上一節和大家分享了書籍《Abaqus 有限元分析實例詳解》中在ABAQUS中進行彈塑性分析時，如何定義材料彈塑性方法。今天再和大家分享一下一節彈塑性分析中的收斂問題解的幾種方法： 

如果在彈塑性材料上施加的荷載較大時，很可能會造成很大的局部應變（使用點載荷時尤其容易出現此問題），就可能造成收斂問題，其現象如下：

1）在MSG文件中看到警告信息，例如：

***WARNING： THE STRAIN INCREMENT HAS EXCEEDED FIFTY TIMES THE STRAIN TO CAUSE FIRST YIELD AT 16 POINTS.

2）迭代過程中的增量步長不斷減小，直至分析失敗。

3）在后處理中把變形縮放系數設為1時，仍在施加載荷處看到由于過度變形而扭曲的單元。

對于此問題可以考慮以下解決方法。

1）設定關鍵詞* PLASTIC的塑性數據時，應讓其中最大的真實應力和塑性應變大于模型中可能出現的應力應變值。

2）對于出現很大局部塑性應變的部件，如果不關心其準確的應力和塑性變形，可以將其設置為線彈性材料。

3）盡量不要對塑性材料施加點載荷，而是根據實際情況來使用面載荷或線載荷。

4）如果必須在某個節點上施加點載荷，可以使用耦合約束（coupling constraint）來為載荷作用點附近的幾個節點建立剛性連接，這樣這些節點就會共同承擔點載荷。

☆ ABAQUS/CAE 操作：Interaction 模塊，主菜單 Interaction -? Constraint -? Create, Type 為 Coupling

如果在應力應變關系曲線中有負斜率（例如在拉伸試驗中，試樣斷裂前的那部分曲線），則可能會在MSG文件中看到Negative Eignevalue警告信息（詳見11.2.3節），例如：

***WARNING：THE SYSTEM MATRIX HAS 1 NEGATIVE EIGENVALUES. 下面的應力應變關系曲線是一個負斜率的例子。

*Material, name = Steel

*Plastic

418. , 0

780. , 0.095

500. 0.15

另外,如果材料是不可壓縮性的（例如金屬材料）,在彈塑性分析中使用二次完全積分單元（C3D20）容易產生體積自鎖:如果使用二次減縮積分單元（C3D20R），當應變大于 20% - 40%時，需要劃分足夠密的網格才不會產生體積自鎖因此，建議使用的單元是： 非協調單元（C3D81）、一次滅縮積分單元（C3D8R）和修正的二次四面體單元 （C3DI0M）_。

 

本節摘自書籍《Abaqus 有限元分析實例詳解》-石亦平。

   

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