ABAQUS分析步總結(jié)

2017-03-18 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

最近在對(duì)ABAQUS的學(xué)習(xí)中遇到了一些問題,就是在建模過程中Step模塊的分析步以及每個(gè)分析步下的初始增量步、最大增量步、最小增量步它們的具體含義,該去怎樣設(shè)定,ABAQUS在求解一個(gè)非線性問題時(shí)是怎樣進(jìn)行迭代的,如何去判斷每個(gè)增量步迭代的平衡條件等等。通過查閱資料和ABAQUS幫助文檔,我對(duì)這些問題也有了深入的理解,現(xiàn)將這些問題以及我自己的一些理解總結(jié)如下,希望和大家分享。
ABAQUS/Standard對(duì)于非線性問題的求解采用的是Newton-Raphson算法來實(shí)現(xiàn)。通過對(duì)每一個(gè)分析步下的增量步進(jìn)行多次迭代,來使每個(gè)增量步達(dá)到收斂,進(jìn)而得到該分析步下的收斂解。在迭代的過程中,ABAQUS會(huì)根據(jù)收斂情況,自動(dòng)地對(duì)增量步進(jìn)行擴(kuò)大或折減。具體過程如下:
如果一個(gè)增量步在16次迭代之內(nèi)獲得了收斂解,則成功結(jié)束當(dāng)前的增量步,并開始求解下一個(gè)增量步。如果兩個(gè)連續(xù)的增量步都在5次迭代之內(nèi)就獲得了收斂解,ABAQUS/Standard自動(dòng)將下一個(gè)增量步增大為當(dāng)前增量步的150%。這個(gè)過程叫做增量步的“擴(kuò)大”。
如果一個(gè)增量步經(jīng)過16次迭代仍沒有獲得收斂解,或者計(jì)算結(jié)果是發(fā)散的,ABAQUS/Standard會(huì)將增量步減小為當(dāng)前增量步的25%,重新開始迭代嘗試,此過程稱為“折減”。
當(dāng)折減次數(shù)超過5次,那么就會(huì)出現(xiàn)我們經(jīng)常遇到的錯(cuò)誤信息:
***ERROR: TOO MANY ATTEMPTS MADE FOR THIS INCREMENT: ANALYSIS TERMINATED
造成這樣的問題往往是因?yàn)槟Ｐ偷谋旧碛袉栴},例如存在剛體位移、過約束、接觸或者塑性材料定義不當(dāng)、網(wǎng)格過于粗糙或過于細(xì)化等。
在分析一個(gè)非線性問題前,一般都要對(duì)最大增量步的數(shù)目、初始增量步、最大和最小增量步進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定,來保證求解的順利進(jìn)行。這些參數(shù)的具體設(shè)置方法如下:
1. 初始增量步:對(duì)于很容易收斂的問題,一般設(shè)定為1即可;對(duì)于難以收斂的非線性問題,需減小初始增量步,如將分析步時(shí)間乘以0.1或0.01(這個(gè)需根據(jù)問題的具體情況決定)。
2. 最小增量步:一般采用默認(rèn)值(1e-5),對(duì)于非常復(fù)雜的非線性問題,可以再將其減小1到2個(gè)數(shù)量級(jí)。
3. 最大增量步:一般采用默認(rèn)值,因?yàn)樗鼘?duì)模型是否收斂并沒有影響。
4. 最大增量步數(shù)目:默認(rèn)為100,對(duì)于復(fù)雜的非線性分析,需要的增量步數(shù)往往大于100,所以應(yīng)當(dāng)把這些參數(shù)設(shè)置的盡量大一些。

開放分享：優(yōu)質(zhì)有限元技術(shù)文章,助你自學(xué)成才