作者candy88257 (阿泰斯)
看板Cad_Cae
标题[问题] CAE固体力学之稳态分析，无法收敛?
时间Fri May 2 18:09:44 2014
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，然後研究选"稳态"进行分析
发现不管怎麽分析，都会不收敛，网格切越细，误差就越大...
请问怎麽会这样?
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2F：→ candy88257:但是找特徵频率或扫频却没问题，可以分析。 05/02 18:29
3F：→ candy88257:请问稳态不收敛，去分析特徵频率或扫频可吗？ 05/02 18:45
4F：→ gomi:奇异点? 05/03 01:01
5F：推 gamer:你边界条件怎麽设定? 05/03 01:26
6F：→ gamer: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 05/03 01:28
7F：→ gamer:为无穷大，你切越细，解就越逼近无穷大。 05/03 01:28
8F：→ gamer:由於只是应力奇异点，所以做模态并不会影响正确性。 05/03 01:29
9F：→ candy88257:模型是一个长方体，最大的两个面垂直y轴，其余的面分别 05/03 01:42
10F：→ candy88257:垂直x和z轴，而边界条件只有给最大的那两个面，一个 05/03 01:42
11F：→ candy88257:电极，一个接地。 05/03 01:42
12F：→ candy88257:抱歉，边界条件说错了，是最大的那两个面的其中一个面 05/03 01:43
13F：→ candy88257:，给10Pa的压力。 05/03 01:44
14F：→ candy88257:可是我只给一个面10Pa的压力，就只有这个边界条件而已 05/03 01:45
15F：→ candy88257:没给任何固定端。 05/03 01:45
16F：推 largesperm:边界条件这样设定不对吧 05/03 09:26
17F：→ candy88257:请问要怎设定？ 05/03 13:04
18F：→ candy88257:忘了说，comsol内建都会帮我们设定"自由边界条件"，当 05/03 13:38
19F：→ candy88257:我把其中一面设定压力，那一个面的自由边界条件就会 05/03 13:39
20F：→ candy88257:失效。 所以严格来讲，我的模型有一个面是压力，其它都 05/03 13:39
21F：→ candy88257:自由。 05/03 13:40
22F：推 largesperm:所以才不对 靠地面的面要设固定面 05/03 13:54
23F：→ candy88257:感谢！但是我用理论下去算的边界都是自由耶，只有一面 05/03 14:03
24F：→ candy88257:是压力。 05/03 14:03
25F：推 largesperm:你怎麽算的 有计算式的过程吗 05/03 14:06
26F：→ candy88257:我是算特徵频率，就很简单的偏微分方程式而已。 05/03 14:09
27F：→ candy88257:另外，理论会假设其他面都是自由边界的原因是实体产品 05/03 14:10
28F：→ candy88257:的设计也都是以"尽量悬空"的方式设计，整个实体几乎是 05/03 14:11
29F：→ candy88257:悬空，只有一两个固定的点，那两个点都在实体边缘， 05/03 14:11
30F：→ candy88257:占整体的面积相当的少。 05/03 14:11
31F：推 largesperm:不是少的问题 有固定点的边界条件就是要放进去 05/03 14:12
32F：→ largesperm:试想 如果没有那两个固定点 产品不就掉下去了吗 05/03 14:12
33F：→ candy88257:可是理论就是给它自由边界阿...，若CAE给固定，就无法 05/03 14:13
34F：→ candy88257:跟理论比对了... 05/03 14:13
35F：→ largesperm:如果真实情况是有固定点 为何理论要忽略固定点? 05/03 14:14
36F：→ candy88257:因为总总原因...，理论无法计算到完全真实的状况，但是 05/03 14:14
37F：→ candy88257:会先用半真实的状况和CAE比对，确定CAE设计的模型是对 05/03 14:15
38F：→ candy88257:的。 05/03 14:15
39F：→ candy88257:而且现在比较奇怪的是，"稳态分析"会发散出错， 05/03 14:16
40F：→ candy88257:特徵频率跟扫频却可以计算? 怎会这样!!!? 05/03 14:16
41F：推 largesperm:你边界条件不对 怎麽会算的出来 05/03 14:16
42F：→ largesperm:你光用静力去分析就好 05/03 14:17
43F：→ candy88257:我是说真的，这世界上有很多理论模型，都是相当出名的 05/03 14:18
44F：→ candy88257:，都已经套上该计算者的名字当该理论的名字了，可是 05/03 14:18
45F：推 largesperm:你有用静力算过吗 没有反力 他怎麽平衡 又何来稳态 05/03 14:19
46F：→ candy88257:他理论也没有设定固定边界! 也是一堆业界人士拿来采用! 05/03 14:19
47F：→ largesperm:ok 那你给我理论模型的名字 05/03 14:19
48F：→ candy88257:我说我真实研究很久的理论好了，力学只是最近去学了 05/03 14:20
49F：→ candy88257:一点。 P.C.Y. Lee、R.D. Mindlin 05/03 14:21
50F：→ candy88257:他们模型都没固定边界。 05/03 14:21
51F：推 largesperm:google 了一下 看起来是薄膜 我没有接触过薄膜 05/03 14:43
52F：→ largesperm:但是端点不设固定点 要如何震动 05/03 14:44
53F：→ candy88257:不是薄膜，是实体。一般的异相性材料的力学就会用到 05/03 14:45
54F：→ candy88257:张量形式的虎克定律，以及一些应变、应力的转换，最後 05/03 14:46
55F：推 largesperm:单纯以静力的角度来看 这个实体是不可能会平衡的 05/03 14:46
56F：→ candy88257:要算特徵频率的话，就假设解代入应变数求偏微分方程式 05/03 14:46
57F：→ largesperm:先不谈材料 假设他是刚体就好 受力不平衡的 05/03 14:47
58F：→ candy88257:但是连CAE都证明特徵频率、频域是可以不用加固定边界， 05/03 14:47
59F：→ candy88257:只加一个压力就能计算。 05/03 14:48
60F：→ candy88257:我的疑问就是在於"为什麽能?" 05/03 14:48
61F：→ candy88257:先猜测，稳态是跟时间有关的，而特徵频率有算过理论的 05/03 14:51
62F：→ candy88257:都知道，会把时间项消掉，故特徵频率与扫频无时间效应 05/03 14:52
63F：→ candy88257:这只是猜测@@ 05/03 14:52
64F：推 largesperm:假设题目是问 1+1= 多少 你在计算机上按下了 2+2=4 05/03 15:37
65F：→ largesperm:2+2的确会有结果没错 但是答案是不对的 05/03 15:37
66F：→ largesperm:答案4是没有任何意义的 05/03 15:38
67F：→ largesperm:CAE 就像计算机 按按钮谁都会按 但是要怎麽按才是对的 05/03 15:38
68F：→ largesperm:这样的边界条件绝对是错的 只有一力 没有固定边界 05/03 15:39
69F：→ largesperm:这个物体是不会力平衡的 05/03 15:39
70F：→ candy88257:我也蛮认同你的讲法的，只是一些着名的理论也都没用 05/03 15:43
71F：→ candy88257:固定边界，也是一样被大家给采用，这真的必须探讨 05/03 15:43
72F：→ candy88257:为什麽...? 05/03 15:43
74F：→ candy88257:感谢!!! 我会继续测试!!! 05/03 15:49
75F：推 gamer:原来如此，你的问题是因为模型没固定，所以他有rigid body 05/04 00:25
76F：→ gamer:motion，力没办平衡。 05/04 00:25
77F：推 gamer:那为什麽没有边界条件也可以解特徵频率，因为他本来就是解特 05/04 01:02
78F：→ gamer:徵根，并不需要解governing eq.。 05/04 01:05
79F：推 gamer:至於你说的那些理论，我相信他们一定有提出一些假设和适用的 05/04 01:09
80F：→ gamer:状况。至於设不设固定边界条件也不是重点，重点是你模型不能 05/04 01:10
81F：→ gamer: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 05/04 01:11
82F：→ gamer:至於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 05/04 01:12
83F：→ gamer:是什麽，不先把自己要求的问题弄清楚，而只是把一堆参数输入 05/04 01:12
84F：→ gamer:软体，这叫做garbage in, garbage out. 05/04 01:13
85F：→ candy88257:感谢!!!但是怪怪的...，我用理论解特徵频率，要用到 05/04 01:20
86F：→ candy88257:governing eq耶... 05/04 01:20
87F：→ candy88257:governing eq解特徵值与特徵向量，再给定边界条件， 05/04 01:22
88F：→ candy88257:可以计算出一些扫频的资讯。 05/04 01:23
89F：→ candy88257:另外，您说的"动态问题"是指"给外力後它会振动"还是 05/04 01:26
90F：→ candy88257:"分析原本就会转动的齿轮"? 05/04 01:26
91F：推 gamer:解G.E.跟解出G.E.的特徵根是两回事，简化一点说，解微分方程 05/04 14:59
92F：→ gamer:需要积分得到方程式的形式，解特徵根只要解特徵问题即可。 05/04 15:00
93F：→ gamer:而有没有固定边界条件，基本上都可以解出特徵根和特徵向量 05/04 15:01
94F：→ gamer: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 05/04 15:02
95F：→ gamer:方程式没办法满足，缺少平衡方程式，等於缺少独立方程式，解 05/04 15:02
96F：→ gamer:不出独立变数。 05/04 15:03
97F：→ gamer: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 05/04 15:04
98F：→ gamer:无拘束方块受到压力会怎麽样?牛顿力学告诉我们他会往压力的 05/04 15:05
99F：→ gamer: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 05/04 15:06
100F：→ gamer:动力学问题，那你用固体力学的方法去解，当然解不出来。 05/04 15:06
101F：→ candy88257:感谢!!! 那我要解的是动态问题，就是F=ma， 05/04 16:00
102F：→ candy88257:a=u对时间微分2次，然後最後求的是u。 05/04 16:00
103F：→ candy88257:但是comsol里面好像没有分动态跟静态@@ 05/04 16:01
104F：→ candy88257:ansys好像有分"静态结构"跟"动态"这两种分析 05/04 16:01
105F：→ candy88257:另外，对於comsol来说，固体力学应该跟"静态问题"无关 05/04 16:04
106F：→ candy88257:固体力学就只是"固体"的"力学"而已@@ 05/04 16:05
107F：推 largesperm:你现在设定的条件是 非稳态 非力平衡 05/04 20:47
108F：→ largesperm:你用力平衡的方法去解 当然解不出来 05/04 20:47
109F：→ largesperm:如果你要解的是动态问题 那你就不能用稳态的方式去解 05/04 20:50
110F：→ largesperm:要用暂态的方式去解 05/04 20:50
111F：→ largesperm:暂态比稳态要花的时间会很多 稳态只要一次收敛就收工 05/04 20:52
112F：→ largesperm:暂态每一个 step 都要收敛 才能进行下一步 05/04 20:53
113F：推 largesperm:comsol 一定会有稳态跟暂态两种方法 05/04 21:02
114F：→ candy88257:comsol3.5有暂态可以选，4.0以後好像就没那个选项了 05/04 22:12
115F：→ candy88257:4.0以後的暂态应该就是"时间相依"，分析一段时间，看 05/04 22:13
116F：→ candy88257:每秒的暂态资讯。 05/04 22:14
117F：→ candy88257:非常感谢各位高手帮助!!! 05/04 22:23
118F：→ candy88257:特徵频率跟扫频跟时间无关，故模型没有静力平衡应该没 05/04 22:24
119F：→ candy88257:差。 05/04 22:25