ANSYS中PSTRES和SSTIF區(qū)別

2016-09-16 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

從預應力大變形模態(tài)分析到 PSTRES 和 SSTIF 的辨異

一,前言:

在ANSYS中有兩個命令可以將預應力效應激活并考慮在求解方程計算中,但是他們是有區(qū)別,最近在論壇上出現(xiàn)很多的帖子討論預應力大變形模態(tài)分析,但是好象大家對以上兩個命令出現(xiàn)一定程度的混淆,本文結合例子對以上兩個命令及相關問題做以闡釋。不妥之處,歡迎高手批評指正
二,例子簡單介紹:
   借用網(wǎng)友的例子進行說明,下面簡單介紹以下我們分析的問題。
   實際的問題是兩根拉索,通過圓鋼管聯(lián)系在一起成以下平面形狀,拉索中通過施加應變yingbian=3.51e-3考慮索中的預應力。本文將對以下結構進行靜力求解和模態(tài)求解。

三,靜力求解結果分析:
本文采用以下四種不同的求解方式進行求解,并對結果進行分析:
  SOLUTION 1 小變形求解,不激活以上兩個命令,使用以下命令流:
Nlgeom,off
Sstif,off
Pstres,off
Solv
  SOLUTION 2-1 小變形求解,激活Pstres命令,使用以下命令流:
Nlgeom,off
Pstres,on
solv
SOLUTION 2-2 大變形求解,激活Pstres命令,使用以下命令流:
Nlgeom,on
Pstres,on
solv
SOLUTION 2-2 大變形求解,激活SSTIF,on命令,使用以下命令流:
Nlgeom,on
Sstif,on
solv
經過求解分別得到以下計算結果:以UX變形為例





結論:通過以上結果可見,PSTRES,ON 是不適合用于大變形分析,因為該命令不會激活△U的附加剛度矩陣。

四,命令辨析:
為從根本上闡明以上問題,我們先從兩個命令的說明上進行對比,區(qū)分其中的不同之處。
4-1PSTRES 命令
PSTRES, Key
Specifies whether *1pstress effects are calculated or included.
注1,Pstres主要為激活預應力效應,注意和SSTIF使用目的的區(qū)別
Notes
Specifies whether or not prestress effects are to be calculated or included. Prestress effects are calculated in a static or transient analysis for inclusion in a buckling, modal, harmonic (Method = FULL or REDUC), transient (Method = REDUC), or substructure generation analysis. If used in SOLUTION, this command is valid only*2within the first load step.
注2,Pstres只在第一個荷載步中有效,注意命令的生存時間
If the prestress effects are to be calculated in a nonlinear static or transient analysis (for a prestressed modal analysis of a large-deflection solution), you can issue a SSTIF,ON command (*3rather than a PSTRES,ON command) in the static analysis.
注3:如果在靜力分析和瞬態(tài)分析(用于預應力大變形模態(tài)分析)中計算預應力效應,則應該指定ssitf命令而不是pstres命令
4-2 SSTIF 命令
SSTIF, Key
Activates*1 stress stiffness effects in a nonlinear analysis.
注1,Ssfif主要為非線性分析中激活應力剛度效應,注意和SSTIF使用目的的區(qū)別
Notes
Activates stress stiffness effects in a nonlinear analysis (ANTYPE,STATIC or
TRANS). (*2The PSTRES command also controls the generation of the stress stiffness matrix and therefore should not be used in conjunction with SSTIF.)
注2,Pstres命令同樣控制應力剛度矩陣,因此不能和sstif連用。
If used in SOLUTION, *3this command is valid only within the first load step.
注3,該命令同樣僅在第一荷載步內有效。
When SOLCONTROL and NLGEOM are ON, SSTIF defaults to ON. *4 This normally forms all of the consistent tangent matrix. However, for some special nonlinear cases, this can lead to divergence caused by some elements which do not provide a complete consistent tangent (notably, elements outside the 18x family). In such a case, ANSYS recommends issuing an SSTIF,OFF command to achieve convergence. For the 18x family of elements, setting SSTIF,OFF when NLGEOM is ON has no effect (because stress stiffness effects are always included).
注4,當激活SOLCONTROL或NLGEOM,ON時,sstif默認被激活,一般來講會形成一致切線剛度矩陣,然而對于一些特殊的非線性情況,會因為一些單元(特別是18X系列以外的單元)不能提供一致切線剛度矩陣而導致不收斂。此時ANSYS要求SSTIF,off以獲得收斂
*5The default values given for this command assume SOLCONTROL,ON (the default). See the description of SOLCONTROL for a complete listing of the defaults set by SOLCONTROL,ON and SOLCONTROL,OFF.
注5,該命令默認激活SOLCONTROL,ON,命令
附注:SOLCONTROL,為是否選擇默認的非線性求解設定值和內部的增強收斂的解法
SOLCONTROL, Key1, Key2, Key3, Vtol
Key1à為是否激活一系列默認的非線性求解的命令
SSTIF  Key  ON for geometrically nonlinear analysis (NLGEOM, ON).  OFF
其關于SSTIF的默認是在執(zhí)行大變形非線性分析的時候起用sstif,on

4-3  簡單對比
從4-1~2可見:
1 SSTIF,on在大變形非線性分析中同樣具備激活預應力效應的功能,
2 PSTRES,不能應用于大變形非線性分析(僅僅是開關功能的不同)
3如果先后激活以上兩個命令,結果是后一個命令直接取代前一個命令

五,大變形模態(tài)分析:
對于大變形模態(tài)分析推薦使用以下標準命令流進行求解,本命令流較其他命令流對于大變形模態(tài)分析具有廣泛的適用性。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!大變形非線性求解
finish
/solu
antype,static
nlgeom,on !打開大變形求解器
sstif,on   !激活應力剛度效應
time,1
kbc,0
nsubst,1,1,1
ematwrite,yes
solve
!!!!!!!!!!!! Modal Solution
finish
/solu
antype,modal
upcoord,1,on  !對變形后的結構重新計算
pstres,on   !激活預應力對模態(tài)求解的效應,模態(tài)求解為線性求解
modopt,lanb,50,0,0, !采用LANB求50個特征值,有四種方法可以選用
mxpand,50,,,yes, !擴展50個模態(tài)
psolve,triang     !切線剛度求解
psolve,eiglanb      !注意方法和的modopt,lanb,對應性
finish
/solu
expass,on !!擴展模態(tài)求解答
psolve,eigexp

finish

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