說明：本次內容參考曹金鳳、 石亦平老師所著的《ABAQUS有限元分析常見問題解答》 ；

1、 常見問題1：多步驟分析

1）當需要在現有分析結果的基礎上進一步分析其他工況，或由于某種原因導致分析過程異常中斷時，可以通過重啟動分析來提升計算效率。

2）重啟動分析包含三個主要步驟，即在基礎模型中設置重啟動數據的輸出請求，創建重啟動模型，并提交重啟動分析作業。

3）重啟動分析可以通過在INP文件中直接定義，也可以在ABAQUS/CAE界面中完成。

4）在分析過程之間傳遞數據能夠顯著提高產品優化設計的效率，同時通過結合ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit兩種求解器的優勢來提升分析效率。

5）數據在分析過程中的傳遞包括三個步驟，即在初始分析的模型中設置重啟動數據輸出，在后續分析的模型中為需要傳遞數據的部件定義初始狀態場，并提交后續分析作業。

6）與重啟動分析相比，數據在分析過程中的傳遞可以僅導入所需的組件，而不必加載整個模型；可以選擇僅導入模型信息，也可以同時導入模型信息和計算結果；此外，還可以定義新的模型數據，如節點、單元、表面和接觸對等。

2、 常見問題2：非線性分析

1)實際工程中的分析通常屬于非線性分析，主要包括幾何非線性、材料非線性以及邊界條件非線性三種類型。

2)ABAQUS/Standard使用Newton-Raphson方法來求解大型方程組，在每個增量步中都進行迭代運算，因此需要占用大量的硬盤和內存空間。其計算結果具有無條件穩定性，適合解決一般的線性和非線性問題。

3)ABAQUS/Explicit則采用中心差分法求解大型方程組，無需迭代計算，但需要進行大量的增量步計算，其計算時間取決于穩定極限值。其結果為有條件穩定，適用于高速動力學、復雜接觸、材料磨損和失效等問題的分析。

4)影響ABAQUS/Explicit穩定極限值的因素包括最小單元尺寸、材料特性、材料密度以及單元類型等。為了提高穩定極限值并加快分析速度，應選擇合適的網格密度，確保單元形狀規則，并在必要時應用質量縮放技術。

5)在ABAQUS/Explicit分析中，為避免數值振蕩，通常需要為模型定義阻尼，如體積粘性、材料阻尼、阻尼器單元和粘性壓力等。

6)對于ABAQUS/Explicit顯式求解器而言，模型中的位移邊界條件不應出現劇烈的變化，應該使用帶有平滑系數(Smoothing)的幅值曲線進行設置。

7) 靜態分析與動態分析的本質區別在于靜態分析不考慮慣性和沖擊效應，通常情況下，運動速度和加載速度對結果沒有影響；而動態分析則考慮慣性和沖擊效應，當載荷、位移、速度和加速度等在短時間內發生劇烈變化時（即加載速度過快），可能會導致顯著的局部變形。

8) ABAQUS/Explicit也可用于準靜態分析，關鍵在于合理設置加載速度、分析步時間和質量縮放系數等模型參數，以使結果盡可能接近靜態分析的結果。判斷是否為準靜態分析的一個重要標準是，分析過程中模型的動能一般不應超過內能的5%至10%。

3、 常見問題3：接觸分析

1)點對面離散與面對面離散：在點對面離散方法中，每個從面節點與其在主面上的投影點建立接觸關系，確保從面節點不會穿透主面，但主面節點可能穿透從面。面對面離散方法則為整個從面（而非單個節點）設定接觸條件，在接觸分析中同時考慮主面與從面的形狀變化，雖然可能在某些節點出現輕微的穿透，但程度較輕。

2)有限滑動與小滑動：如果兩個接觸面之間的相對滑動或轉動量較大（如超過接觸面單元尺寸），應選擇有限滑動，盡管其計算成本較高；若相對滑動或轉動量較小（如小于接觸面單元尺寸的20%），則應選擇小滑動。

3)輸出接觸力：可以在歷史變量輸出（history output）中選擇CFN，或在INP文件中使用*CONTACT PRINT關鍵詞。

4) 嚴重不連續迭代與平衡迭代：當某節點的接觸或摩擦狀態在一次迭代中發生變化，即為嚴重不連續迭代；當所有節點的接觸和摩擦狀態不再變化時，即為平衡迭代。嚴重不連續迭代是接觸分析中的常見現象，不表示模型存在錯誤。通常，隨著迭代進行，發生嚴重不連續變化的節點數會減少，最終進入平衡迭代并達到收斂。

5) 接觸算法：ABAQUS/Standard在接觸分析中使用主-從接觸算法，需進行多次迭代，可能出現收斂問題；而ABAQUS/Explicit采用通用接觸算法或接觸對算法，不需迭代，因此無收斂問題。

6）邊界條件缺乏約束：靜力分析中容易犯的錯誤之一是邊界條件不足，此時MSG文件中可能出現數值奇異或零主元的警告。在建立靜力分析模型時，需為模型的每個實體定義足夠的平動和轉動自由度上的邊界條件，以避免不確定的剛體位移。

7) 利用對稱性建模：建模時應盡量利用對稱性，僅建模1/2、1/4或1/8的部分，以避免不確定的剛體位移，使模型更加穩固，并減少收斂難度、縮小模型規模、縮短計算時間。

8) 靜力平衡：模型中僅依靠兩個外力不足以達到靜力平衡，必須借助邊界條件處的支反力來實現平衡，才能保證靜力平衡方程的位移解唯一，并使靜力分析收斂。

9) 位移優先于力載荷：如果可能，優先對模型指定位移而非施加力載荷，以降低收斂難度。

10) 邊界條件與自由度：所有不會發生位移的自由度都應在邊界條件中設為零。在每個分析步中，若某自由度未施加力載荷，需通過邊界條件約束該自由度；若施加了力載荷，則需去掉該自由度上的邊界條件。

11) 先位移后力載荷：施加力載荷前，應先利用位移邊界條件建立平穩的接觸關系，然后在下一個分析步中施加力載荷。

12) 摩擦約束的局限性：不要依賴摩擦力來約束剛體的平動和轉動，而應根據實際工程情況定義盡可能多的邊界條件，因為在分析初期接觸關系尚未建立，摩擦力無法起到約束作用。

13)“零主元”和“過約束”警告：這些警告可能由約束不足或過多引起。如果“過約束”警告僅出現在DAT文件中，而未出現在MSG文件中，則表示ABAQUS已自動解決該問題，無需用戶修改模型；若警告出現在MSG文件中，則需檢查并更正約束問題。

14）“負特征值”警告：該警告可能因約束不足、單元翻轉或材料異常引起，但不一定表示模型有錯誤。只要此警告不出現在增量步的最后一次迭代中，通常沒有問題。

15）接觸位置誤差調整：定義接觸時應設定合適的ADJUST參數，確保從面節點和主面在初始狀態下能夠接觸，同時避免不必要的節點坐標變化。

16）網格細化：模型中重要區域的網格應細化以提高計算精度，而不重要區域的網格則應粗化，以節省計算時間，不宜在整個模型中劃分均勻網格。

17）沙漏模式問題：如果在Visualization模塊中看到單元變為交替出現的梯形形狀，說明出現了沙漏模式的數值問題，應盡量使用非協調模式單元。

18）有限滑移與主面法線：對于有限滑移，從面節點應始終處于主面法線的覆蓋范圍內，且從面應盡量小，不應包含不可能發生接觸的區域。

19）“嘗試次數過多”錯誤：這一錯誤提示分析無法收斂，通常不能通過調整初始增量步長或最大增量步數解決，而應查找模型本身的問題。

20）接觸面法向：一對接觸面的法向應相互指向對方，否則可能出現“過盈量太大”的提示。

21）主面尖角：主面上不應有尖角，以避免法線方向上的奇異性導致收斂問題。

22）大位移與幾何非線性：若模型在分析過程中可能出現較大位移，應在Step模塊中將Nlgeom設置為ON，以考慮幾何非線性效應。