第5章求解

本章導(dǎo)讀

建立完有限元分析模型之后，就需要在模型上施加載荷來(lái)檢查結(jié)構(gòu)或構(gòu)件對(duì)一定載荷條件的響應(yīng)。本章將講述ANSYS求解的基本設(shè)置方法和相關(guān)技巧。

5.1求解概論ANSYS能夠求解由有限元方法建立的聯(lián)立方程，求解的結(jié)果為：（1）節(jié)點(diǎn)的自由度值，為基本解。（2）原始解的導(dǎo)出值，為單元解。ANSYS程序中有幾種解聯(lián)立方程的方法：直接求解法、稀疏矩陣直接解法、雅克比共軛梯度法（JCG）、不完全分解共軛梯度法（ICCG）、預(yù)條件共軛梯度法（PCG）、自動(dòng)迭代法（ITER）以及分塊解法（DDS）。默認(rèn)為直接解法，可用以下方法選擇求解器。GUI：MainMenu>Preprocessor>Loads>AnalysisType>AnalysisOptions。GUI：MainMenu>Solution>LoadStepOptions>Sol'nControl。GUI：MainMenu>Solution>AnalysisOptions。命令：EQSLV。如果沒(méi)有“AnalysisOptions”選項(xiàng)，則需要完整的菜單選項(xiàng)，調(diào)出完整的菜單選項(xiàng)方法為GUI：MainMenu>Solution>UnabridgedMenu。

表5-1提供了一般的準(zhǔn)則，可能有助于針對(duì)給定的問(wèn)題選擇合適的求解器。解法典型應(yīng)用場(chǎng)合模型尺寸內(nèi)存使用硬盤使用直接求解法要求穩(wěn)定性（非線性分析）或內(nèi)存受限制時(shí)低于50000自由度低高稀疏矩陣直接求解法要求穩(wěn)定性和求解速度（非線性分析）；線性分析時(shí)迭代收斂很慢時(shí)（尤其對(duì)病態(tài)矩陣，如形狀不好的單元）自由度為10000～500000中高雅克比共軛梯度法在單場(chǎng)問(wèn)題（如熱、磁、聲，多物理問(wèn)題）中求解速度很重要時(shí)自由度為50000～1000000中低不完全分解共軛梯度法在多物理模型應(yīng)用中求解速度很重要時(shí)，處理其他迭代法很難收斂的模型（幾乎是無(wú)窮矩陣）自由度為50000～1000000高低預(yù)條件共軛梯度法當(dāng)求解速度很重要時(shí)（大型模型的線性分析）尤其適合實(shí)體單元的大型模型自由度為50000～1000000高低自動(dòng)迭代法類似于預(yù)條件共軛梯度法（PCG），不同的是它支持8臺(tái)處理器并行計(jì)算自由度為50000～1000000高低分塊解法該解法支持?jǐn)?shù)10臺(tái)處理器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)完成并行計(jì)算自由度為1000000～10000000高低表5-1求解器選擇準(zhǔn)則5.1.1使用直接求解法ANSYS直接求解法不組集整個(gè)矩陣，而是在求解器處理每個(gè)單元時(shí)，同時(shí)進(jìn)行整體矩陣的組集和求解，其方法如下：（1）每個(gè)單元矩陣計(jì)算出后，求解器讀入第一個(gè)單元的自由度信息。（2）程序通過(guò)寫入一個(gè)方程到TRI文件，消去任何可以由其他自由度表達(dá)的自由度，該過(guò)程對(duì)所有單元重復(fù)進(jìn)行，直到所有的自由度都被消去，只剩下一個(gè)三角矩陣在TRIN文件中。（3）程序通過(guò)回代法計(jì)算節(jié)點(diǎn)的自由度解，用單元矩陣計(jì)算單元解。在直接求解法中經(jīng)常提到“波前”這一術(shù)語(yǔ)，它是在三角化過(guò)程中因不能從求解器消去而保留的自由度數(shù)。隨著求解器處理每個(gè)單元及其自由度時(shí)，波前就會(huì)膨脹和收縮，最后，當(dāng)所有的自由度都處理過(guò)以后波前變?yōu)榱?。波前的最高值稱為最大波前，而平均的、均方根值稱為RMS波前。一個(gè)模型的RMS波前值直接影響求解時(shí)間：其值越小，CPU所用的時(shí)間越少，因此在求解前可能希望能重新排列單元號(hào)以獲得最小的波前值。ANSYS程序在開始求解時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行單元排序，除非已對(duì)模型重新排列過(guò)或者已經(jīng)選擇了不需要重新排列。最大波前值直接影響內(nèi)存的需要，尤其是臨時(shí)數(shù)據(jù)申請(qǐng)的內(nèi)存量。

5.1.2使用稀疏矩陣直接求解法求解器

稀疏矩陣直接求解法是建立在與迭代法相對(duì)應(yīng)的直接消元法基礎(chǔ)上的。迭代法通過(guò)間接的方法（也就是通過(guò)迭代法）獲得方程的解。既然稀疏矩陣直接求解法是以直接消元為基礎(chǔ)的，不良矩陣不會(huì)構(gòu)成求解困難。

稀疏矩陣直接求解法不適用于PSD光譜分析。5.1.3使用雅克比共軛梯度法求解器

雅克比共軛梯度法求解器也是從單元矩陣公式出發(fā)，但是接下來(lái)的步驟就不同了，雅克比共軛梯度法不是將整體矩陣三角化而是對(duì)整體矩陣進(jìn)行組集，求解器于是通過(guò)迭代收斂法計(jì)算自由度的解（開始時(shí)假設(shè)所有的自由度值全為0）。雅克比共軛梯度法求解器最適合于包含大型的稀疏矩陣三維標(biāo)量場(chǎng)的分析，如三維磁場(chǎng)分析。

有些場(chǎng)合，“1.0E-8”的公差默認(rèn)值（通過(guò)命令EQSLV，JCG設(shè)置）可能太嚴(yán)格，會(huì)增加不必要的運(yùn)算時(shí)間，大多數(shù)場(chǎng)合1.0E-5的值就可滿足要求。

5.1.4使用不完全分解共軛梯度法求解器

不完全分解共軛梯度法與雅克比共軛梯度法在操作上相似，除了以下幾方面不同：（1）不完全分解共軛梯度法比雅克比共軛梯度對(duì)病態(tài)矩陣更具有穩(wěn)固性，其性能因矩陣調(diào)整狀況而不同，但總的來(lái)說(shuō)不完全分解共軛梯度法的性能比得上雅克比共軛梯度法的性能。（2）不完全分解共軛梯度法比雅克比共軛梯度法使用更復(fù)雜的先決條件，使用不完全分解共軛梯度法需要大約兩倍于雅克比共軛梯度法的內(nèi)存。

不完全分解共軛梯度法只適用于靜態(tài)分析，全諧波分析或全瞬態(tài)分析（可分別使用ANTYPE，STATIC；HROPT，F(xiàn)ULL；TRNOPT，F(xiàn)ULL命令指定分析類型），不完全分解共軛梯度法對(duì)具有稀疏矩陣的模型很適用，對(duì)對(duì)稱矩陣及非對(duì)稱矩陣同樣有效。不完全分解共軛梯度法比直接解法速度更快。5.1.5使用預(yù)條件共軛梯度法求解器

預(yù)條件共軛梯度法與雅克比共軛梯度法在操作上相似，除了以下幾方面不同：（1）預(yù)條件共軛梯度法解實(shí)體單元模型比雅克比共軛梯度法大約快4～10倍，對(duì)殼體構(gòu)件模型大約快10倍，存儲(chǔ)量隨著問(wèn)題規(guī)模的增大而增大。（2）預(yù)條件共軛梯度法使用EMAT文件，而不是FULL文件。（3）雅克比共軛梯度法使用整體裝配矩陣的對(duì)角線作為預(yù)條件矩陣，預(yù)條件共軛梯度法使用更復(fù)雜的預(yù)條件矩陣。（4）預(yù)條件共軛梯度法通常需要大約兩倍于雅克比共軛梯度法的內(nèi)存，因?yàn)樵趦?nèi)存中保留了兩個(gè)矩陣（預(yù)條件矩陣，它幾乎與剛度矩陣大小相同；對(duì)稱的、剛度矩陣的非零部分）。

當(dāng)預(yù)條件共軛梯度法遇到一個(gè)無(wú)限矩陣，求解器會(huì)調(diào)用一種處理無(wú)限矩陣的算法，如果預(yù)條件共軛梯度法的無(wú)限矩陣算法也失敗的話（這種情況出現(xiàn)在當(dāng)方程系統(tǒng)是病態(tài)的，如子步失去聯(lián)系或塑性鏈的發(fā)展），將會(huì)觸發(fā)一個(gè)外部的“Newton-Raphson”循環(huán)，執(zhí)行一個(gè)二等分操作，通常，剛度矩陣在二等分后將會(huì)變成良性矩陣，而且預(yù)條件共軛梯度法能夠最終求解所有的非線性步。5.1.6使用自動(dòng)迭代解法選項(xiàng)

圖3-5默認(rèn)單元尺寸

自動(dòng)迭代解法選項(xiàng)（通過(guò)命令EQSLV，ITER）將選擇一種合適的迭代法（PCG，JCG等），它基于正在求解的問(wèn)題的物理特性。使用自動(dòng)迭代法時(shí)，必須輸入精度水平，該精度必須是1～5之間的整數(shù)，用于選擇迭代法的公差供檢驗(yàn)收斂情況。精度水平1對(duì)應(yīng)最快的設(shè)置（迭代次數(shù)少），而精度水平5對(duì)應(yīng)最慢的設(shè)置（精度高，迭代次數(shù)多），ANSYS選擇公差是以選擇精度水平為基礎(chǔ)的。例如：●線性靜態(tài)或線性全瞬態(tài)結(jié)構(gòu)分析時(shí)，精度水平為1，相當(dāng)于公差為1.0E-4，精度水平為5，相當(dāng)于公差為1.0E-8?！穹€(wěn)態(tài)線性或非線性熱分析時(shí)，精度水平為1，相當(dāng)于公差為1.0E-5，精度水平為5，相當(dāng)于公差為1.0E-9。●瞬態(tài)線性或非線性熱分析時(shí)，精度水平為1，相當(dāng)于公差為1.0E-6，精度水平為5，相當(dāng)于公差為1.0E-10。

當(dāng)選擇了自動(dòng)迭代選項(xiàng)，且滿足適當(dāng)條件時(shí)，在結(jié)構(gòu)分析和熱分析過(guò)程中將不會(huì)產(chǎn)生“Jobname.EMAT”文件和“Jobname.EROT”文件，對(duì)包含相變的熱分析不建議使用該選項(xiàng)。當(dāng)選擇了該選項(xiàng)，但不滿足恰當(dāng)?shù)臈l件時(shí)，ANSYS將會(huì)使用直接求解的方法，并產(chǎn)生一個(gè)注釋信息：告知求解時(shí)所用的求解器和公差。5.1.7獲得解答開始求解，進(jìn)行以下操作：GUI：MainMenu>Solution>CurrentLSorRunFLOTRAN。命令：SOLVE。求解器將輸出寫入輸出文件（Jobname.OUT）和結(jié)果文件中，如果以交互模式運(yùn)行求解的話，輸出文件就是屏幕。當(dāng)執(zhí)行“SOLVE”命令前使用下述操作，可以將輸出送入一個(gè)文件而不是屏幕。GUI：UtilityMenu>File>SwitchOutputto>FileorOutputWindow。命令：/OUTPUT。寫入輸出文件的數(shù)據(jù)由如下內(nèi)容組成：●載荷概要信息?！衲Ｐ偷馁|(zhì)量及慣性矩?！袂蠼飧乓畔ⅰ！褡詈蟮慕Y(jié)束標(biāo)題，給出總的CPU時(shí)間和各過(guò)程所用的時(shí)間。●由“OUTPR”命令指定的輸出內(nèi)容已及繪制云紋圖所需的數(shù)據(jù)。

5.2利用特定的求解控制器來(lái)指定求解類型當(dāng)在求解某些結(jié)構(gòu)分析類型時(shí)，可以利用如下兩種特定的求解工具：●“AbridgedSolution”菜單選項(xiàng)：只適用于靜態(tài)，全瞬態(tài)，模態(tài)和屈曲分析類型?！袂蠼饪刂茖?duì)話框：只適用于靜態(tài)和全瞬態(tài)分析類型。5.2.1使用AbridgedSolution菜單選項(xiàng)

當(dāng)使用圖形界面方式進(jìn)行一結(jié)構(gòu)靜態(tài)，瞬態(tài)，模態(tài)或者屈曲分析時(shí)，將選擇是否使用“abridged”或者“unabridgedSolution”菜單選項(xiàng)：（1）“UnabridgedSolution”菜單選項(xiàng)列出了在當(dāng)前分析中可能使用的所有求解選項(xiàng)，無(wú)論其是被推薦的還是可能的（如果在當(dāng)前分析中不可能使用的選項(xiàng)，那么其將層現(xiàn)灰色）。（2）“AbridgedSolution”菜單選項(xiàng)較為簡(jiǎn)易，僅僅列出了分析類型所必需的求解選項(xiàng)。例如，當(dāng)進(jìn)行一靜態(tài)分析時(shí)，選項(xiàng)“ModalCyclicSym”將不會(huì)出現(xiàn)在“abridgedSolution”菜單選項(xiàng)中，只有那些有效且被推薦的求解選項(xiàng)才出現(xiàn)。當(dāng)進(jìn)行一結(jié)構(gòu)靜態(tài)或全瞬態(tài)分析時(shí)，可以使用求解控制對(duì)話框來(lái)設(shè)置分析選項(xiàng)。求解控制對(duì)話框包括5個(gè)選項(xiàng)，每個(gè)選項(xiàng)包含一系列的求解控制。對(duì)于指定多載荷步分析中每個(gè)載荷步的設(shè)置，求解控制對(duì)話框是非常有用的。只要進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜態(tài)或全瞬態(tài)分析，那求解菜單必然包含求解控制對(duì)話框選項(xiàng)。當(dāng)單擊“Sol'nControl”菜單項(xiàng)，彈出如圖5-1所示的求解控制對(duì)話框。這一對(duì)話框?yàn)樘峁┝撕?jiǎn)單的圖形界面來(lái)設(shè)置分析和載荷步選項(xiàng)。一旦打開求解控制對(duì)話框，“Basic”標(biāo)簽頁(yè)被激活，如圖5-1所示。完整的標(biāo)簽頁(yè)按順序從左到右依次是：Basic，Transient，Sol'nOptions，Nonlinear，AdvancedNL。每套控制邏輯上分在一個(gè)標(biāo)簽頁(yè)里，最基本的控制出現(xiàn)在第一個(gè)標(biāo)簽頁(yè)里，而后續(xù)的標(biāo)簽頁(yè)里提供了更高級(jí)的求解控制選項(xiàng)。“Transient”標(biāo)簽頁(yè)包含瞬態(tài)分析求解控制，僅當(dāng)分析類型為瞬態(tài)分析時(shí)才可用，否則層現(xiàn)灰色。每個(gè)求解控制對(duì)話框中的選項(xiàng)對(duì)應(yīng)一個(gè)ANSYS命令，如表5-2所示。5.2.2使用求解控制對(duì)話框

圖5-1求解控制對(duì)話框求解控制對(duì)話框標(biāo)簽頁(yè)用途對(duì)應(yīng)的命令Basic指定分析類型控制時(shí)間設(shè)置指定寫入ANSYS數(shù)據(jù)庫(kù)中結(jié)果數(shù)據(jù)ANTYPE，NLGEOM，TIME，AUTOTS，NSUBST，DELTIM，OUTRESTransient指定瞬態(tài)選項(xiàng)指定阻尼選項(xiàng)定義積分參數(shù)TIMINT，KBC，ALPHAD，BETAD，TINTPSol'nOptions指定方程求解類型指定重新多個(gè)分析的參數(shù)EQSLV，RESCONTROLNonlinear控制非線性選項(xiàng)指定每個(gè)子步迭代的最大次數(shù)指明是否在分析中進(jìn)行蠕變計(jì)算控制二分法設(shè)置收斂準(zhǔn)則LNSRCH，PRED，NEQIT，RATE，CUTCONTROL，CNVTOLAdvancedNL指定分析終止準(zhǔn)則控制弧長(zhǎng)法的激活與中止NCNV，ARCLEN，ARCTRM

表5-2求解控制對(duì)話框5.3多載荷步求解5.3.1多重求解法這種方法是最直接的，它包括在每個(gè)載荷步定義好后執(zhí)行SOLVE命令。主要的缺點(diǎn)是，在交互使用時(shí)必須等到每一步求解結(jié)束后才能定義下一個(gè)載荷步。

當(dāng)想求解問(wèn)題而又遠(yuǎn)離終端或PC時(shí)（如整個(gè)晚上），可以很方便地使用載荷步文件法。該方法包括寫入每一載荷步到載荷步文件中（通過(guò)LSWRITE命令或相應(yīng)的GUI方式），通過(guò)一條命令就可以讀入每個(gè)文件并獲得解答（參見第3章了解產(chǎn)生載荷步文件的詳細(xì)內(nèi)容）。要求解多載荷步，有如下兩種方式：GUI：MainMenu>Solution>FromLsFiles。命令：LSSOLVE。LSSOLVE命令其實(shí)是一條宏指令，它按順序讀取載荷步文件，并開始每一載荷步的求解。5.3.2使用載荷步文件法5.3.3使用數(shù)組參數(shù)法（矩陣參數(shù)法）

主要用于瞬態(tài)或非線性靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）分析，需要了解有關(guān)數(shù)組參數(shù)和DO循環(huán)的知識(shí)，這是APDL（ANSYS參數(shù)設(shè)計(jì)語(yǔ)言）中的部分內(nèi)容，詳細(xì)內(nèi)容可以參考ANSYS幫助文件中的“APDL

PROGRAMMER’SGUIDE”了解APDL。數(shù)組參數(shù)法包括用數(shù)組參數(shù)法建立載荷—時(shí)間關(guān)系表，下面給出了最好的解釋。

假定有一組隨時(shí)間變化的載荷，如圖5-2所示。有3個(gè)載荷函數(shù)，所以需要定義3個(gè)數(shù)組參數(shù)，所有的3個(gè)數(shù)組參數(shù)必須是表格形式，力函數(shù)有5個(gè)點(diǎn)，所以需要一個(gè)5×1的數(shù)組，壓力函數(shù)需要一個(gè)6×1的數(shù)組，而溫度函數(shù)需要一個(gè)2×1的數(shù)組，注意到三個(gè)數(shù)組都是一維的，載荷值放在第一列，時(shí)間值放在第0列（第0列、0行，一般包含索引號(hào)，如果把數(shù)組參數(shù)定義為一張表格的話，第0列、0行必須改變，且填上單調(diào)遞增的編號(hào)組）。

要定義3個(gè)數(shù)組參數(shù)，必須申明其類型和維數(shù)，要做到這一點(diǎn)，可以使用以下兩種方式：GUI：UtilityMenu>Parameters>ArrayParameters>Define/Edit。命令：*DIM。

圖5-2隨時(shí)間變化的載荷示例5.4重新啟動(dòng)分析有時(shí)，在第一次運(yùn)行完成后也許要重新啟動(dòng)分析過(guò)程，例如想將更多的載荷步加到分析中來(lái)，在線性分析中也許要加入別的加載條件，或在瞬態(tài)分析中加入另外的時(shí)間歷程加載曲線，或者在非線性分析收斂失敗時(shí)需要恢復(fù)。若通過(guò)指定的文件來(lái)讀取命令（/INPUT）（GUI路徑：MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialLibrary,或UtilityMenu>File>ReadInputfrom），那么放棄文件將會(huì)中斷求解，但程序依然繼續(xù)從這個(gè)指定的輸入文件中讀取命令。于是，任何包含在這個(gè)輸入文件中的后處理命令將會(huì)被執(zhí)行。要重新啟動(dòng)分析，模型必須滿足如下條件：（1）分析類型必須是靜態(tài)（穩(wěn)態(tài)）、諧波（二維磁場(chǎng)）或瞬態(tài)（只能是全瞬態(tài)），其他的分析不能被重新啟動(dòng)。（2）在初始運(yùn)算中，至少已完成了一次迭代。（3）初始運(yùn)算不能因“刪除”作業(yè)、系統(tǒng)中斷或系統(tǒng)崩潰被中斷。（4）初始運(yùn)算和重啟動(dòng)必須在相同的ANSYS版本下進(jìn)行。5.4.1重新啟動(dòng)一個(gè)分析通常一個(gè)分析的重新啟動(dòng)要求初始運(yùn)行作業(yè)的某些文件，并要求在“SOLVE”命令前沒(méi)有進(jìn)行任何的改變。1．重啟動(dòng)一個(gè)分析的要求在初始運(yùn)算時(shí)必須得到以下文件：（1）Jobname.DB文件：在求解后，POST1后處理之前保存的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，必須在求解以后保存這個(gè)文件，因?yàn)樵S多求解變量在求解程序開始以后設(shè)置的，在進(jìn)入POST1前保存該文件，因?yàn)樵诤筇幚磉^(guò)程中，SET命令（或功能相同的GUI菜單路徑）將用這些結(jié)果文件中的邊界條件改寫存儲(chǔ)器中的已經(jīng)存在的邊界條件。接下來(lái)的SAVE命令將會(huì)存儲(chǔ)這些邊界條件（對(duì)于非收斂解，數(shù)據(jù)庫(kù)文件是自動(dòng)保存的）。（2）Jobname.EMAT文件：?jiǎn)卧仃嚒＃?）Jobname.ESAV或Jobname.OSAV文件：Jobname.ESAV文件保存單元數(shù)據(jù)，Jobname.OSAV文件保存舊的單元數(shù)據(jù)。（4）結(jié)果文件：不是必需的，但如果有，重新啟動(dòng)運(yùn)行得出的結(jié)果將通過(guò)適當(dāng)?shù)挠行虻妮d荷步和子步號(hào)追加到這個(gè)文件中去。如果由于不收斂、時(shí)間限制、中止執(zhí)行文件（Jobname.ABT）或其他程序診斷錯(cuò)誤引起程序中斷的話，數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)自動(dòng)保存，求解輸出文件（Jobname.OUT文件）會(huì)列出這些文件和其他一些在重新啟動(dòng)時(shí)所需的信息。中斷原因和重新啟動(dòng)所需的保存的單元數(shù)據(jù)文件如表5-3所示。中斷原因保存的單元數(shù)據(jù)庫(kù)文件所需的正確操作正常Jobname.ESAV在作業(yè)的末尾添加更多載荷步不收斂Jobname.OSAV定義較小的時(shí)間步長(zhǎng)，改變自適應(yīng)衰減選項(xiàng)或采取其他措施加強(qiáng)收斂，在重新啟動(dòng)前把Jobname.OSAV文件名改為Jobname.ESAV文件因平衡迭代次數(shù)不夠引起的不收斂Jobname.ESAV如果解正在收斂，允許更多的平衡方程式（ENQIT命令）超出累積迭代極限（NCNV命令）Jobname.ESAV在NCNV命令中增加ITLIM超出時(shí)間限制（NCNV命令）Jobname.ESAV無(wú)（僅需要重新啟動(dòng)分析）超出位移限制（NCNV命令）Jobname.OSAV與不收斂情況相同主元為負(fù)Jobname.OSAV與不收斂情況相同Jobname.ABT文件解是收斂的解是分散的

Jobname.EMAV,Jobname.OSAV做任何必要的改變，以便能訪問(wèn)引起主動(dòng)中斷分析的行為結(jié)果文件“滿”（超過(guò)1000子步），時(shí)間步長(zhǎng)輸出Jobname.ESAV檢查CNVTOL，DELTIM和NSUBST或KEYOPT（7）中的接觸單元的設(shè)置，或在求解前在結(jié)果文件（/CONFIG，NRES）中指定允許的較大的結(jié)果數(shù)，或減少輸出的結(jié)果數(shù)，還要為結(jié)果文件改名（/ASSIGN）“刪除”操作（系統(tǒng)中斷），系統(tǒng)崩潰，或系統(tǒng)超時(shí)不可用不能重新啟動(dòng)

表5-3非線性分析重新啟動(dòng)信息2．重啟動(dòng)一個(gè)分析的過(guò)程（1）進(jìn)入ANSYS程序，給定與第一次運(yùn)行時(shí)相同的文件名（執(zhí)行/FILNAME命令或GUI菜單路徑：UtilityMenu>File>ChangeJobname）。（2）進(jìn)入求解模塊（執(zhí)行命令/SOLU或GUI菜單路徑：MainMenu>Solution），然后恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)文件（執(zhí)行命令RESUME或GUI菜單路徑：UtilityMenu>File>ResumeJobname.db）。（3）說(shuō)明這是重新啟動(dòng)分析（執(zhí)行命令A(yù)NTYPE,,REST或GUI菜單路徑：MainMenu>Solution>Restart）。（4）按需要規(guī)定修正載荷或附加載荷，從前面的載荷值調(diào)整坡道載荷的起始點(diǎn)，新加的坡道載荷從零開始增加，新施加的體積載荷從初始值開始。（5）指定是否要重新使用三角化矩陣（Jobname.TRI文件)，可用以下操作：GUI：MainMenu>Preprocessor>Loads>Other>ReuseTriMatrix。GUI：MainMenu>Solution>Other>ReuseTriMatrix。命令：KUSE通過(guò)執(zhí)行“KUSE，-1”，可以使ANSYS重新形成單元矩陣，這樣對(duì)調(diào)試和處理錯(cuò)誤是有用的。有時(shí)，可能需根據(jù)不同的約束條件來(lái)分析同一模型，如一個(gè)四分之一對(duì)稱的模型（具有對(duì)稱－對(duì)稱（SS），對(duì)稱－反對(duì)稱（SA），反對(duì)稱－對(duì)稱（AS）和反對(duì)稱－反對(duì)稱（AA）條件）。在這種情況下，必須牢記以下幾點(diǎn)：●4種情況（SS,SA,AS,AA）都需要新的三角形矩陣。●可以保留Jobname.TRI文件的副本用于各種不同工況，在適當(dāng)時(shí)候使用?！窨梢允褂米咏Y(jié)構(gòu)（將約束節(jié)點(diǎn)作為主自由度）以減少計(jì)算時(shí)間。（6）發(fā)出“SOLVE”命令初始化重新啟動(dòng)求解。（7）對(duì)附加的載荷步（若有的話）重復(fù)步驟4、5和6，或使用載荷步文件法產(chǎn)生和求解多載荷步，使用下述命令：GUI：MainMenu>Preprocessor>Loads>WriteLSFile。GUI：MainMenu>Solution>WriteLSFile。命令：LSWRITEGUI：MainMenu>Solution>FromLSFiles。命令：LSSOLVE（8）按需要進(jìn)行后處理，然后推出ANSYS。3.有時(shí)，后處理過(guò)程先于重新啟動(dòng)，如果在后處理期間執(zhí)行SET命令或SAVE命令的話，數(shù)據(jù)庫(kù)中的邊界條件會(huì)發(fā)生改變，變成與重新啟動(dòng)分析所需的邊界條件不一致。默認(rèn)條件下，程序在退出前會(huì)自動(dòng)保存文件。在求解的結(jié)束時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的是最后的載荷步的邊界條件（數(shù)據(jù)庫(kù)只包含一組邊界條件）。

POST1中的SET命令（不同于SET，LAST）為指定的結(jié)果將邊界條件讀入數(shù)據(jù)庫(kù)，并改寫存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)庫(kù)。如果接下來(lái)保存或推出文件，ANSYS會(huì)從當(dāng)前的結(jié)果文件開始，通過(guò)D’S和F’S改寫數(shù)據(jù)庫(kù)中的邊界條件。然而，要從上一求解子步開始執(zhí)行邊界條件變化的重啟動(dòng)分析，需有求解成功的上一求解子步邊界條件。

要為重新啟動(dòng)重建正確的邊界條件，首先要運(yùn)行“虛擬”載荷步，過(guò)程如下：（1）將“Jobname.OSAV”文件改名為“Jobname.ESAV”文件。（2）進(jìn)入ANSYS程序，指定使用與初始運(yùn)行相同的文件名（可執(zhí)行命令/FILNAME或GUI菜單路徑：UtilityMenu>File>ChangeJobname）。

（3）進(jìn)入求解模塊（執(zhí)行命令/SOLU或GUI菜單路徑：MainMenu>Solution），然后恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)文件（執(zhí)行命令RESUME或GIU菜單路徑：UtilityMenu>File>ResumeJobname.db）。（4）說(shuō)明這是重新啟動(dòng)分析（執(zhí)行命令A(yù)NTYPE,,REST或GUI菜單路徑：MainMenu>Solution>Restart）。（5）從上一次已成功求解過(guò)的子步開始重新規(guī)定邊界條件，因解答能夠立即收斂，故一個(gè)子步就夠了。（6）執(zhí)行“SOLVE”命令。GUI菜單路徑：MainMenu>Solution>CurrentLS或MainMenu>Solution>RunFLOTRAN。（7）按需要施加最終載荷及加載步選項(xiàng)。如加載步為前面（在虛擬前）加載步的延續(xù)，需調(diào)整子步的數(shù)量（或時(shí)間步步長(zhǎng)），時(shí)間步長(zhǎng)編號(hào)可能會(huì)發(fā)生變化，與初始意圖不同。如需要保持時(shí)間步長(zhǎng)編號(hào)（如瞬態(tài)分析），可在步驟6中使用一個(gè)小的時(shí)間增量。（8）重新開始一個(gè)分析的過(guò)程。

5.4.2多載荷步文件的重啟動(dòng)分析

當(dāng)進(jìn)行一個(gè)非線性靜態(tài)或全瞬態(tài)結(jié)構(gòu)分析時(shí)，ANSYS程序在默認(rèn)情況下為多載荷步文件的重啟動(dòng)分析建立參數(shù)。多載荷步文件的重啟動(dòng)分析允許在計(jì)算過(guò)程中的任一子步保存分析信息，然后在這些子步中一個(gè)處重新啟動(dòng)。在初始分析之前，應(yīng)該執(zhí)行命令“RESCONTROL”來(lái)指定在每個(gè)運(yùn)行載荷子步中重新啟動(dòng)文件的保存頻率。

如果使用求解控制對(duì)話框進(jìn)行靜態(tài)或全瞬態(tài)分析，那么就能夠在求解對(duì)話框選項(xiàng)標(biāo)簽頁(yè)中指定基本的多載荷重新啟動(dòng)分析選項(xiàng)。1．多載荷步文件重啟動(dòng)分析的要求（1）Jobname.RDB：ANSYS程序數(shù)據(jù)庫(kù)文件，在第一載荷步，第一工作子步的第一次迭代中被保存。此文件提供了對(duì)于給定初始條件的完全求解描述，無(wú)論對(duì)作業(yè)重新啟動(dòng)分析多少次，其都不會(huì)改變。（2）Jobname.LDHI：此文件是指定作業(yè)的載荷歷程文件。此文件是一個(gè)ASCII文件，相似于用命令“LSWRITE”創(chuàng)建的文件，并存儲(chǔ)每個(gè)載荷步所有的載荷和邊界條件。（3）Jobname.Rnnn：與.ESAV或.OSAV文件相似，也是保存單元矩陣的信息。這一文件包含了載荷步中特定子步的所有求解命令及狀態(tài)。多載荷步文件的重啟動(dòng)分析有以下幾個(gè)限制：（1）不支持“KUSE”命令。一個(gè)新的剛度矩陣和相關(guān).TRI文件產(chǎn)生。（2）在“.Rnnn”文件中沒(méi)有保存“EKILL”和“EALIVE”命令，如果“EKILL”或“EALIVE”命令在重啟動(dòng)過(guò)程中需要執(zhí)行，那么必須自己執(zhí)行這些命令。（3）“.RDB”文件僅僅保存在第一載荷步的第一個(gè)子步中可用的數(shù)據(jù)庫(kù)信息。（4）不能夠在求解水平下重啟作業(yè)（例如，PCG迭代水平）。作業(yè)能夠被重啟動(dòng)分析在更低的水平（例如，瞬時(shí)或“Newton-Raphson”循環(huán)）。（5）當(dāng)使用弧長(zhǎng)法時(shí)，多載荷文件重新啟動(dòng)分析不支持命令A(yù)NTYPE的“ENDSTEP”選項(xiàng)。（6）所有的載荷和邊界條件存儲(chǔ)在“Jobname.LDHI”文件中，因此，刪除實(shí)體模型的載荷和邊界條件將不會(huì)影響從有限單元中刪除這些載荷和邊界條件。必須直接從單元或節(jié)點(diǎn)中刪除這些條件。

2．多載荷步文件重啟動(dòng)分析的過(guò)程（1）進(jìn)入ANSYS程序，指定與初始運(yùn)行相同的工作名（執(zhí)行/FILNAME命令或GUI菜單路徑：UtilityMenu>File>ChangeJobname）。進(jìn)入求解模塊（執(zhí)行/SOLU命令或GUI菜單路徑：MainMenu>Solution）。（2）通過(guò)執(zhí)行“RESCONTROL，F(xiàn)ILE_SUMMARY”命令決定從哪個(gè)載荷步和子步重新啟動(dòng)分析。這一命令將在.Rnnn文件中記錄載荷步和子步的信息。（3）恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)文件并表明這是重新啟動(dòng)分析（執(zhí)行ANTYPE,,REST，LDSTEP，SUBSTEP，Action命令或GUI菜單路徑MainMenu>Solution>Restart）。（4）指定修正或附加的載荷。（5）開始重新求解分析（執(zhí)行“SOLVE”命令)。必須執(zhí)行“SOLVE”命令，當(dāng)進(jìn)行任一重新啟動(dòng)行為時(shí)，包括“ENDSTEP”或“RSTCREATE”命令。（6）進(jìn)行需要的后處理，然后推出ANSYS程序。

5.5預(yù)測(cè)求解時(shí)間和估計(jì)文件大小

對(duì)不太復(fù)雜的、“小規(guī)模到中等規(guī)?！钡腁NSYS分析，大多數(shù)會(huì)按本章前面所述簡(jiǎn)單地開始求解。然而，對(duì)大模型或有復(fù)雜的非線性選項(xiàng)，應(yīng)該了解在開始求解前需要些什么。例如：分析求解需要多長(zhǎng)時(shí)間？在運(yùn)行之前需要多少磁盤空間？該分析需要多少內(nèi)存？盡管沒(méi)有準(zhǔn)確的方法預(yù)計(jì)這些量，ANSYS程序可在“RUNSTAT”模塊中進(jìn)行估算?！癛UNSTAT”模塊根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息估計(jì)運(yùn)行時(shí)間和其他統(tǒng)計(jì)量。因此，必須在鍵入/RUNSTAT命令前定義模型幾何量（節(jié)點(diǎn)、單元等）、載荷以及載荷選項(xiàng)、分析選項(xiàng)。在開始求解前使用“RUNSTAT”命令。5.5.1估計(jì)運(yùn)算時(shí)間要估算運(yùn)行時(shí)間，ANSYS程序需要計(jì)算機(jī)的性能信息：“MIPS”（每秒鐘執(zhí)行的指令數(shù)，以百萬(wàn)計(jì)），“MELOPS”（每秒鐘進(jìn)行的浮點(diǎn)運(yùn)算，以百萬(wàn)計(jì)）等。可執(zhí)行“RSPEED”命令（或GUI菜單路徑：MainMenu>Run-TimeStats>SystemSettings）獲得該信息。如果不清楚計(jì)算機(jī)這些細(xì)節(jié)，可用宏操作“SETSPEED”，它會(huì)代替執(zhí)行“RSPEED”命令。估算分析過(guò)程總運(yùn)行時(shí)間所需的其他信息有迭代次數(shù)（或線性、靜態(tài)分析中的載荷步數(shù)），要獲得這些信息，可用下述兩種方法中任一種：GUI：MainMe