[问题] CAE固体力学之稳态分析,无法收敛?

楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-02 18:09:44
我用的是Comsol 4.3b
是选固体力学模组
分析一个铁块,其中一面受10Pa压力,然后研究选"稳态"进行分析
发现不管怎么分析,都会不收敛,网格切越细,误差就越大...
请问怎么会这样?
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-02 18:13:00
http://ppt.cc/o~HA 这是上面说的的Comsol4.3b存盘但是找特征频率或扫频却没问题,可以分析。请问稳态不收敛,去分析特征频率或扫频可吗?
作者: gomi (勾亿郎)   2014-05-03 01:01:00
奇异点?
作者: gamer   2014-05-03 01:26:00
你边界条件怎么设定?如果是有一面整个固定住,哪在固定面的边上会是奇异点,应力为无穷大,你切越细,解就越逼近无穷大。由于只是应力奇异点,所以做模态并不会影响正确性。
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 01:42:00
模型是一个长方体,最大的两个面垂直y轴,其余的面分别垂直x和z轴,而边界条件只有给最大的那两个面,一个电极,一个接地。抱歉,边界条件说错了,是最大的那两个面的其中一个面,给10Pa的压力。可是我只给一个面10Pa的压力,就只有这个边界条件而已没给任何固定端。
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 09:26:00
边界条件这样设定不对吧
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 13:04:00
请问要怎设定?忘了说,comsol内建都会帮我们设定"自由边界条件",当我把其中一面设定压力,那一个面的自由边界条件就会失效。 所以严格来讲,我的模型有一个面是压力,其它都自由。
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 13:54:00
所以才不对 靠地面的面要设固定面
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 14:03:00
感谢!但是我用理论下去算的边界都是自由耶,只有一面是压力。
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 14:06:00
你怎么算的 有计算式的过程吗
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 14:09:00
我是算特征频率,就很简单的偏微分方程式而已。另外,理论会假设其他面都是自由边界的原因是实体产品的设计也都是以"尽量悬空"的方式设计,整个实体几乎是悬空,只有一两个固定的点,那两个点都在实体边缘,占整体的面积相当的少。
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 14:12:00
不是少的问题 有固定点的边界条件就是要放进去试想 如果没有那两个固定点 产品不就掉下去了吗
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 14:13:00
可是理论就是给它自由边界阿...,若CAE给固定,就无法跟理论比对了...
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 14:14:00
如果真实情况是有固定点 为何理论要忽略固定点?
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 14:14:00
因为总总原因...,理论无法计算到完全真实的状况,但是会先用半真实的状况和CAE比对,确定CAE设计的模型是对的。而且现在比较奇怪的是,"稳态分析"会发散出错,特征频率跟扫频却可以计算? 怎会这样!!!?
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 14:16:00
你边界条件不对 怎么会算的出来你光用静力去分析就好
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 14:18:00
我是说真的,这世界上有很多理论模型,都是相当出名的,都已经套上该计算者的名字当该理论的名字了,可是
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 14:19:00
你有用静力算过吗 没有反力 他怎么平衡 又何来稳态
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 14:19:00
他理论也没有设定固定边界! 也是一堆业界人士拿来采用!
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 14:20:00
我说我真实研究很久的理论好了,力学只是最近去学了一点。 P.C.Y. Lee、R.D. Mindlin他们模型都没固定边界。
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 14:43:00
google 了一下 看起来是薄膜 我没有接触过薄膜但是端点不设固定点 要如何震动
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 14:45:00
不是薄膜,是实体。一般的异相性材料的力学就会用到张量形式的虎克定律,以及一些应变、应力的转换,最后
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 14:46:00
单纯以静力的角度来看 这个实体是不可能会平衡的
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 14:46:00
要算特征频率的话,就假设解代入应变量求偏微分方程式
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 14:47:00
先不谈材料 假设他是刚体就好 受力不平衡的
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 14:47:00
但是连CAE都证明特征频率、频域是可以不用加固定边界,只加一个压力就能计算。我的疑问就是在于"为什么能?"先猜测,稳态是跟时间有关的,而特征频率有算过理论的都知道,会把时间项消掉,故特征频率与扫频无时间效应这只是猜测@@
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 15:37:00
假设题目是问 1+1= 多少 你在计算机上按下了 2+2=42+2的确会有结果没错 但是答案是不对的答案4是没有任何意义的CAE 就像计算机 按按钮谁都会按 但是要怎么按才是对的这样的边界条件绝对是错的 只有一力 没有固定边界这个物体是不会力平衡的
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 15:43:00
我也蛮认同你的讲法的,只是一些著名的理论也都没用固定边界,也是一样被大家给采用,这真的必须探讨为什么...?
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-03 15:44:00
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-03 15:49:00
感谢!!! 我会继续测试!!!
作者: gamer   2014-05-04 00:25:00
原来如此,你的问题是因为模型没固定,所以他有rigid bodymotion,力没办平衡。那为什么没有边界条件也可以解特征频率,因为他本来就是解特征根,并不需要解governing eq.。至于你说的那些理论,我相信他们一定有提出一些假设和适用的状况。至于设不设固定边界条件也不是重点,重点是你模型不能有钢体运动,不然就变成动态问题,用固力的方式是找不出解的至于动态还是静力分析那个才是正确的,这就得看你的问题到底是什么,不先把自己要求的问题弄清楚,而只是把一堆参数输入软件,这叫做garbage in, garbage out.
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-04 01:20:00
感谢!!!但是怪怪的...,我用理论解特征频率,要用到governing eq耶...governing eq解特征值与特征向量,再给定边界条件,可以计算出一些扫频的资讯。另外,您说的"动态问题"是指"给外力后它会振动"还是"分析原本就会转动的齿轮"?
作者: gamer   2014-05-04 14:59:00
解G.E.跟解出G.E.的特征根是两回事,简化一点说,解微分方程需要积分得到方程式的形式,解特征根只要解特征问题即可。而有没有固定边界条件,基本上都可以解出特征根和特征向量但是当问题为静力分析问题时,模型不固定的情况,会变成平衡方程式没办法满足,缺少平衡方程式,等于缺少独立方程式,解不出独立变量。动态问题泛指的所有非静力平衡问题,以你设的条件来说,一块无拘束方块受到压力会怎么样?牛顿力学告诉我们他会往压力的方向移动,以F=ma的加速度。所以你这样的条件设定其实是在解动力学问题,那你用固体力学的方法去解,当然解不出来。
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-04 16:00:00
感谢!!! 那我要解的是动态问题,就是F=ma,a=u对时间微分2次,然后最后求的是u。但是comsol里面好像没有分动态跟静态@@ansys好像有分"静态结构"跟"动态"这两种分析另外,对于comsol来说,固体力学应该跟"静态问题"无关固体力学就只是"固体"的"力学"而已@@
作者: largesperm (reindeer)   2014-05-04 20:47:00
你现在设定的条件是 非稳态 非力平衡你用力平衡的方法去解 当然解不出来如果你要解的是动态问题 那你就不能用稳态的方式去解要用暂态的方式去解暂态比稳态要花的时间会很多 稳态只要一次收敛就收工暂态每一个 step 都要收敛 才能进行下一步comsol 一定会有稳态跟暂态两种方法
楼主: candy88257 (阿泰斯)   2014-05-04 22:12:00
comsol3.5有暂态可以选,4.0以后好像就没那个选项了4.0以后的暂态应该就是"时间相依",分析一段时间,看每秒的暂态资讯。非常感谢各位高手帮助!!!特征频率跟扫频跟时间无关,故模型没有静力平衡应该没差。

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