NFX|非线性瞬态分析-隐式动力学
Nonlinear Implicit Transient
非线性瞬态响应分析是分析随时间变化荷载作用下的结构物的非线性响应。例如对跌落(Drop)、碰撞(Crash)、冲击(Impact)的分析。非线性瞬态分析与线性静态分析方法相似,以荷载增量加载,程序在每一步中进行平衡迭代。静态和瞬态处理的主要不同是在瞬态过程中要激活时间积分效应。因此在瞬态分析中,“时间”总是表示实际的时序,自动时间步长和二分特点同样也适用于瞬态分析。非线性瞬态响应的分析方法有隐式(Implicit)或显式(Explicit)积分,隐式方法在每步进行一次或多次矩阵求解。尽管在隐式方法中选择较长的时间步会缺失结构动力的高频成分,但其数值稳定性良好,因此对于允许采用较长的时间步的线性瞬态问题,隐式方法有其独特优势。
在80年代中期以前,人们基本上使用牛曼法进行时间域的积分,牛曼法中任一时刻的位移、速度和加速度都相互关联,这就使得运动方程的求解变成一系列相互关联的非线性方程的求解。这个求解过程必须通过迭代和求解联立方程组才能实现。这就是通常所说的隐式求解法。隐式求解法可能遇到两个问题。一是迭代过程不一定收敛;二是联立方程组可能出现病态而无确定的解。隐式求解法的最大优点是它具有无条件稳定性,即时间步长可以任意大。
本文将以撞击分析来了解非线性瞬态分析

第一步设定环境和导入3D CAD模型

第二步:定义材料
使用弹塑性材料,屈服应力350000000N/m2

第三步:定义单元特性
船1厚度0.1m 船2厚度0.05m

midas NFX支持变厚度板单元的模拟

*输入数据时,务必注意,需要在英文状态下输入符号,比如 ,或 .
第四步:网格划分
船1船壳和甲板按0.3m划分,几何里显示船壳的甲板部分


船1 选择驾驶室 按0.5m划分

船2 按0.3m划分(可以通过树形菜单里几何的显示或左键点击即可选择)

合并节点

第五步:边界定义
接触

船1和船2选择一般接触
考虑计算效率使用点对面接触(接触间隙容差0.1m)

定义约束条件
假设维持水平面高度,约束船1 & 船2 Tz

第六步:动力载荷
船1 初速0.05m/sec(X方向)

船2 初速1m/sec(-Y方向)

定义分析工况
开启几何非线性分析
持续时间0.2
时间步骤数 20

分析求解
