、3)对应于几何线性和几何非线性问题,Optistrct将这两个问题叫做“NLSTAT”和“NLGEOM”两个问题。首先介绍“NLSTAT”模块下的典型问题:小位移\小旋转(几何线性)下的材料非线性问题。——分荷载步求解的增量牛顿算法求解。

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4、4)“NLSTAT”下材料非线性中MAT1的增强线性材料MATS1的使用:在创建MAT1材料后,点击>User Comments>MATS1,可以定义双线性材料,如下:>TYPE=PLASTIC(“NLSTAT下不能选择NLELATIC”),定义塑性分析类型;>H=加工硬化系数(默认=0,理想弹塑性材料),计算公式见下图1>YF=1(Vom-mises准则校核)>HR=1(各向同性强化准则)2(随动强化准则)3(混合强化准则)>LIMIT1=材料的屈服应力(屈服极限)>TYPSTRAN=0(结构的总应变输出,初始在0,0点)1(结构的塑性应变输出,初始在0,LIMIT1点)

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5、5)双线性材料非线性的求解器设置,利用卡片“NLPARM”,点击>Load colleaters>card image=NLPARAM>create/edit:•NINC: 载荷增量数 (一个载荷分多少次加上)•MAXITER: 计算终止前的最大迭代步 •CONV: 收敛标准 (U,P,W 或任意组合) •U: 位移 P: 载荷 W: 功 •EPSU, EPSP, EPSW: 错误容差(分别对应位移、力、能量)•MAXLS: 最大line search迭代数 •LSTOL: line search 容差

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6、6)最后,非线性问题可以选择求解器进行求解,点击Load collecters>create>SOLVTYE卡片,用来定义求解方法:•Iterative solver (迭代求解器)= PCG >体单元大模型最有效 (均质刚度矩阵) •Direct BCS solver (NLSTAT的默认值, 无摩擦) = BCS >需要大量内存,如果使用out-of-core很慢•Direct Mumps solver (带摩擦NLSTAT的默认值) >非对称求解器 -> 对带摩擦的接触很重要 = MUMPS•Mixed solver (NLGEOM的默认值, 只适用于NLGEOM)= MIXED >PCG和BCS组合>使用BCS solver分解刚度矩阵提供给PCG solver

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7、7)有助于求解收敛的设置,PARAM,EXPERTNL,YES。优点: •增加迭代步 •自动调整载荷增量 •回到上一个收敛步然后重新尝试 缺点:•可能会导致大量非线性迭代步 •仅适用于NLSTAT

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