ADINA第6章分析類型.ppt

第六章 分析類型,主要內(nèi)容,1. ADINA結(jié)構(gòu)分析 2. ADINAT分析 3. ADINAF分析 4. ADINATMC分析 5. ADINAFSI分析,說明： 1. ADINA結(jié)構(gòu)模塊可以完成如下類型的分析： 靜態(tài)分析(Statics) 模態(tài)分析(Frequency/Modes) 模態(tài)疊加(Mode superposition) 模態(tài)應(yīng)力計算(modal stress) 振型參與因子計算(Modal participation factors) 瞬態(tài)動力分析(Transient) 線性屈曲分析(Linearized Buckling) 非線性屈曲分析(Nonlinear Buckling),2. 除此之外，進行流固耦合、熱-結(jié)構(gòu)耦合分析時，也要在ADINA結(jié)構(gòu)模塊分析中定義相應(yīng)的結(jié)構(gòu)分析模型；,3. 涉及模型求解的其它定義，需要在Control菜單中進行各種設(shè)置，其內(nèi)容在求解控制一章中說明，本章不再重復(fù)；,ADINA總體說明,分析類型,靜力分析（Statics）：,靜力分析求解無時間項的動量方程，即通過力矢量和剛度矩陣求解未知量位移（U單元），或位移和壓力（U/P單元）； 靜力問題分線性和非線性問題，線性問題是指無材料非線性、無幾何非線性、無接觸、相變、失效、流固耦合等現(xiàn)象的問題（可統(tǒng)稱為狀態(tài)非線性）；有任何現(xiàn)象之一，物理問題呈現(xiàn)非線性特征，為非線性問題； 線性問題不需要多載荷步，可一步求解；非線性問題必須將求解過程分為多步（時間步），逐步求解；,ADINA靜力分析,分析類型,線性靜力分析： 可不需要任何求解控制； 單個時間步即可求解最終結(jié)果；,Exercise：壓力容器受高壓計算,ADINA靜力分析線性靜力分析,分析類型,1. 模型中材料非線性的定義決定于采用何種材料模式，采用線彈性材料則不存在材料非線性；如果選擇彈塑性、巖土、蠕變則引入材料非線性； 2. 幾何非線性的定義是決定于Control/Analysis Assumptions/Kinematic中有關(guān)大位移和大應(yīng)變的定義； 3. 狀態(tài)非線性的定義決定于模型中是否有接觸界面、流固耦合、相變的物理描述； 4. 如果模型為非線性模型，則求解必須分成多步求解；如何設(shè)置時間步對收斂情況、CPU時間影響極大，通?？墒褂肁DINA自動確定時間步長ATS設(shè)置；,ADINA靜力分析非線性靜力分析非線性定義,分析類型,結(jié)構(gòu)模型中非線性定義：,一般需要使用自動時間步長（Automatic Time Step）ATS方式；此方式對線性問題無效，用來控制加載的時間步大?。?AMaximum Subdivision Allowed（最大細分比例）：如當(dāng)前時間步長為0.1,則細分后的最小步長為0.01,如果還不收斂，則不能繼續(xù)細分，將退出求解并輸出求解無法收斂的信息； BMaximum Tine Step Factor(時間步長放大比例)：當(dāng)求解非常容易收斂時，ADINA自動增大時間步長，輸入3表示最大時間步長是當(dāng)前時間步長的3倍；,圖標(biāo)：,A,B,C,D,E,自動時間步長控制：,ADINA靜力分析非線性靜力分析自動時間步長控制,分析類型,CFactor for Deviding Time Step(時間步長細分因子)：當(dāng)前步長沒有收斂時，取的時間步長大小是當(dāng)前時間步長的二分之一（二分）或三分之一（三分）; DFor Next Step(下個時間步長大小)：如果當(dāng)前時間步結(jié)果收斂，程序提供四種方式確定下一個時間步大?。?Determined by the ADINA Program: 程序自動放大和縮小，根據(jù)收斂的情況（一般情況下推薦使用）； Same as the Time Step that Gave Convergency： 與最后收斂的時間步長大小相同； Same as the Time Step Prior to the Subdivision： 與細分前的時間步長相同； Return to the Original Time Step Specified: 與用戶指定的時間步長相同；,ADINA靜力分析非線性靜力分析自動時間步長控制,分析類型,EResponse Smoothing: 有利于收斂的技術(shù)，較大值將提高收斂速度。相關(guān)理論可參考理論手冊7.2。,ADINA靜力分析非線性靜力分析自動時間步長控制,分析類型,Exercise：方塊體大變形分析,模型包括變形體方塊和剛性圓柱 2D平面應(yīng)變分析 包括的非線性： 材料非線性（方塊為彈塑性材料） 幾何非線性（方塊在接觸部位存在大變形） 接觸（兩種接觸） 采用自動時間步長ATS技術(shù)；,ADINA靜力分析非線性靜力分析練習(xí)題目,分析類型,頻域動力分析類型： 模態(tài)分析 求解固有頻率（和振型）； 模態(tài)應(yīng)力計算 求解固有頻率、振型以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布； 參與因子計算 求解固有頻率、振型以及針對外載荷或地面運動的振型參與因子； 響應(yīng)譜分析 求解固有頻率、振型、外載荷或地面運動的振型參與因子以及輸入譜作用下的響應(yīng)譜輸出；最后一步計算在ADINA后處理中完成； 隨機振動分析（基本同上；） 模態(tài)疊加計算 計算結(jié)構(gòu)固有頻率和振型、外載荷參與因子進行模態(tài)疊加瞬態(tài)動力分析，適用于線性模型，非線性程度高的模型要多次重啟動求解，以確定不同非線性狀態(tài)下的模態(tài)變化；,ADINA頻域動力,分析類型,模態(tài)分析： 模態(tài)分析是所有頻域分析的基礎(chǔ)；,A,B,C,D,F,E,A:提取的固有頻率/振型階數(shù) B:輸出振型階數(shù) C:輸出控制 一般用于模態(tài)應(yīng)力； D:是否進行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 如果進行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，則求解模態(tài)時讀取預(yù)應(yīng)力計算結(jié)果； E:求解器設(shè)置（詳細介紹在下頁） Determinant-Search:結(jié)構(gòu)/勢流體耦合模態(tài)求解； Subspace：子空間迭代求解器； Lanczos：迭代求解，更適合大規(guī)模問題計算；,F:求解設(shè)置 主要進行剛體運動計算設(shè)置，采用缺省值；迭代次數(shù)設(shè)置；,ADINA頻域動力-模態(tài)分析,分析類型,a:檢查（復(fù)核）模態(tài)計算結(jié)果 b:求解頻率波段 求解位于此波段內(nèi)的特征值和振型； c:Subspace選項 是否使用加速度技術(shù)（提高計算速度） 其它使用缺省值； d:起始向量計算 采用Lanczos方法計算速度快； e:用戶輸入起始向量數(shù),a,b,c,d,e,E:求解器設(shè)置：,ADINA頻域動力-模態(tài)分析,分析類型,模態(tài)應(yīng)力： 用于計算各階模態(tài)的單元應(yīng)力、應(yīng)變、支反力等； 模態(tài)應(yīng)力求解可在Frequency/Modes分析時直接指定；,ADINA頻域動力-模態(tài)應(yīng)力,分析類型,B,A,A:提取的固有頻率/振型階數(shù)(與模態(tài)計算相同） B:讀入已有的模態(tài)分析結(jié)果計算模態(tài)應(yīng)力,模態(tài)參與因子計算： 模態(tài)參與因子的計算用于響應(yīng)譜分析、諧響應(yīng)分析和隨機振動分析； 激勵可以是地面運動和瞬態(tài)載荷； A: 激勵類型 Ground Motion：地面運動（加在模型全約束邊界上的加速度），主要用于地震響應(yīng)譜分析； Applied Load：集中力； B:進行靜載分析 C:進行殘差項計算,A,B,C,ADINA頻域動力-模態(tài)參與因子計算,分析類型,模態(tài)疊加（Mode Superposition） 1. 可求解線性和非線性瞬態(tài)動力問題，當(dāng)求解非線性問題時，可采用重啟動技術(shù)時可重新計算當(dāng)前系統(tǒng)的模態(tài)； 2. 采用Newmark隱式時間積分方法； 3. 可不輸入阻尼比（Control/Analysis Assumptions/Modal Dampings）；也可為各階模態(tài)輸入各不相同的阻尼比； A:設(shè)置模態(tài)求解的求解器 此種方式，求解器先求解各階模態(tài)，之后自動采用模態(tài)疊加進行瞬態(tài)動力分析； B:讀入已計算的模態(tài)結(jié)果 C:采用的模態(tài)數(shù) D:載荷匹配誤差,A,B,C,D,ADINA頻域動力-模態(tài)疊加,分析類型,諧相應(yīng)、響應(yīng)譜、隨機振動分析： 在ADINA后處理中進行，略；,ADINA頻域動力-諧相應(yīng)、響應(yīng)譜、隨機振動分析,分析類型,隱式直接積分瞬態(tài)動力分析: 提供Newmark和Wilson兩種時間積分方法； Wilson方法常用于結(jié)構(gòu)抗震分析；,顯式直接積分瞬態(tài)動力分析： 采用中心差分算法和集中質(zhì)量矩陣； 有條件穩(wěn)定，每一積分步要求時間步長要小于臨界時間步長： User Define：用戶定義時間步長和時間步； Automatic（Use Number of Steps）：用戶定義時間步數(shù)； Automatic（Use total Time）：用戶定義總求解時間；,ADINA時域動力-隱式/顯式積分,分析類型,線性屈曲分析: 線性屈曲分析結(jié)果往往用于后續(xù)非線性屈曲分析的初始缺陷；Model/Initial Condition/Imperfection；,ADINA屈曲分析-線性屈曲,分析類型,非線性屈曲分析： 采用位移載荷控制（Load-Displacement Control）方法； A:加載位置 B:自由度及位移量 C:最大位移 D:是否進行后屈曲計算,A,B,C,D,ADINA屈曲分析-非線性屈曲,分析類型,Exercise：采用LDC方法計算瓦楞板縱向屈曲,ADINA屈曲分析-非線性屈曲練習(xí)題目,分析類型,非線性屈曲分析 非線性屈曲問題還可采用ADINA的非線性功能直接進行求解； Exercise：薄壁方梁屈曲變形分析,ADINA屈曲分析-非線性屈曲練習(xí)題目,分析類型,總體說明： 1. ADINA-T可以完成如下類型的分析： 穩(wěn)態(tài)分析 瞬態(tài)分析 熱特征值計算,2. 除此之外，進行熱-結(jié)構(gòu)耦合分析時，也要在ADINA-T中定義相應(yīng)的熱分析模型；,3. 涉及模型求解的其它定義，需要在Control菜單中進行各種設(shè)置，其內(nèi)容在求解控制一章中說明，本章不再重復(fù)；,ADINA-T總體說明,分析類型,穩(wěn)態(tài)分析（Steady State）: 可采用自動時間步長控制，與結(jié)構(gòu)分析概念相同；,ADINA-T穩(wěn)態(tài)分析,分析類型,瞬態(tài)問題（Transient）： A:選擇時間積分方法； Euler Backward Inte.-隱式（Alpha1） Euler Forward Inte.-顯式（Alpha0） Trapezoidal Rule隱式（Alpha0.5） Alpha Family:直接輸入Alpha確定以上方式之一； B:選擇自動時間步長控制；,A,B,ADINA-T瞬態(tài)分析,分析類型,熱特征值計算（Thermal Eigenvalues）： 用于求解常熱傳導(dǎo)系數(shù)和常比熱表征的熱平衡方程的特征值和特征向量；,ADINA-T熱特征值計算,分析類型,總體說明： 1. ADINA-F可以完成如下類型的分析： 穩(wěn)態(tài)分析 瞬態(tài)分析,2. 除此之外，進行流固耦合分析時，也要在ADINA-F中定義相應(yīng)的流體分析模型；,3. 涉及模型求解的其它定義，需要在Control菜單中進行各種設(shè)置，其內(nèi)容在求解控制一章中說明，本章不再重復(fù)；,ADINA-F總體說明,分析類型,穩(wěn)態(tài)問題（Steady State）： 自動時間步長控制： A:最大細分?jǐn)?shù) 如果為10，則最小步長是原設(shè)定步長的0.1； B:時間步長細分控制 Subdivision Procedure Courant Number Subdivision Procedure&Courant Number C:Courant Number D:最大增量數(shù),ADINA-F穩(wěn)態(tài)分析,分析類型,共軛傳熱計算,ADINA-F穩(wěn)態(tài)分析練習(xí)題目,分析類型,盒形電源內(nèi)排列多組電池； 散熱采用強迫對流方式； 計算溫度分布和散熱效率；,Exercise：電池組冷卻分析,瞬態(tài)分析(Transient)： 自動時間步長選項與穩(wěn)態(tài)分析相同； A:時間積分參數(shù)；,ADINA-F瞬態(tài)分析,分析類型,A,ADINA-F瞬態(tài)分析練習(xí)題目,分析類型,質(zhì)量擴散模擬,模擬藥物擴散過程；,熱機械耦合計算（TMC：Thermal Mechanical Coupling）：,A