非線形解析制御

機能

• 大変形を考慮した幾何非線形解析を行うために必要な反復計算方法と収束条件を定義します。
• 材料非線形解析と幾何非線形解析は通常の静的解析と一部の施工段階解析で使用可能です。
• 解析に先立ち、”非線形解析の載荷順序”で解析に適用する荷重の作用順序を指定した後、非線形解析制御で非線形解析を行うために必要な反復計算条件と収束条件を定義します。 ただし、荷重の作用順序は、反復計算方法のNewton-Raphsonの場合にのみ有効です。

固有値解析では引張専用/圧縮専用要素をトラス要素に変更します。

経路

メインメニュー：[解析]タブ > [解析制御]グループ > [非線形]

入力

非線形解析制御ダイアログボックス

非線形形式

非線形解析の種類を選択します。

幾何非線形 : 幾何非線形解析

材料非線形 : 材料非線形解析

非線形解析で使用できる要素は次の通りです。

（O:解析可能 / X:当該要素が存在すると解析できない / △:当該要素がモデル内に存在しても解析は可能だが線形解析）

幾何非線形解析および材料非線形解析の際、以下の項目の場合には解析を行わない。

ただし、梁要素の端部結合、板要素の端部結合の場合、以下のような場合には材料非線形解析が行われない。

1. 「荷重」>「その他」> 「非線形解析の載荷順序」を使用する場合に使用します。

2. 「解析」>「施工段階の解析制御」で「大変形解析-累積ステージ」オプションを選択した場合

 幾何非線形解析では、要素のI、J 端の結果のみが出力されます。

繰り返し方法

繰り返し計算方法を選択します。

ニュトーン-ラプソン法を選択した場合

荷重増分ステップ数 : 入力した増分ステップだけ荷重を分割して段階別に適用

最大繰り返し回数/荷重ステップ  : 増分ステップ別の最大反復計算回数

弧長増分法を選択した場合

増分ステップ数 : 最大増分ステップの数

最大繰り返し回数/荷重ステップ : 増分ステップ別の最大反復計算回数

単位弧長増分に対する初期荷重比(%) : 単位 Arc-Length当たりの初期荷重比

実数型(小数点以下の数値)の入力が可能です。

最大変位制限値 : 変形の最大値

変位制御法を選択した場合

変位増分ステップ数 : 変位増分ステップ数

最大繰り返し回数/荷重ステップ : 増分ステップ別の最大反復計算の回数

代表節点 : 変位制御の基準になる節点の番号

方向 : 変位制御方向

最大変位 : 解析終了の基準になる変位の最大値

収束判定条件

収束するかどうかを判断する基準を選択します。

エネルギー制限 : エネルギー(部材力x変位)のノルム基準値で収束可否を判断

変位制限 : 変位のノルム基準値で収束するかどうかを判断

荷重制限 : 部材力のノルム基準値に収束するかどうかを判断

繰り返し計算、または計算終了の可否を決定するための収束条件の判断には、様々な自由度の影響を反映できるようにノルムを使用します。例えば、変位の場合、当該ステップで発生した変位を{D1}、各ステップの変位を累積した全体変位を{D2}とすると、ノルムはで表現され、この値が基準値より小さい場合は収束したものと判断し、繰り返し計算を終了します。

非線形解析制御データの削除 : 非線形解析制御データの削除

特定荷重ケースの非線形解析制御データ

上記で指定した繰り返し計算方法を荷重ケースごとに別々に指定します。

全ての荷重ケースに対して同じ繰り返し解析方法を適用するならば、この機能は適用しなくて良いです。

特定荷重ケースの非線形解析制御データのダイアログボックス

非線形形式
ニュートンラプソン法と変位制御法のどちらかを指定します。

ニュートンラプソン法/変位制御法

　 荷重ケース : 個別に繰り返し計算手法を変更したい荷重ケース

荷重増分ステップ数 : 入力した増分ステップだけ荷重を分割して段階別に適用

最大繰り返し回数/荷重ステップ  : 増分ステップ別の最大反復計算回数

入力した荷重増分ステップ数によって、上記のダイアログボックスから8個の増分ステップが生成されます。荷重係数は使用者定義にするか、”基本荷重係数の生成”ボタンをクリックして自動生成することができます。

非線形平衡方程式を解くために弧長増分法を使用すると、非線形解析制御の「単位弧長増分に対する初期荷重比」に実数を入力することができます。

非線形解析では、非線形解析のための載荷順序を定義することができます。反復法でニュートンラプソンと変位制御を選択すると、載荷順序を使用することができます。 あるモデルでは変位制御とニュートンラプソンの両方の繰り返し方法が使用できます。この場合は、ニュートンラプソン法を適用した荷重ケースを変位制御法を指定した荷重ケースより先に適用しなければなりません。