В дереве построения модели в ANSYS Mechanical среди инструментов раздела Solution (решение) вверху есть папка с большим восклицательным знаком. Она называется «Solution Information» (информация о решении). Большинство пользователей нажимают на нее после выполнения расчета и, возможно, смотрят на вывод решателя ANSYS Mechanical APDL.

Действительно, это очень удобный способ посмотреть на вывод решателя после завершения расчета:

Но восклицательный знак на пиктограмме этого инструмента изображен не просто так. Это очень полезный инструмент! По опыту нашей работы по технической поддержке, пользователи часто пренебрегают отображаемой здесь информацией. Если бы не это, их работа в ANSYS Mechanical была бы более эффективной и даже более приятной.

Вывод решателя (Solver Output)

Когда в разделе дерева построения модели «Solution» (решение) вы нажимаете на папку «Solution Information» (информация о решении), вместо области графического вывода появляется текстовая область «Worksheet» в которой вы видите вывод решателя (Solver Output). Это та же информация, которую ANSYS Mechanical APDL записывает в файл jobname.out в процессе решения. В этом выводе содержится большое количество ценной информации. Окно в инструменте «Solution Information» обновляется через заданный пользователем интервал, значение по умолчанию составляет 2,5 секунды, что является оптимальным в большинстве случаев.

Наблюдение за этим окном во время решения – хорошая идея даже для статического расчета. В этом окне можно видеть, на каком этапе расчёта находится решатель, наблюдать возникновение предупреждений (Warnings) и ошибок (Errors), получить основную информацию о модели и настройках решателя.

Поначалу вывод решателя может показаться несколько перегруженным. Но не спешите, изучите его, разберитесь, за что отвечает каждая часть информации, и что она в себе несет. Пользователи, которые наблюдают и разбираются в выводе решателя (Solver Output) в процессе расчёта, лучше понимают свои модели и гораздо быстрее отлаживают проблемы.

Графики для нелинейных расчётов

Недостатком вывода решателя является то, что он имеет текстовый формат. Текстовые файлы отлично подходят для отображения информации на определенных этапах вашего расчета, но не так хороши для сопоставления различных шагов нагружения. Для этого лучше подходят графики. Тот же самый инструмент «Solution Information» можно настроить и использовать для отображения всей необходимой информации о нелинейных расчетах.

Список доступных графиков зависит от типа производимого расчёта. Для расчётов на прочность наиболее часто используемый график – оценка сходимости по силам (Force Convergence).

Взгляните на этот рисункок. Как видите, на нём представлены две зависимости от общего количества итераций: в верхней части отображается информация о сходимости, а нижний график показывает текущее время в расчете. Обратите внимание: на графике отображена как оценка сходимости по силам (Force Convergense), так и значение критерия этой сходимости (Force Criterion). Кроме этого, на графике присутствуют вертикальные пунктирные линии, которые информируют о происходящих на соответствующих итерациях событиях. В основном эти линии говорят о том, что расчёт на подшаге (Substep) или шаге нагрузки (Load Step) успешно сошелся.

В нелинейных расчётах можно как следить за этими графиками во время расчета модели, так и анализировать результаты уже после завершения расчета. Я предпочитаю следить за ними в процессе решения – честно говоря, при этом создается ощущение, что расчет идет быстрее. Наблюдая своими глазами, как пурпурная линия возрастает и падает, вы предвкушаете тот момент, когда она окажется под светло-голубой линией, и радуетесь, когда это таки происходит.

Ознакомьтесь и с другими типами графиков, доступных в нелинейных расчётах, и подумайте о том, как они могут помочь вам в проведении расчётов. Например, если вы будете наблюдать много вертикальных линий, указывающих на разделение шага нагрузки пополам (Bisection), следует задать большее число подшагов для каждого шага нагрузки. Этот же приём может помочь в случае, если сходимость достигается слишком долго. Использование графиков помогает не только устранить проблемы со сходимостью, но и оптимизировать настройки решателя так, чтобы последующие расчеты сходились быстрее.

Если вы выберете результат, не доступный в данном расчёте, вы получите сообщение «No data to display» (нет данных для отображения). Также это сообщение появляется, когда данные еще не были получены в расчёте.

Result Tracker (инструмент отслеживания результатов)

Когда вы выберете папку «Solution Information» (информация о решении) раздела «Solution» (решение), на панели инструментов будут представлены доступные для этой папки инструменты.

С помощью инструмента «Result Tracker» можно определить величины, которые вы хотите отслеживать в процессе решения, такие как перемещение, зазор в контактных парах или энергетические параметры. Выводимые значения обновляются по мере выполнения расчета, и это дает хорошее представление о том, что происходит с моделью.

Инструмент «Result Tracker» может быть вызван либо нажатием правой кнопкой мыши по Solution Information, либо из меню инструментов. Когда вы выберете нужные результаты (доступны только те результаты, которые применимы к вашему типу расчёта), может потребоваться указание геометрии, к которой вы хотите их применить. Обычно это должна быть вершина, контактная пара или соединение (Joint). Выберите их обычным способом, а затем заполните остальные поля настроек. Например, если мы хотим отслеживать перемещение края объекта, выбираем соответствующую угловую вершину и указываем ось, по направлению которой хотим получить данные.

Обратите внимание, что вы не можете добавить инструмент «Result Tracker» во время или после получения решения, это следует сделать до запуска расчета. Поэтому не стоит рассматривать использование этого инструмента как аналога инструмента «Probe» (датчика результатов).

Вы можете выбрать любое количество объектов по своему усмотрению и выводить графики для всех них одновременно, что очень удобно. После завершения расчета можно сохранить график как изображение либо экспортировать данные в формате файла CSV (данные, разделенные запятыми) или Excel.

Рекомендуем вам всегда использовать Result Tracker для расчётов со сложными контактными парами и для отслеживания перемещений, которые способны дать важную информацию о работе вашей модели.

Отображение связей конечных элементов

Последняя группа настроек инструмента «Solution Information» не совсем относится к собственно информации о решении. Когда вы щелкнете на «Solution Information», в свойствах вы  увидите группу «FE Connection Visibility» (отображение связей конечных элементов) с различными настройками. Вы также увидите, что кроме выводимой по умолчанию текстовой области «Worksheet» в её левом нижнем углу можно выбрать вкладку «Graphics» (область графического вывода):

Настройки «FE Connection Visibility» используются для того, чтобы увидеть такие вещи, как балочные элементы, граничные условия вида «Constraint Equations» и пружины, которые добавляются к модели непосредственно перед проведением расчёта в ANSYS Mechanical APDL. Так что эти настройки можно скорее отнести к настройкам постпроцессинга. По умолчанию отображаются все типы добавляемых в модель элементов, но вы можете изменить настройки отображения в ячейке «Display» (отображение). Также можно менять толщины отображаемых линий и менять стиль отображения с линии на точки.

Особенно важным достоинством настроек «FE Connection Visibility» является то, что в графической области отображаются также балки, граничные условия вида «Constraint Equations» и пружины, которые введены в модель посредством блоков команд.

Чтобы увидеть добавляемые в модель элементы, просто нажмите на вкладку «Graphics» (область графического вывода):

Выводы и рекомендации

Пожалуй, можно проработать в ANSYS Mechanical и на протяжении всей карьеры так никогда и не воспользоваться описанными инструментами. Но такая карьера будет гораздо более напряженной и менее приятной, чем если бы вы постоянно использовали описанные в этой статье возможности. Это поможет сэкономить несколько часов счётного времени при отладке ошибок в модели.

Во время проведения длительных расчётов у вас есть выбор: смотреть какие-нибудь ролики на YouTube или наблюдать за графиками сходимости. Кажется, что лучше всё же… наблюдать за сходимостью, конечно… а впрочем, решать вам!

Источник: http://www.padtinc.com/blog/the-focus/solution-information-monitoring-your-solves-in-ansys-mechanical
Автор: Eric Miller.