有限元软件终止时间超过设定值

Question

1. 用SolidWorks画一个模型导入到了ansys中，通过ansys赋予材料属性和网格划分，生成k文件
2. 用ls prepost对其前处理设置时间步为1.5s，（此模型的意义是将蓝色部分作为圆心，使绿色带动红色公转，同时红色部分可以自转），提交模型后第二步时间步就达到9e5，求解决方法
   

   

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

针对您在使用有限元软件（Ansys）过程中遇到的时间步超过设定值的问题，以及模型描述（蓝色部分为圆心，绿色带动红色公转并允许红色自转），以下是一些建议和可能的解决方案：

1. 检查模型设置与边界条件：

确保您的模型设置和边界条件正确地反映了所期望的运动模式。特别是：

• 旋转运动定义： 确保为绿色和红色部分设置了正确的旋转边界条件，以实现公转和自转行为。这通常涉及在Ansys中应用适当的旋转速度或角度定义到相关节点或面上。

• 接触设置： 如果绿色和红色部分之间存在接触，确保接触属性（如摩擦系数、接触类型等）设置得当，以避免因接触问题导致的非物理行为或计算不收敛。

• 初始条件： 检查模型的初始状态是否合理，包括初始速度、位移等。不恰当的初始条件可能导致计算过程偏离预期轨迹。

2. 时间步长控制参数调整：

您已经提到在LS PrePost中将时间步设置为1.5秒。在Ansys中，时间步长控制通常由以下参数决定：

• DTMIN：最小时间步长，用于防止因数值不稳定导致时间步过大。
• DTMAX：最大时间步长，限制单个时间步的大小。
• AUTO 或 AUTOSPC：自动时间步控制选项，根据计算稳定性自动调整时间步。

建议操作：

• 在Ansys输入文件（.k 文件）中检查并确认上述时间步控制参数的设置，确保它们与您期望的1.5秒时间步一致。如有必要，直接修改这些参数或使用/SOLU命令进行调整。

• 可能需要适当增大DTMIN以允许程序在计算稳定时采用较大的时间步，但需确保数值稳定性。同时，确保DTMAX不超过1.5秒。

• 如已启用自动时间步控制，尝试关闭此功能（例如，取消AUTOSPC），以强制软件按照指定时间步进行计算。请注意，这可能影响计算稳定性，因此需密切关注计算结果。

3. 模型收敛性与求解器设置：

检查模型的收敛情况和求解器设置，这些问题也可能导致过大的时间步：

• 收敛准则： 确保收敛准则设置得当，避免过严导致计算缓慢，或过松导致结果不准确。

• 求解器选择与选项： 根据模型特性和硬件资源选择合适的求解器（如直接法、迭代法等），并优化其相关选项（如迭代容差、预条件器等）。

4. 检查输出结果与日志文件：

分析计算过程中产生的输出文件和日志信息，以获取可能导致时间步异常的线索。关注以下几点：

• 时间步历史记录： 查看时间步随时间的变化情况，了解是否存在突然增大的现象及其发生时刻，这有助于定位问题根源。

• 收敛历史与警告信息： 检查各时间步的收敛情况及可能出现的警告或错误信息，它们可能指示了计算中的问题。

• 应力、应变等场变量变化： 观察关键场变量随时间的变化趋势，异常的突变或波动可能是导致时间步异常的原因。

5. 分阶段调试与简化模型：

如果上述步骤未能解决问题，可尝试分阶段调试或简化模型以定位问题：

• 逐步增加复杂度： 从简单的基础模型开始，逐步添加复杂特征（如自转、接触等），观察在哪一步引入了问题。

• 局部细化与敏感性分析： 对可能存在问题的区域进行网格细化，或进行参数敏感性分析，了解哪些因素对时间步有显著影响。

综上所述，要解决模型在第二步时间步就达到9e5的问题，您需要仔细检查模型设置（包括边界条件、接触、初始条件）、时间步控制参数、求解器设置，并分析计算结果与日志文件。通过逐步调试和简化模型，定位问题根源并采取相应措施进行修正。如果您提供具体的Ansys输入文件（.k 文件）或更详细的模型描述，我可以为您提供更具针对性的建议和代码示例。