1. Rozmiar siatki
Rozmiar siatki odgrywa kluczową rolę w dokładności analizy nieliniowej. W większości przypadków drobniejsza siatka zazwyczaj zapewnia większą dokładność, ponieważ pozwala bardziej szczegółowo odwzorować geometrię i zachowanie modelu. Zwiększa jednak również nakład obliczeniowy, ponieważ rośnie liczba elementów siatki.
Dlatego warto znaleźć równowagę między dokładnością a czasem obliczeń. Zazwyczaj robi się to poprzez przeprowadzenie badania zbieżności siatki, które zostało szerzej opisane w tym artykule bazy wiedzy:
2. Przyrosty
W analizach nieliniowych zadawanie obciążenia w kilku przyrostach może poprawić jakość wyników. Dodatkowo stosowanie przyrostów zwykle pomaga w problemach ze zbieżnością, ponieważ zmniejsza podatność na niestabilności. Zwiększa to jednak również nakład obliczeniowy, ponieważ program próbuje osiągnąć kryterium zbieżności dla każdego przyrostu.
Jeśli więc występują problemy z jakością wyników, zbieżnością lub niestabilnościami, warto zastosować kilka przyrostów obciążenia. W większości przypadków wystarczające są 3 do 5 przyrostów. Jednak w niektórych sytuacjach, np. gdy poziom obciążenia jest zbliżony do krytycznego mnożnika obciążenia modelu, może być konieczne zastosowanie większej liczby przyrostów obciążenia.
3. Rodzaj analizy (I-/II-/III-rzędowa)
Wybór rodzaju analizy wpływa na sposób, w jaki model reaguje na nieliniowości, ponieważ: W przeciwieństwie do analizy I-rzędowej/liniowej, analiza II-rzędowa/P-Δ oraz analiza III-rzędowa/z dużymi przemieszczeniami uwzględniają efekty drugorzędne wynikające z odkształceń, które mogą wpływać na zachowanie nieliniowości w modelu.
Zasadniczo zwiększenie rzędu analizy poprawia jakość i dokładność wyników, ale jednocześnie zwiększa nakład obliczeniowy i może powodować problemy ze zbieżnością/niestabilnością, które trzeba rozwiązać, np. poprzez dostosowanie właściwości nieliniowości obiektowych lub zastosowanie kilku przyrostów.
4. Uwzględnienie prętów nieliniowych
Pręty o nieliniowym typie sztywności, takie jak pręty rozciągane/ściskane, które mogą ulec awarii podczas obliczeń, mogą wymagać specjalnego traktowania w trakcie obliczeń, aby zapobiec niestabilnościom.
Więcej informacji można znaleźć w następującym artykule bazy wiedzy:
5. Kryteria zbieżności
Kryteria zbieżności definiują warunki, po spełnieniu których iteracyjny solver zakończy działanie.
Chociaż zazwyczaj nie ma potrzeby ich zmieniania, mogą być używane jako narzędzie do oceny jakości wyników. Należy pamiętać, że kryteria powinny być stosowane głównie do celów testowych.
Więcej informacji na temat tych ustawień można znaleźć tutaj, w podręczniku online:
Podsumowanie
Analizy nieliniowe są wrażliwe na wiele ustawień, które mogą mieć istotny wpływ na wyniki i stabilność obliczeń. Ponieważ silnie zależą od modelu i warunków obciążenia, metodą prób i błędów można znaleźć najbardziej odpowiednie ustawienia. Aby ułatwić ten proces, zdecydowanie zaleca się wprowadzanie nieliniowości do modelu stopniowo, krok po kroku. Dzięki temu znacznie łatwiej jest radzić sobie z problemami wynikającymi z dodawania nieliniowości.