中华钢结构论坛 China Structure Forum                                              XinY structural consultants ltd

 
[求助]:非线性有限元膜结构找形
lush92






积分 39
帖子 35
2004-6-9 20:39    顶部


        小弟自编fortran程序对膜结构进行非线性有限元法找形。由于在非线性刚度阵出现奇异,造成解漂移时才考虑线性刚度阵。而我用的鞍形算例非线性刚度阵在支撑处理后是可逆的,所以便没考虑线性刚度阵。这样我算完的各节点位移很大。(我取得是三角形单元)甚至出现了单元的三点在一条直线上的情况。计算根本无法往下进行下去, 并且鞍形膜面在第一次迭代后就成了十字星形(变形过大)。
       我想请教各位理论方面的高手(尤其是pizzahut兄),我第一次迭代后节点位移过大,并出现面积为零的单元的错误,是不是由于我没考虑线性刚度阵的原因。那么,如果考虑线性刚度阵又应怎样做呢?小弟现在万分焦急!。如有达人能给出解答,小弟将万分感激。
       附件是将fortran结果导入ansys进行后处理得到的(第一次迭代,已有零面积的单元)等轴测图。从图中可看出各节点位移太大。
jinsongxia






积分 482
帖子 234
2004-6-10 09:41    顶部


你那幅图是因为你边索加的的力太小的找形的结果。
一般找形的时候是不用线性刚度的,有的考虑小弹性模量,两者差别不大。
不知道你“这样我算完的各节点位移很大”是指找形还是荷载分析,如果是找形的时候是很正常的。如果是在荷载分析的时候,则必须要加入真实的弹性模量,否则会产生大位移。
lush92






积分 39
帖子 35
2004-6-11 15:09    顶部


    jinsongxia版主,我觉得不是未加边索的原因。我用的是一本书上的例子。
它的已知条件就没有边索力。况且,即使未加边索也应可以找形,但现在我的三角形单元面积为零,根本无法向下迭代(单元面积出现在非线性刚度阵的分母中)。由于我的程序是自编的,所以我觉得更可能是程序错了。
          附件是我用的算例的详细资料(您可以用其他现成的软件替我校核一下找形后的形状),如您对中间计算过程感兴趣的话我还可发给您更多计算数据。殷切期盼您的答复!!并衷心希望本论坛能办成一个为理论研究的人提供相互交流并解决实际问题的地方。
jinsongxia






积分 482
帖子 234
2004-6-11 21:21    顶部


我觉得问题出在你想要计算的模型和计算了的模型是不一样的。
你的模型是要求没有加边索的。所以边界AB,BC,CD,DA上所有的点都必须是固定点。
但是看了你的文件,你只对A,B,C,D点用了乘大数法,相当于只把A,B,C,D点固定了,而对网格划分中的AB,BC,CD,DA线上其他的点没有用乘大数法处理,所以你这些点就是自由的,不是固定的。要有收敛的结果必须把这边界线上所有的点固定。或者加一定索力的边索,你计算的实际上是边索索力是0的模型,当然不能收敛了。
lush92






积分 39
帖子 35
2004-6-13 20:30    顶部


        版主大人,您的意思我明白了。而且我回忆起以前在本版看过类似讨论
就是说两种方法:1.加边索(柔性边界条件).2.给出每条边上各点的固定坐标
(刚性条件).其中第二种方法较麻烦。因为得求什么悬链线方程来者。
        不知这回我的理解对吗?同时感谢版主大人对我迷津的指点!!
jinsongxia






积分 482
帖子 234
2004-6-14 09:19    顶部


对第二种方法不麻烦。
如果没有边索的话,边界上的点就是有你给定的,一般给定为两点之间是直线,马鞍型面,如果没有边索的话,边界可以是直线的。
当然你也可以取悬链线什么的,如果你不怕麻烦的话!
阿钢






积分 165
帖子 67
2004-6-14 12:56    QQ 顶部


为什么不去问问上海交大的龚景海老师。他编制的SMCAD软件从找形一直到裁剪全用的是非线性有限元法。SMCAD软件是我见过用过的膜结构软件中最最牛的,当然也有可能是我见的不够多。
他在本论坛有发帖,输入SMCAd找找。



佛教一切法,为渡一切心。若无一切心,何需一切法。
lush92






积分 39
帖子 35
2004-6-26 10:44    顶部


     jinsongxia 版主迭代的问题我已搞清楚了,我用刚性条件对膜单元和柔性条件对索膜单元找形都已收敛。
     现在我在做增量步的程序,准备将将增量与迭代结合起来。并想请教一下增量步的问题。首先,对索膜找形阶段荷载增量是不是就指膜预应力和索力的增量。其次,在增量步计算中输入预应力增量还是预应力当前值。举个例子:膜的预张拉力5牛/平方毫米。荷载步设为五步。第一荷载步膜预应力当然是1牛/平方毫米,但第二荷载步预应力是1牛/平方毫米还是2牛/平方毫米。
      期待您的答复
pizzahut






积分 526
帖子 323
2004-7-7 20:15    顶部


对索膜找形阶段荷载增量是不是就指膜预应力和索力的增量
呵呵,书上都是说找形阶段荷载为零的。不过你要把预应力也看成荷载,估计这样做也没有问题吧。一般我是等级加载的,但不等级加载也是可以的,两种方法有区别,但忘了是怎么说的了,可以查一下有关非线性方程组解法的文章。
lush92






积分 39
帖子 35
2004-7-15 11:16    顶部


        谢pizzahut兄,我正在做增量步的程序。我仍不明白,增量步有什么用?它可以使原来迭代不收敛的荷载工况的找形结果收敛?像上面提到的马鞍面刚性条件中不收敛的情况用增量法做就收敛了?
pizzahut






积分 526
帖子 323
2004-8-2 22:24    顶部


全量法与增量法是求解非线性方程的两种方法,全量法分几种,增量法也有几种,它们的不同很多书都有讲,或者可以参考一篇“A comparion of N。R method and incremental procedures for geometrically nonlinear analysis,Comput Struct(4),1974”的文章,里面详细讲述了一次修正的增量法与简单增量法和全量的NR法的不同。
  
以前一般有说到哪种方法计算速度快等等之类的比较问题,但对于现在的计算机而言已经不是太大的问题了。现在为了解决增量法的漂移问题,通常是将NR法与增量法结合起来用。对于一般的结构来说,在结构发生屈曲之前(K=0前),不管是全量法还是增量法,其计算结果是几乎一样的。
  
您说的全量法不收敛而增量法收敛,我暂时还没有遇到过。
 


联系我们 版权声明 发帖规则 论坛制度 关于我们
版权所有.中华钢结构论坛.永久保留所有权利

[Processing Time] User:0.28, System:0.03, Children of user:0, Children of system:0