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后处理

第四章. 后处理. 4. 后处理. 非线性后处理有什么不同? 应用线性和非线性分析的基本目的相同. 图示并列表结果, 它们对做出工程决策有用. 零件会失效吗? 设计越界了? 怎样才能改善呢? 把结果提交给其它决策者 (委托人, 用户等.). 验证结果的正确性. 结果正确吗? 非线性后处理的不同点是: 在“时间”范围内观察扩充的结果项. 验证包括收敛检查. 结果不能比例缩放或叠加. …后处理. 本章通过如下主题简要介绍非线性后处理的基础: A. 收敛检查 B. 通用后处理器 C. 结果观察器 D. 时间-历程后处理器

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  1. 第四章 后处理

  2. 4. 后处理 非线性后处理有什么不同? • 应用线性和非线性分析的基本目的相同. • 图示并列表结果, 它们对做出工程决策有用. • 零件会失效吗? 设计越界了? 怎样才能改善呢? • 把结果提交给其它决策者 (委托人, 用户等.). • 验证结果的正确性. • 结果正确吗? • 非线性后处理的不同点是: • 在“时间”范围内观察扩充的结果项. • 验证包括收敛检查. • 结果不能比例缩放或叠加. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-2

  3. …后处理 • 本章通过如下主题简要介绍非线性后处理的基础: A. 收敛检查 B. 通用后处理器 C. 结果观察器 D. 时间-历程后处理器 E. 验证 • 目的是了解非线性分析特殊的后处理技术. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-3

  4. 后处理A.收敛检查 • 显然, 工程决策不能基于不收敛的结果. • 在继续后处理之前, 必须验证有一个收敛解. • 如果不收敛, 请检察出什么了错. • 如果收敛, 深刻理解下次做类似的分析时, 怎样做才能更有效. • 验证收敛的方法有很多. • 查看输出、错误和监控文件. • 在通用后处理器中列表结果摘要. • 画时间-历程结果曲线图. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-4

  5. 后处理… 收敛检查 • 查看输出文件. • 如果收敛 – 在最后载荷步终点预期的“时间”, 显示最后子步的收敛信息. • 如果不收敛 – 给出重启动信息. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-5

  6. 后处理… 收敛检查 • 查看错误文件. • 查看监控文件. • 确保求解在最后载荷步终点预期的“时间”完成. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-6

  7. 后处理… 收敛检查 • 在通用后处理器里列表结果摘要. • 不收敛的结果写入子步999999. • 不要后处理步 999999, 除非要调试不收敛. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-7

  8. 后处理… 收敛检查 • 画时间-历程结果曲线图. • 一个求解已经收敛了几个子步, 但是在一个不收敛的子步终止, 通常将在时间-历程曲线图中显示出一个特有的直线“跳跃”. “跳跃” 光滑曲线 子步 999999 (不收敛) 最后收敛的子步 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-8

  9. 后处理… 收敛检查 • 有时可以预料到不收敛. • 物理上变得不稳定的结构: • 非线性屈曲. • 完全塑性截面. 绝不会在全载荷收敛 力 最后收敛解有工程意义 位移 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-9

  10. 后处理B. 通用后处理器 • 通用后处理器 允许在单一点时间查看整个模型的结果. • 还可以在一个时间范围或一个结果设置内用通用后处理器动画显示结果. 动画响应历程 时间 = 2.0 的等效应力图 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-10

  11. 后处理… 通用后处理器 • 在给定的时间点图示或列表结果: • 确保数据库在内存中. (必要时恢复 jobname.db.) • 用结果摘要列表选择所需的结果项. • General Postproc > Results Summary • 避免用General Postproc > -Read Results- By Time/Freq • 这会导致不必要的插值错误. 按时间读结果 结果摘要列表 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-11

  12. 后处理… 通用后处理器 在给定的时间点图示或列表结果 (续): • 相当于对线性后处理进行多个相同的图示和列表操作. • 注意, 所有的 von Mises (等效) 应变 (弹性, 塑性, 蠕变等) 将用 有效泊松比 EFFNU 计算. • 缺省时: • EPEL 和 EPTH EFFNU = 用户输入 • EPPL 和 EPCR EFFNU = 0.5 • 若参照材料是超弹性则 EFFNU = 0.5 • 对线单元 EFFNU = 0 (包括 梁, 连杆及管单元, 也包括离散单元) • 注意: 必要时, 在 POST1中可用 AVPRIN 命令忽略缺省的 EFFNU (如对几乎不可压缩材料 EFFNU = 0.495) . October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-12

  13. 后处理…通用后处理器 • 动画 允许查看整个模型的响应历程. • 一定要用正确的动画选项: • PlotCtrls > Animate >Over Time • PlotCtrls > Animate >Over Results • 其它的动画选项不适用于非线性结果 ! 点击要求的按钮 指定“时间”范围 时间历程动画 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-13

  14. F2 F1 u1 u2 后处理 …通用后处理器 重要: • 因为非线性响应不成比例, 叠加原理无效. • 载荷工况合并 (General Postproc > Load Case)无效. • 结果比例缩放无效. 叠加的结果是错误的! F1+F2  + u1+u2 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-14

  15. 后处理C. 结果观察器 • 有许多时间步的大模型的后处理会使系统执行速度减慢 (内存限制, 大量的磁盘输入/输出). • 结果观察器可以将后处理执行速度提高10倍. 它是专用的后处理菜单和图形系统. • 可以快速取得并比较不同子步的结果项. • 为快速结果观察提供一个易于使用的菜单系统. • 使用 PGR 文件 (一种特殊的图形对象). October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-15

  16. 后处理… 结果观察器 • PGR 文件可以用两种不同的方法创建 … • 在求解之前, 用 POUTRES 命令在求解过程中写一个 jobname.pgr 文件 (优点是速度最快). • Solution > Output Cntrls > PGR file… 按住 CTRL 键 进行多选 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-16

  17. 后处理… 结果观察器 • 或在求解后用 PGWRITE 命令写一个 jobname.pgr 文件. • General Postproc > Write PGR File… October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-17

  18. 后处理… 结果观察器 • 从通用后处理器中打开结果观察器. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-18

  19. 后处理... 结果观察器 节点/单元/矢量/迹线 结果图示 查询结果 用 PNG 文件动画 单元图示 捕捉/打印 图象 列表结果 结果定位器 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-19

  20. 图形窗口变为 “对象相关”. 后处理... 结果观察器 在模型上 右击 在等值线图例上 右击 在颜色等值条上 右击 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-20

  21. 后处理D. 时间-历程后处理器 • 时间-历程后处理器允许在 X-Y 响应历程曲线图中显示模型指定点的分析结果. • 可以画如下曲线图: • 挠度-时间. • 应力-应变. • 载荷-挠度. • 以及许多其它项. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-21

  22. 后处理… 时间-历程后处理器 • 要创建一个时间-历程曲线图, 首先必须将结果项存为临时变量. • 程序通过索引号识别这些变量. • 程序自动将 “时间” 定义为变量 1. • “时间” 缺省用作 X 轴. • 可以将其它结果项指定为变量 2, 等等. • 可以将 X 轴指定为一个不是时间的变量. • 打开结果文件: TimeHist Postpro> Variables Viewer October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-22

  23. 后处理… 时间-历程后处理器 • 将变量添加到观察器目录中 • 指定唯一的变量名. • 比如将 UY 自由度解指定为 “DISPLACEMENT” . October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-23

  24. 后处理… 时间-历程后处理器 • 通过图形拾取或通过命令输入窗口选择应用节点. 拾取节点 (在单元或节点图中) • 对于其它变量, 按所需重复操作. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-24

  25. 后处理… 时间-历程后处理器 • 每一个变量代表一个节点的一个结果项. 节点1的 UY 位移 节点1的合力 计算器允许用户对变量进行多种数学运算 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-25

  26. 后处理… 时间-历程后处理器 • 画力-挠度曲线 • 缺省时, X轴为变量 1, 或“时间”. 可以通过在“X轴”一栏中改变选项来指定一个不同的变量. 3. 选择图示按钮 1. 指定变量 DISPL 为X轴 2. 选中变量 FORCE October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-26

  27. 后处理… 时间-历程后处理器 • 定义了变量, 并指定了所需的X变量, 就可以通过选择变量观察器菜单中的图象按钮 来画X-Y曲线图. 载荷-挠度曲线图 • 看看如何改善此曲线图的质量. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-27

  28. 后处理… 时间-历程后处理器 • 可以修改曲线图轴的许多方面. PlotCtrls > Style > Graphs > Modify Axes • 轴标签. • X 和 Y 范围. • 文字大小. • 转换 X 和 Y 轴. • 还有更多. 标签 X 范围 Y 范围 文字大小 转换 Y-轴 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-28

  29. 后处理… 时间-历程后处理器 • 可以对图增加一个栅格背景. PlotCtrls > Style > Graphs > Modify Grid October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-29

  30. 后处理… 时间-历程后处理器 • 还可以使用变量观察器的计算器对变量进行数学操作. • 取绝对值. • 微分. • 积分. • 还有更多. • 然而, 注意不要比例缩放或叠加结果! • 记住, 对于非线性分析, 叠加原理 无效. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-30

  31. 后处理… 时间-历程后处理器 • 还可以改变图的颜色. PlotCtrls > Style > Colors > Reverse Video PlotCtrls > Style > Colors > Graph Colors • 曲线颜色等. 改善后的载荷-挠度曲线图 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-31

  32. 后处理E. 验证 • 不能简单地认为没有错误信息的收敛分析一定会给出正确的结果. • 各种建模问题会导致表面上表现良好的求解不正确. • 网格离散化 (网格太粗糙). • 网格扭曲 (第一次迭代后不良的单元形状). • 材料描述中的错误. • 不能识别潜在的接触区域. • 边界条件不正确. • 必须 验证 结果是正确的. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-32

  33. 后处理… 验证 • 工程判断 是首选及最好的验证工具. • 结果 “合理”吗? • 和预想的一致吗? • 好的判断基于: • 经验. • 基准研究. • 物理试验或原型零件的已知行为. • 要有怀疑精神和警惕性. • 一个好的分析, 始终要求分析结果与理性的预期相一致. 这些结果合理吗? October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-33

  34. 后处理… 验证 • 单元等值线图 可以帮助显示网格离散化误差. • 中断和遗失的等值线是网格太粗糙的一般性指示器. • 路径图 对于检查网格离散化密度也是一个有效的办法. • 路径图通常应为光滑的. 锯齿状图表示网格太粗糙. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-34

  35. 后处理… 验证 • 变形形状图 可以显示高度扭曲的单元. 不良单元形状会导致不正确的结果. • 大多数形状检查仅在求解开始时是激活的. • 在大应变分析中, 第一次迭代后单元可能扭曲成不能独立存在的形状. • 画出移动后的形状检查扭曲的单元形状. 最初为四边形的单元变形为 1800 角 - 结果有问题. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-35

  36. 后处理… 验证 • 应力-应变图 可以帮助验证材料响应. • 已知的应力-应变数据扩展到模型所经历的应变范围以外了吗? • 应力-应变结果与输入的应力-应变数据匹配吗? 输入数据 时间-历程曲线图 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-36

  37. 后处理… 验证 • 如果任何接触面过度穿透, 变形形状图 将显示出来. • 按时间画变形形状动画将显示所有重叠区, 在该区不能够识别潜在的接触面. October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-37

  38. 时间-历程图 通常应该是光滑的. 锯齿状时间-历程图可能有正确的物理解释. 例如, 风档刮水器刀片 “咔嚓声”. 如果没有好的物理解释, 锯齿状结果有问题. 可能暗示时间步太大. 动画 同样应该呈现出光滑的移动. 后处理… 验证 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-38

  39. 后处理… 验证 • 不实际的边界条件将破坏分析的正确性. • 过约束和欠约束条件都会给出不正确的位移和错误的应力. • 仔细检查变形形状图, 应力等值线图及其它后处理数据将帮助回答这个问题, “这些结果合理吗?” October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-39

  40. 后处理F. 练习 请参考附加练习 : • W7. 后处理 – 拉伸试件 • W8. 后处理 - 结果观察器 October 15,, 2001 Inventory # 001565 4-40

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