Depășirea dificultăților în calculele de convergență ANSYS Workbench mecanice

Evaluare: 5/5

Când încercați să efectuați un calcul de proiectare nu doresc cu adevărat să vadă rapoarte privind convergența de eroare: «Imposibil să conveargă», «Convergență Eșecul», «Nerespectarea Converge».

Partea I: Folosind informațiile despre metoda Newton-Raphson reziduurile

Mock: metoda de convergență Newton-Raphson nu a fost atins, soluția este oprită

Acest articol discută despre interfața APDL mecanică, dar materialul este relevant pentru Workbench mecanică, deoarece calculele în ea, de fapt, efectuată în APDL mecanică în fundal.

Dacă vorbim despre complot rezidurilor, avem nevoie pentru a curba purpuriu a scăzut sub albastru. Dacă acest lucru nu se întâmplă, iar Solver a epuizat toate opțiunile pentru a aborda moduri, calculul este întreruptă, și vom primi un mesaj de eroare.

Ce să faci în continuare? modalități comune de a rezolva această eroare sunt următoarele: creșterea numărului de subfa-ze; reducerea în calculul de contact rigiditate ținând cont de interacțiunea contactului; opțional adăugarea de puncte de pe curba ductilitatea etc. Dar ce se întâmplă dacă problema este altceva? Cum pentru a afla de ce nu se poate realiza convergența?

În partea I a acestui articol, vom discuta despre modul de afișare a reziduală metoda Newton-Raphson sub formă de distribuții pe suprafața modelului pentru a vedea zonele în care echilibrul este deranjat cel mai mult. În cele mai multe cazuri, aceste informații utile ne ajută să ne dăm seama ce se întâmplă cu modelul nostru, pe baza căruia putem lua măsuri pentru rezolvarea problemelor. În primul rând, trebuie remarcat faptul că reprezentarea grafică a reziduurilor Raphson pentru a include mai mult înainte de calcul. Așa că, fie rândul său, le și reefectueze calculul a avut loc după eroarea de convergență, știind că se va întâlni atunci când re-calcul, sau aveți nevoie pentru a avea viza inainte (sau pur și simplu prudent) și includ afișarea discrepanțelor înainte de primul calcul. De ce nu au inclus timp, vă întreb? Cel mai probabil, deoarece acestea sunt un pic mai lent performanța de calcul, și ocupă puțin spațiu în baza de date pe disc - chiar și în cazul în care calculul este finalizat cu succes, distribuția de metoda Newton-Raphson reziduurile nu sunt salvate deloc.

Iată modul în care acestea sunt încorporate. In stabilirea rezultatelor de calcul (Solution Information) în celula Newton-Raphson Residuals schimba numărul zero, ceea ce stă acolo în mod implicit, la nenulă număr, cum ar fi 3 sau 4. Acum calcul va fi menținut constant 3 sau 4 diagrame Residuals Newton-Raphson pentru calcularea iterațiile anterioare. Veți putea să le vadă în cazul opririi calculului erorii repetabilitate.

După ce calculul este terminat într-o ramură de soluții Informațiile vor fi disponibile pentru distribuirea rezidurilor Newton-Raphson.

Valoarea afișată în zona grafică, reprezintă de fapt rădăcina pătrată a sumei rezidurilor pătratelor în direcțiile axelor sistemului global de coordonate X, Y și Z. Aceasta este, distribuția de ieșire nu ne oferă informații cu privire la direcția de dezechilibru, dar ele arată localizarea zonelor de modelul cu cea mai mare încălcare balanța puterii. Figura de mai jos prezintă un exemplu. Zona selectată roșu corespunde celor mai mari discrepanțe. Deoarece acest model cuprinde contactarea celor două componente, sursă calcul convergență dificultate este de așteptat zona de contact, iar în zona particular, la un unghi ascuțit în partea stângă.

Vizualizarea metodei reziduale a lui Newton-Raphson pentru Solver ultima iterație întreprinse

Cum putem folosi aceste informații? În acest caz, putem vedea că zona de contact, în special în zona de lângă colțul de la detalii, este o zona cu probleme. După ce a luat act de acest lucru, am făcut două modificări ale modelului.

În primul rând, am schimbat algoritmul de determinare a punctelor de contact (metoda de detectare) cu implicit (control prin program) - punctul de pe elementele finite gaussiene - pe algoritmul nodale-Normal la Target (noduri țintă elemente de suprafață). Atunci când problema de contact este prezent datele de contact, cu un unghi ascuțit, înlocuirea lui Gauss indică nodurile în majoritatea cazurilor, îmbunătățește stabilitatea soluției.

În al doilea rând, am redus rigiditatea de contact prin modificarea parametrului normal Rigiditate din valoarea implicită (1.0) la o valoare de 0,2. Reducerea rigidității de contact ajută la rezolvarea problemelor de convergență pentru o serie de probleme de contact. rigiditate prea scăzută poate provoca, de asemenea, probleme, dar în această problemă calculată întrepătrunderea părți suficient de mici, astfel încât valoarea de 0,2 pare să fie optimă. Dacă există vreun dubiu în alegerea valorilor rigiditate de contact, este posibil să se organizeze o serie de calcule, de urmărire schimbarea vă interesează valori la schimbarea rigiditatea de contact. Precum și pentru cele mai multe dintre opțiunile disponibile pentru calcul utilizator, sunteți interesați de rezultatele nu ar trebui să fie sub influența semnificativă a modificărilor de contact de rigiditate.

Două schimbări a făcut posibilă pentru a realiza o convergență bună de calcul a modelului nostru pentru valoarea de încărcare completă.

Alte considerente:

Începând cu versiunea ANSYS mecanică 14.0, distribuția reziduurilor Raphson sunt întotdeauna afișate pe sursa, nu pe modelul deformat. Dacă mutați în model sunt mari, setul, care determină valori ridicate ale reziduurilor poate fi dificil. În astfel de cazuri, va fi util să se compare distribuția de deplasare totale si stres la iterații care nu au fost de acord cu ultima iterație cu succes a distribuțiilor în deformațiilor la scară reale. Acest lucru va afișa elementele dintr-o stare deformată și va ajuta la determinarea de ce anumite zone există discrepanțe mari.

Rezumând materialul, trebuie remarcat faptul că reprezentarea grafică a reziduurilor Raphson - acesta este unul dintre instrumentele care ne ajută să identificăm cauzele dificultăților în convergență. Remanentă Raphson ne da o idee despre domeniile în care există modele de probleme de convergență, și în cele mai multe cazuri, putem folosi aceste informații pentru a determina care parametri pentru a ajusta sau a face orice modificări ale modelului pentru a îmbunătăți convergența.

În a doua parte a acestui articol arată cum puteți utiliza rapid ANSYS APDL mecanice pentru a afișa elemente finite, care au o mare tulpina.

Poate că acest lucru vă va interesa:

Compania ANSYS Inc. Pentru mai mult de 45 de ani de îmbunătățirea continuă a tehnologiei sale pentru simulare numerică,