固定时间增量的缺陷与优化方案

目前己经通过固定大小的载荷增量成功地完成了这个分析。可以发现，选择不正确的载荷增量会导致分析收敛失败，然而太小的载荷步长可能会导致求解时间过长。而且，载荷增量的理想大小可能

会在求解过程中发生变化。对以上原因，现在要让解算器根据收敛特性的载荷增量大小自动调整特征，

也就是说，好而快的收敛会提高载荷增量，然而对于难以收敛或不能收敛的情况，会减小载荷增量。

自动调节步长的方法称为“自动步进”，而且对所有应用均建议用户使用该方法作为默认的增量技术。

如果需要输出指定时间增量的结果，则使用固定时间增量是可行的。

1.自动步进增量 下面将使用自动步进技术重新运行分析。

步骤12 生成一个新的算例

复制算例Nonlinear为一个新的算例并命名为Auto-Stepping。

步骤13 修改Nonlinear算例的属性

在【求解】选项卡中，设置【步进选项】的【结束时间】为1。

【时间增量】选择【自动（自动步进）】并设置【初始时间增量】为0.01，【最小】为1e-008，【最大】为0.1，【调整数】为5。确保勾选了【几何非线性选项】选项组中的【使用大型位移公式】复选框，并在【解算器】选项组中选择【Direct sparse解算器】，如图8-20所示。

步骤14 设置高级选项

在【非线性-静应力分析】对话框底部单击【高级选项】按钮。【控制】选为【力】，【迭代方法】选为【NR（牛顿拉夫森）】单击【确定】。

图8-20 修改Nonlinear算例的属性

2.自动步进参数及选项 按照上面的设置，程序将以步长大小0.01开始。在随后的步长中，载荷增量的数值将根据收敛的困难程度而自动地增加或降低。当载荷增量过大，在当前载荷步长中发生不收敛时，解算器会降低载荷增量，并尝试再次达到收敛平衡。在平衡迭代成功之前连续降低（减少）的最大数在【调整数】选项中指定。

3.高级选项：步进/公差选项 在【高级】选项卡中，在【步进/公差选项】中，可以设置下面内容：

（1）进行平衡迭代每…步进 如果用户不打算让解算器在每个加载步长迭代到平衡状态，可以使参数的数值大于1。然而，请注意其结果可能明显偏离平衡路径，或者分析可能不会收敛得到任何结果。建议普通用户不更改此选项。

（2）最大平衡迭代 在每个载荷步长中，解算器都尝试迭代到平衡路径。当迭代次数超过该数值时，求解不收敛，这时必须降低（减少）载荷增量。

（3）收敛公差 默认数值0.001代表特定载荷增量下，在两次连续迭代之间控制量的差别等于或低于0.1%。(www.xing528.com)

（4）最大增量应变 在两次连续迭代之间容许的最高应变增量。

（5）奇异性消除因子（0-1） 只有当勾选【大型应变选项】时，才考虑奇异性消除因子，它可以帮助结果通过平衡路径的局部奇异性。如果标准非线性结果（SEF=1）无法成功完成（步长>1时），而且是由于下列一种原因导致计算终止：

1）刚度奇点。

2）增加的应变太大。

3）增加的旋转太大。

4）接触迭代不收敛。

那么低于1的SEF数值可以帮助非线性求解过程最终完成。最佳的SEF数值是0和0.5（0最有效）。

当SEF低于1时，它会启动一项技术来显著降低由于高度（极度）变形单元所产生的结构刚度奇点。然而，降低SEF通常会导致平衡迭代次数的增加。

提示

只有当其他所有尝试收敛成功的方法失败时，才会考虑降低SEF。通常遇到的大部分问题都与分析的设置相关，这些都能被正确纠正。

步骤15 运行算例

现在可以正确地求解该分析了，当求解完成时单击【确定】。

步骤16 图解显示非线性分析的位移结果

使用【真实比例】，并将未变形模型叠加到位移图解中。对比一下固定载荷增量为0.01的分析结果。

提示

和使用固定载荷增量为0.01的分析比较而言，使用自动步进程序花费的时间明显减少。

步骤17 动画显示模型

右键单击图解Displacementl并选择【动画】，查看夹子是如何达到变形形状的。