ABAQUS收斂控制經(jīng)驗談（一）——漫談不收斂的原因

2016-10-26 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

相信任何一位ABAQUSer都不愿意碰到封面的錯誤——

Fixed time increment is too large!

Fixed time increment is too large!!

Fixed time increment is too large!!!

這意味著,你咬牙放棄的那一個個和男票/女票花前月下的夜、LED屏前越來越朦朧的眼睛、無法再彎曲的右手手指、以及轉(zhuǎn)起來嘎嘣脆的頸椎,都已然成為沉沒成本——除了絕望還是絕望——

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開個玩笑。不過心情都是類似的。除了上邊那個錯誤,還有其它幾個類似的提示:

THE SOLUTION APPEARS TO BE DIVERGING

TOO MANY ATTAMPS HAVE BEEN MADE

CONVERGENCE ISJUDGED UNLIKELY

TIME INCREMENT REQUIRED IS LESS THAN THEMINIMUM SPECIFIED

判斷一個人是不是ABAQUS菜鳥,只需要看他的問題。如果他問:Fixed time increment is too large該咋辦?那這位弟兄玩ABAQUS鐵定沒過一個月。誰都有菜的時候,愛因斯坦也不是生下來就會思想實驗的。所以,各位新手寶寶一定要切記:這是一類通用型錯誤,它只能說明一個問題,那就是你剛提交的計算模型又廢了,回去找原因吧。

那么,真正有含金量的提示在哪里呢?

MSG文件!

MSG文件!!

MSG文件!!!

MSG,也就是message,就是ABAQUS在計算過程中給你寫的信,告訴你,主人我算到哪啦,剛才那一個增量步出啥幺蛾子啦,有的點不乖自由度太大啦,哎呦你初始應力給得不舒服我不想算啦之類的。所以,信息量最大的就是MSG文件了,你們咋能無視它呢?人家甚至連inp里點錯的標點都能給你找出來定位好。不要辜負。

今天先不說MSG文件咋看。先來說道說道計算失敗最常見的幾個原因。

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材料參數(shù)

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小胖一般也就是用用基本的彈塑性本構(gòu),屈服準則一般用MC、DP和MCC。一般說來,Mohr-Coulomb相對難收斂些,因為它在主應力空間的屈服面上存在尖角——因為在計算過程中需要對屈服函數(shù)求導,而如果曲線不光滑,尖角處也就沒法求導,向后歐拉算法也就沒法進行了。理論上基本是不能算的,但Abaqus內(nèi)部對尖角處進行了一定的處理,替代為光滑的函數(shù),這樣收斂性就得到了一定的保證,雖然還不夠好。而Drucker-Prager準則就較好地克服了這一點。因此,相對來說,小胖建議各位寶寶考慮使用DP模型。尤其是ABAQUS中有非線性的DP模型,可以在一定程度上克服線性DP在剪拉區(qū)面積過大的情況,因此可以在一定程度上減小開挖卸載時土體的回彈。

一般材料相關(guān)的不收斂提示基本就是類似以下:

The plasticity/creep/connector friction algorithm did not converge at 364 points

碰到這個錯誤,一般直接原因就是材料應變太大了,塑性計算迭代不收斂。但這并不意味著材料參數(shù)給得不合適或材料強度太弱,很有可能是你的接觸、約束、荷載或邊界出了問題,導致計算中出現(xiàn)的特別大的位移。或者是初始條件(如初始地應力)出了問題,程序沒有計算,直接就報了這個錯誤。各位寶寶可以在下面位置看到計算不收斂的單元位置:

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后處理 -> Tools->Job Diagnostics

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各位寶寶要學會用這個Job Diagnostics,很給力的工具。

接觸 & 約束

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需要注意的錯誤或警告提示,這兩類提示無法忽略:

(1)numerical sigularity,節(jié)點剛體位移;

(2) zero pivot,零主元,過約束或欠約束。

接觸和約束經(jīng)常造成計算的不收斂。首先是過約束或欠約束的情況。如果一個從面或從面中的一部分被兩個不同的主面所“主宰”,那么基本是不可能成功提交計算的。所以各位寶寶選面的時候要注意,不同從面之間是否有重疊或相接的部分,如果有,就要在其中一個從面中將之去除。

正像小胖以前文章中講過的,如果你碰到下邊的情況,墻裂建議各位能少定義幾個面就少定義幾個,最好把所有的主面放在一起,從面放在一起,這樣能最大程度避免過約束的情況。

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ABA寶寶們都知道主從面設置有兩個原則:

(1)主面網(wǎng)格要疏;

(2)主面所在單元剛度要大。

從實踐的角度來講,小胖認為第一條最重要,是首先需要保證的。理想的情況,寶寶們最好保證主從面節(jié)點一一對應。如果從面需要密,那最好也要密得均勻,不要出現(xiàn)主面的點找好久都找不到從面點的情況。

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所以,接觸碰到不收斂,寶寶們可以按下列順序檢查下模型:

(1)網(wǎng)格質(zhì)量是否合格?主面網(wǎng)格是否比從面網(wǎng)格稀疏?

(2)是否有“一仆二主”的情況?

(3)初始增量步是否足夠小?

(4)node-to-surface、surface-to-surface,small sliding、finite sliding都試試。小胖傾向于采用surface-to-surface & finite sliding。

針對開挖模擬,小胖再多說一句:不要再把開挖土體單獨建part了,完全不科學有木有——

首先,在土體均質(zhì)假設下,待開挖土體和周邊巖土體之間是一體,也就是共節(jié)點的;其次,設置了接觸或約束面,無端增加了計算代價和不收斂的可能性;最重要的,內(nèi)部面也是可以作為接觸面的,土體挖走了,周邊土體還在,面還在呀。

雜七雜八

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1. 在使用Soils分析步進行孔壓—應力分析時:

a. 墻裂建議各位注意單位,應力單位最好選擇kPa或MPa,不要用Pa,否則可能會遇到各種無腦錯誤提示。

b. 墻裂建議給定孔壓邊界,否則會遇到DOF. 8極大的情況(孔壓就是第8自由度)。

2.Detectedlock file Job-1.lck. Please confirm that no other applications are attemptingto write to the output database associated with this job before removing the lock file and resubmitting

把Job-1.lck刪除;上次計算的遺留文件。

今天大概只想到這么多。下次說說如何看MSG文件。

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