善用Abaqus后處理功能對Job進行診斷

許多新人在使用Abaqus進行分析時,喜歡直接提交Job進行分析,容易忽視模型的調試工作。如果求解能正常進行,一切皆好;一旦求解過程中出現Error,這時候新人經常表現為無所適從,不知道從何下手來解決問題。對于接觸分析,更容易出現求解的收斂問題,由于過約束、剛體運動等問題,往往造成收斂困難。本文主要講述如何善用Abaqus的后處理功能,幫助我們對接觸分析的Job進行診斷。

當求解時的某一增量步下出現不收斂或者收斂困難時,這時候可以來到Abaqus后處理模塊,從Tool進入Job Diagnostics界面(如圖1),對模型的殘余力、接觸狀態等進行診斷。

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1  Job Diagnostics界面

從上圖中可以看出Step 3Increment 6存在收斂困難(在Job History中存在紅色的感嘆號),因此,我們可以觀察該增量不下的殘余力、接觸狀態等細節信息。

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2 模型的殘余力信息

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3 模型的接觸狀態信息

如上圖2所示為模型的殘余力信息,圖3所示為模型的接觸狀態信息,這些信息方便了我們對模型進行可視化的診斷。如圖3中的接觸力誤差為-4184.85,大于圖2中的平均時間力3137.32,可以判斷出PART-1-1節點363的接觸非協調過大。

但是對于一個復雜的模型(包含很多接觸),很多時候在第一個增量步就很難收斂,即使將初始增量步設置得很小,還是不能收斂。這時Job Diagnostics就無法使用了,因為模型的結果中不包含上述任何信息。這時,我們需要留意求解時的WarningError信息,同樣也可以使用Abaqus的后處理幫助我們進行可視化診斷。

遇到一個復雜的模型,不要急切的提交計算,可以先嘗試進行Data Check,求解器在檢查模型的過程中就會生成上述WarningError信息。如下圖4所示Monitor窗口中的Warning信息,例如其中包含很多從面上的節點沒有調整到主面的警告信息,Abaqus會自動將這些警告的節點放在一個名叫WarnNodeAdjust的節點集中。如果某些地方的單元質量不合格,Abaqus也會自動將這些單元放在一個名叫WarnElemDistorted的單元集中。

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4 Monitor窗口中的Warning信息

這時,點擊Result進入后處理模塊,在Display Group工具中就可以方便的查看這些警告節點或單元了,如圖5所示。激活高亮顯示選項,就可以在圖形窗口中高亮顯示這些節點,通過觀察這些節點的位置,判斷是否會對分析產生影響:如模型有初始間隙,設置的調整容差太小,造成Tie約束(或循環對稱約束)中從面的節點沒有找到主面,從而可能引起欠約束(剛體運動),這時候可以修改模型或者適當的增加容差來解決該問題;如調整容差過大,將不該調整的從面節點調整到主面上了,造成了單元的扭曲、質量低下等對求解造成影響;如某些面的邊定義了接觸又定義了位移邊界條件,造成了過約束;如某些單元忘記賦予了材料、截面屬性等,都可以利用該功能,快速地在圖形窗口中找到。

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 Display Group工具

總結:Abaqus后處理中提供了方便的可視化診斷手段,方便用戶快速地找到問題的所在,并據此作出修正方案,提高了模型的糾錯能力和糾錯效率。


內容來源:有限元在線

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