ABAQUS分析步總結

2017-03-18 by:CAE仿真在線來源:互聯網

最近在對ABAQUS的學習中遇到了一些問題,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,該去怎樣設定,ABAQUS在求解一個非線性問題時是怎樣進行迭代的,如何去判斷每個增量步迭代的平衡條件等等。通過查閱資料和ABAQUS幫助文檔,我對這些問題也有了深入的理解,現將這些問題以及我自己的一些理解總結如下,希望和大家分享。
ABAQUS/Standard對于非線性問題的求解采用的是Newton-Raphson算法來實現。通過對每一個分析步下的增量步進行多次迭代,來使每個增量步達到收斂,進而得到該分析步下的收斂解。在迭代的過程中,ABAQUS會根據收斂情況,自動地對增量步進行擴大或折減。具體過程如下:
如果一個增量步在16次迭代之內獲得了收斂解,則成功結束當前的增量步,并開始求解下一個增量步。如果兩個連續的增量步都在5次迭代之內就獲得了收斂解,ABAQUS/Standard自動將下一個增量步增大為當前增量步的150%。這個過程叫做增量步的“擴大”。
如果一個增量步經過16次迭代仍沒有獲得收斂解,或者計算結果是發散的,ABAQUS/Standard會將增量步減小為當前增量步的25%,重新開始迭代嘗試,此過程稱為“折減”。
當折減次數超過5次,那么就會出現我們經常遇到的錯誤信息:
***ERROR: TOO MANY ATTEMPTS MADE FOR THIS INCREMENT: ANALYSIS TERMINATED
造成這樣的問題往往是因為模型的本身有問題,例如存在剛體位移、過約束、接觸或者塑性材料定義不當、網格過于粗糙或過于細化等。
在分析一個非線性問題前,一般都要對最大增量步的數目、初始增量步、最大和最小增量步進行適當的設定,來保證求解的順利進行。這些參數的具體設置方法如下:
1. 初始增量步:對于很容易收斂的問題,一般設定為1即可;對于難以收斂的非線性問題,需減小初始增量步,如將分析步時間乘以0.1或0.01(這個需根據問題的具體情況決定)。
2. 最小增量步:一般采用默認值(1e-5),對于非常復雜的非線性問題,可以再將其減小1到2個數量級。
3. 最大增量步:一般采用默認值,因為它對模型是否收斂并沒有影響。
4. 最大增量步數目:默認為100,對于復雜的非線性分析,需要的增量步數往往大于100,所以應當把這些參數設置的盡量大一些。

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