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1、 第十七章第十七章 其它分析选项和求解方法其它分析选项和求解方法17.117.1 引言引言本章叙述 ANSYS 程序用于电磁、电场、静电场和电流分析的加载选项和其它 求解方法。所有这些分析类型，都可以使用 ANSYS 命令而不用 GUI 菜单路径来 对边界条件和载荷进行施加、删除、列表显示或运算操作，本章就是描述应该 使用哪些命令。本章也解释每种分析类型的有效的载荷步选项。载荷步选项用 于控制如何施加载荷，它们包括：时间和时间步子步数载荷的阶跃或斜坡变化收敛容差（对非线分析）输出控制另外，对于 2-D 和 3-D 静磁分析（标量势法、棱边单元法或矢量势法），还 有另外一种求解选择，即，可通过人
2、工控制求解顺序而不是让程序自动控制求 解分析（用 MAGSOLVMAGSOLV 命令或其菜单 Main MenuSolution-Load Step Opts- Magnetics-Static Analy-Opt and Solv 可让程序自动控制求解分析）。本章 描述这种人工方法所要求的菜单路径或命令。本章信息按分析类型编排，例如，首先是 2-D 静磁分析的全部加载和求解选 项，接着是 3-D 标量势法磁分析的全部加载和求解选项，以此类推。17.217.2 2-D2-D 静磁分析加载选项静磁分析加载选项2-D 静磁分析对载荷的施加、删除、列表显示、传递、或缩放，可用的命令 如下。关于这些命
3、令的详细描述以及它们相应的菜单路径请参见 ANSYS 命令手 册。注意：注意：对于这类分析，约束载荷为磁矢量自由度（AZ），力载荷为电流段 （CSGX），表面载荷为 Maxwell 面（MXWF）和无限表面（INF），体载荷为源电 流密度（JS）、磁虚位移（MUDI）、和电压降（VLTG）。17.2.117.2.1 在关键点上加载：在关键点上加载：所执行的任务相应的命令所执行的任务相应的命令加约束 DKDK删除约束 DKDELEDKDELE列表显示约束 DKLISTDKLIST传递约束 DTRANDTRAN加力 FKFK删除力 FKDELEFKDELE列表显示出力 FKLISTFKLIST传递
4、力 FTRANFTRAN加体载荷 BFKBFK删除体载荷 BFKDELEBFKDELE列表显示体载荷 BFKLISTBFKLIST传递体载荷 BFTRANBFTRAN17.2.217.2.2 在线上加载：在线上加载：所执行的任务相应的命令所执行的任务相应的命令加约束 DLDL删除约束 DLDELEDLDELE列表显示约束 DLLISTDLLIST传递约束 DTRANDTRAN加面载荷 SFLSFL删除面载荷 SFLDELESFLDELE面载荷列表显示 SFLLISTSFLLIST传递面载荷 SFTRANSFTRAN加面载荷设置 SFGRADSFGRAD加体载荷 BFLBFL删除体载荷 BFLD
5、ELEBFLDELE列表显示体载荷 BFLLISTBFLLIST17.2.317.2.3 在面上加载：在面上加载：所执行的任务相应的命令所执行的任务相应的命令加约束 DADA删除约束 DADELEDADELE列表显示约束 DALISTDALIST传递约束 DTRANDTRAN加面载荷 SFASFA删除面载荷 SFADELESFADELE面载荷列表显示 SFALISTSFALIST传递面载荷 SFTRANSFTRAN加面载荷设置 SFGRADSFGRAD加体载荷 BFABFA删除体载荷 BFADELEBFADELE列表显示体载荷 BFALISTBFALIST17.2.417.2.4 在体上加载：
6、在体上加载：所执行的任务相应的命令所执行的任务相应的命令加体载荷 BFVBFV删除体载荷 BFVDELEBFVDELE列表显示体载荷 BFVLISTBFVLIST17.2.517.2.5 在节点上加载：在节点上加载：所执行的任务相应的命令所执行的任务相应的命令加约束 D D删除约束 DDELEDDELE列表显示约束 DLISTDLIST缩放约束 DSCALEDSCALE加约束设置 DSYMDSYM，DCUMDCUM加力 F F删除力 FDELEFDELE列表显示力 FLISTFLIST缩放力 FSCALEFSCALE加力设置 FCUMFCUM加面载荷 SFSF删除面载荷 SFDELESFDEL
7、E列表显示面载荷 SFLISTSFLIST缩放面载荷 SFSCALESFSCALE加面载荷设置 SFCUMSFCUM，SFGRADSFGRAD加体载荷 BFBF删除体载荷 BFDELEBFDELE体载荷列表显示 BFLISTBFLIST缩放体载荷 BFSCALEBFSCALE17.2.617.2.6 在单元上加载：在单元上加载：所执行的任务相应的命令所执行的任务相应的命令加面载荷 SFESFE删除面载荷 SFEDELESFEDELE列表显示面载荷 SFELISTSFELIST缩放面载荷 SFESCALESFESCALE加面载荷设置 SFCUMSFCUM，SFFUNSFFUN，SFGRADSFG
8、RAD加体载荷 BFEBFE删除体载荷 BFEDELEBFEDELE列表显示体载荷 BFELISTBFELIST缩放体载荷 BFESCALEBFESCALE加体载荷设置 BFECUMBFECUM17.317.3 2-D2-D 静磁分析的另外一种求解方式静磁分析的另外一种求解方式本手册第 2 章叙述了如何使用 MAGSOLVMAGSOLV 命令或它的等效菜单路径来快速求解 2-D 静磁分析，本节解释如何人工地用两步求解顺序来进行求解。17.3.117.3.1 给第一步解算定义载荷步选项给第一步解算定义载荷步选项可以给 2-D 静磁分析定义通用或非线性载荷步选项。17.3.1.117.3.1.1
9、通用选项通用选项在非线性静磁分析中，一般都要使用通用选项，这些选项是：子载荷步数或时间步长一个非线性分析要求在每个载荷步内有多个子步，以便 ANSYS 能逐步地施加 所定义的载荷，从而得到精确的结果。缺省为每载荷步内程序只使用一个子步。命令：NSUBSTNSUBSTGUI：Main MenuSolutionLoad Step Opts-Time/FrequencTime and Substps阶跃或斜坡加载如果为阶跃加载，则在第一子步就加上全载荷值，且载荷值在其余子步保持 不变。如果为斜坡加载（缺省），则每个子步都逐步增加载荷值。要定义到底是阶 跃型或是斜坡型加载，可用 KBC 命令或使用上述
10、 TIME 命令的 GUI 路径。17.3.1.217.3.1.2 非线性选项非线性选项第一次求解所仅有的非线性载荷步选项是平衡迭代数。缺省的平衡迭代数是 每子步 25 次平衡迭代，但该第一步求解是不需要收敛的，故推荐每子步执行一 次平衡迭代即可。用下面方法之一来定义平衡迭代数：命令：NEQITNEQITGUI：Main MenuSolutionNonlinearEquilibrium Iter17.3.217.3.2 写载荷数据或开始求解写载荷数据或开始求解对第一步近似求解可以将载荷数据写到载荷步文件中，或者立即开始求解 第一载荷步，用下面的方法之一可以把载荷数据写入载荷步文件：命令：LSW
11、RITELSWRITEGUI：Main MenuSolutionWrite LS File用下面方法之一来立即求解该载荷步：命令：SOLVESOLVEGUI：Main MenuSolutionCurrent LS17.3.317.3.3 给第二个载荷步定义载荷步选项给第二个载荷步定义载荷步选项可以对第二个载荷步定义通用选项、非线性选项、输出控制等。17.3.3.117.3.3.1 通用选项通用选项通用选项在此用以定义子步数（用 NSUBST 命令或其等效菜单路径），对第 二个载荷步，只需定义一个子载荷步即可。17.3.3.217.3.3.2 非线性选项非线性选项该选项主要是确定平衡迭代的选项，
12、对于第二步求解，整个子步定义 5 到 10 次平衡迭代。其他非线性载荷步选取项包括：收敛容差收敛容差当满足规定的收敛标准时，ANSYS 才认为一个非线性求解是收敛的。收敛检 查可以基于磁势、电流段、或二者兼有，用户需要为收敛检查项定义一个典型 值（VALUE），并为该典型值定义一个容差（TOLER），最后的收敛准则由 VALUE*TOLER 给出。例如，若定义 5000 作为电流段典型值，定义 0.001 作为容 差，则电流段收敛标准将是 5.0。对于各种势的收敛检查，ANSYS 将两次连续平衡迭代之间节点势的改变量 （A=Ai-Ai-1）与收敛标准比较。对于电流段的收敛检查，ANSYS 将不
13、平衡载荷 矢量与收敛标准进行比较，不平衡载荷矢量是外加电流（段）和内部（计算） 电流（段）两者之间的差值。对于 2-D 静磁分析，ANSYS 推荐基于电流段的收 敛检查。ANSYS 提供了两种定义收敛容差的方式，分别是：命令：CNVTOLGUI：Main MenuSolutionNonlinearConvergence Crit终止一个不收敛求解终止一个不收敛求解如果 ANSYS 在规定平衡迭代数内，其解不收敛，ANSYS 要么中断求解，要么 继续求解下一载荷步，这要根据所定义的中断准则而定。定义中断准则的方式是：命令：NCNVNCNVGUI：Main MenuSolutionNonlinea
14、rCriteria to Stop17.3.3.317.3.3.3 输出控制输出控制ANSYS 提供如下三种进行输出控制的方式：控制打印输出这种选项控制在打印输出文件（Jobname.OUT）中的结果数据：命令：OUTPROUTPRGUI：Main MenuSolutionLoad Step OptsOutput CtrlsSolu Printout控制数据库和结果文件输出这种选项控制保存在结果文件（Jobname.RMG）中的数据：命令：OUTRESOUTRESGUI：Main MenuSolutionLoad Step OptsOutput CtrlsDB/Results File外推结果
15、该选项通过把单元积分点结果拷贝到节点而不是外推到节点的方式来观察单 元积分点结果（缺省是用外推方式）：命令：ERESXERESXGUI：Main MenuSolutionLoad Step OptsOutput CtrlsIntegration Pt17.3.417.3.4 写载荷数据或开始求解写载荷数据或开始求解对第二步求解可以将载荷数据写到载荷步文件中，或者立即开始求解，用 下面的方法之一可以把载荷数据写入载荷步文件：命令：LSWRITELSWRITEGUI：Main MenuSolutionWrite LS File用下面方法之一来立即求解该载荷步：命令：SOLVESOLVEGUI：Ma
16、in MenuSolutionCurrent LS17.3.517.3.5 开始求解开始求解只有当在上面只写了载荷步文件而没有用 SOLVE 命令或它的等效菜单路径来 立即求解载荷步时，才需执行此步。用下面方法之一，开始求解全部载荷步：命令：LSSOLVELSSOLVEGUI：Main MenuSolutionFrom LS Files一个 2-D 静磁分析典型的求解命令顺序如下：/solunsubst,3! Three substepsneqit,1! One equilibrium iterationoutres,all,none! Do not save resultssolve! Solve the analysisnsubst,1! One substepneqit,20! Up to 20 equilibrium iterationscnvtol,csg,le-3! Convergence criteriaoutres
