Abaqus收斂的案例
使用abaqus結(jié)果不收斂，你該怎么辦——解決篇
慶幸的是有個作者Raphael Jean Boulbes寫了有一本非常好的書——Troubleshooting Finite-Element Modeling with Abaqus。 神來之筆，令我佩服。值得好好拜讀！
當使用abaqus模型出現(xiàn)不收斂或者異常應該采用如下步驟：
檢查模型出錯“表面”原因。查看相應的文檔。比如.dat .msg等文件。 在這些文件中搜索error，得到不收斂的原因.當然文件中給出的原因，是數(shù)值的原因。它不會給出模型或者材料的原因。比如材料參數(shù)輸錯了或者單位不統(tǒng)一導致數(shù)值問題。 無論如何它給出了原因。
針對原因，對癥下藥，如書名——trouble shooting！這個是個難點，不少書都有講，比如abaqus有限元的常見問題解答等都有涉獵這方面的問題。這方面的解決很難，尤其如果用到子程序。具體的東西，需要理論知識和經(jīng)驗。 我學abaqus不是很久，我對這方面認識不多。所知道的也就是書上的內(nèi)容，等有新的認知，再來補充。值得一提的是，abaqus官方培訓手冊也是好的。Abaqus收斂培訓教材——Obtaining a Converged Solution with Abaqus.
解決問題，反思模擬的問題。一個正確的模擬，一切都是正確的。一個錯誤的模擬，錯誤可能是多方面導致的，也可能就一個原因。記錄下解決的方法，和出錯原因。
先這樣吧，以后補充
展開 第二章 abaqus分析收斂準則
abaqus分析收斂準則（外文書籍翻譯）.pdf
原文書籍：Troubleshooting Finite-Element Modeling with Abaqus With Application in Structural Engineering Analysis by Raphael Jean Boulbes (z-lib.org)
第二章 abaqus分析收斂準則
2.1 收斂問題的癥狀
收斂問題是與工程設計相關的一個典型的分析問題，涉及撓度、位移、應力、固有頻率、溫度分布等的預測。這些參數(shù)用于迭代材質(zhì)參數(shù)和/或幾何體以優(yōu)化其行為。傳統(tǒng)的方法，如手工計算，涉及理想化的物理模型使用簡單的方程來獲得解決方案。然而，這些近似使問題過于簡單化，而解析解只能提供保守估計。或者，有限元法和其他數(shù)值方法旨在提供一個考慮到更多細節(jié)的工程分析，這對于手工計算是不實際的。有限元法將物體分割成小塊，使位移沿這些單元邊界連續(xù)。對于那些使用有限元分析的人，通常使用收斂項。大多數(shù)線性問題不需要迭代求解過程。網(wǎng)格收斂是一個重要問題另外，還有在迭代過程中也需要考慮收斂性。在本節(jié)中，將調(diào)查收斂性問題并解決與此術語相關的問題。首先，要識別大多數(shù)收斂問題的癥狀，可以在消息文件（.msg）擴展名中找到。此外，.dat和（.sta）文件也可能包含問題的癥狀。有一些共同的信息可能表明收斂問題在求解有限元模型時造成數(shù)值困難。
展開 abaqus應用之收斂篇 ￥1.66
<h1><strong>一、收斂的定義和重要性</strong></h1><h2><strong style="color: rgb(51, 51, 51);">1．收斂的多種含義</strong></h2><p>在有限元分析中，收斂具有多重意義。它包括網(wǎng)格收斂、時間積分精度和非線性程序收斂。</p><p><strong>l 網(wǎng)格收斂</strong>是指增加模型單元數(shù)量會使仿真解趨于解析解。對于線性和非線性問題都適用，AbaqUS 中使用 H 網(wǎng)格自適應技術來輔助實現(xiàn)網(wǎng)格收斂。當進一步加密網(wǎng)格時，結(jié)果變化很小或不變時，可認為網(wǎng)格達到收斂。但也存在一些例外情況，如網(wǎng)格奇異解或材料損傷累積在模型特定區(qū)域的局部問題。</p><p><strong>l 時間積分精度</strong>則是針對具有物理時間尺度的瞬態(tài)問題，AbaqUS 提供用戶定義參數(shù)，以控制對相關方程的積分精度。</p><p><strong>l 非線性程序收斂</strong>是本文重點討論的內(nèi)容，要獲得精確解需要滿足網(wǎng)格收斂、瞬態(tài)問題的精確時間積分以及非線性求解過程收斂等條件。</p><h2><strong style="color: rgb(51, 51, 51);">2．收斂對分析結(jié)果的影響</strong></h2><p>收斂性直接關系到分析結(jié)果的準確性。如果模型不收斂，得到的結(jié)果可能毫無意義，甚至會誤導工程決策和學術研究。因此，理解和掌握 ABAQUS 中的收斂問題是正確使用該軟件進行有效分析的基礎。
展開 Abaqus收斂調(diào)試高手過招之密封條插拔分析
Abaqus收斂調(diào)試高手過招之密封條插拔分析
上一期視頻(觀看地址：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10577)中進行了Abaqus非線性分析不收斂時的應對方法，讓大家在遇到不收斂時不至于手足無措，有一個大概的調(diào)試方向。這期視頻反響不錯，不過我覺得結(jié)合具體實例講解收斂調(diào)試技巧應該會讓學員更容易掌握相關方法，so本次的密封條插拔分析就應運而生了。
接下來是密封條插拔有限元建模要點講解（這一部分主要針對分析基礎薄弱的學員，有基礎的大膽往下拉，從我的調(diào)試過程開始看）
A、導入草圖
B、建立PART
為縮減計算規(guī)模，將本問題簡化為二維平面應變問題，分別建立玻璃和密封條
C、設置材料參數(shù)并賦給玻璃和密封條，橡膠材料用超彈本構(gòu)M-R模型，玻璃和橡膠條中間的鋼帶用線彈性材料模型。
D、裝配并移動玻璃導槽至起始位置
E、建立兩個STEP,分別對應插入以及拔出的兩個過程，通用靜力分析步
F、建立接觸。設置玻璃與密封條之間的解除關系，摩擦系數(shù)為0.55，接觸算法選用增強拉格朗日算法。并對玻璃導槽設置剛體約束，不考慮其變形以加快計算效率
G、邊界條件設置。固定鋼帶下部區(qū)域，對玻璃導槽設置位移載荷。
H、網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格尺寸為0.3，并設置橡膠為雜交單元，鋼帶以及玻璃為縮減幾分單元（注意選擇平面應變單元類型）
I、提交計算...
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以上是分割線，如果就這樣完成一篇水貼，根本就不是我的風格！下面的內(nèi)容才是重點，重點，重點！
展開 
abaqus模型不收斂報錯誤和及警告分析
abaqus模型不收斂報錯誤和及警告分析
調(diào)試分析的第一步是了解錯誤和警告消息的含義，這些消息已預先編程，因此可以參考。 表4.1和4.2分別列出了錯誤和警告原因的列表，以及一些有關故障排除的潛在原因的線索，被視為數(shù)字問題或數(shù)字困難。
這些錯誤和警告消息的主要原因的定義如下。 故障排除可能是以下跡象：
?應變增量過大意味著當前應變增量過大，以至于無法確定材料點計算的收斂性。因此，Abaqus將減少負載并嘗試再次執(zhí)行增量。
?較大的應變增量意味著最后一個增量的Abaqus應變準則超過了引起第一屈服的應變的“五十倍”。因此，Abaqus將嘗試執(zhí)行實質(zhì)點計算，但是可能會出現(xiàn)收斂問題
結(jié)果。
?負特征值通常與剛度降低或解決方案唯一性相關，例如當結(jié)構(gòu)開始彎曲或材料變得不穩(wěn)定時可能會發(fā)生。
–負特征值也可以與使用拉格朗日乘數(shù)來強制約束的建模技術相關聯(lián)。
–在不收斂的迭代過程中彈出的負特征值警告通常可以忽略。如果在收斂的迭代過程中出現(xiàn)負特征值警告，則必須仔細評估計算出的解。
?數(shù)值奇異性通常是由剛體運動引起的，其中模型的一部分對施加的載荷沒有抵抗力。數(shù)值上的奇異性可能表示在模型的一部分中需要其他邊界條件或約束。
?零主元通常表示模型中的過度約束，通常是由于多余的邊界條件或約束所致。 過度約束的節(jié)點可能仍然表現(xiàn)適當，但是冗余約束的存在可能是模型問題，導致模型其他部分出現(xiàn)不良行為。 由于剛體的運動，有時也會出現(xiàn)零主元運動。
對于某些警告消息，錯誤消息和聯(lián)系診斷，可以使用視口選項中的“突出顯示”選項來查看每個診斷消息中涉及的節(jié)點或元素。 對于警告和錯誤消息，導致警告或錯誤的節(jié)點或元素在模型中突出顯示。 接觸診斷時，模型中突出顯示了過度閉合或打開的節(jié)點。
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目前首場直播<如何提高Abaqus收斂性>已開放報名，快來和大家一起開啟2021仿真學習計劃吧！
1.如何提高Abaqus收斂性
一、直播主題：
如何提高Abaqus收斂性
二、課程受眾：
ABAQUS軟件用戶、FEA工程師、高校或科研院所相關工程師
三、講師簡介：
唐園亮
8年CAE行業(yè)服務經(jīng)驗，重點服務汽車、航天、兵器、工業(yè)裝備等多個行業(yè)
擅長根據(jù)客戶需求提出合理化建設意見，幫助客戶提高仿真能力
擅長于協(xié)同仿真項目實施服務/結(jié)構(gòu)有限元/結(jié)構(gòu)優(yōu)化等
四、課程內(nèi)容：
在FEA中，“收斂”可以包含多種內(nèi)容，如網(wǎng)格收斂性、非線性求解過程中的收斂性、解決方案的準確性等等。ABAQUS在求解非線性問題時功能非常強大，通過其獨特的收斂控制體系，可獲得較高的求解精度。但是，由于工程問題的非線性屬性，對于廣大ABAQUS用戶而言，“不收斂”問題實際上是經(jīng)常存在和最為頭疼的，本課程將介紹ABAQUS非線性問題的求解原理和提高模型收斂性的方法，提升用戶ABAQUS使用水平。
展開 ABAQUS隱式分析不收斂該怎么辦？
星辰技文|ABAQUS隱式分析不收斂該怎么辦？
ABAQUS提供顯式和隱式兩種求解類型，其中顯式計算方法是“有條件收斂的”，只需滿足增量步小于限值，大多數(shù)情況均能順利計算完成；而隱式計算方法，在非線性情況下極易出現(xiàn)不收斂的情況，比如：欠約束、接觸、材料塑性或失效、斷裂、屈曲失穩(wěn)等，都可能導致多次迭代不收斂，增量步大小一降再降，直到滿足終止條件而退出計算。作為老司機，使用了這么多年的軟件總有點心得吧，總結(jié)了五條經(jīng)驗，分享給大家：
一、ABAQUS的任務提交流程
了解ABAQUS的任務提交流程，也就是讓我們學會找錯！當我們點擊Submit后會有兩個處理階段：1）預處理；2）任務計算。
結(jié)合ABAQUS Job Monitor窗口進行講解，兩個階段的分界點位于Data File子頁面的內(nèi)容是否完成；也就是說，當出現(xiàn)Error，而Message File和Status File未激活（生成）時，表明還處于預處理階段，我們定義的模型一開始就存在問題，Errors子頁面都會一一列出，通常會有：信息不完整、材料參數(shù)不符合本構(gòu)模型、特殊定義之間沖突、關鍵字輸入問題等，我們只需逐個修改即可。
當順利進入任務計算階段后，窗口上方的表格將實時更新為Status File（jobName.sta）中的內(nèi)容，提示計算的進度，當后續(xù)再出現(xiàn)Error時，才可能是由于計算不收斂導致的錯誤。
二、收斂的基本條件
模型收斂是什么？很多初學者估計都不太清楚，從而提出一些奇奇怪怪的問題，比如：“我用彈性材料可以計算，換成復雜材料模型就計算不了，為什么？”。
展開 Abaqus有限元分析不收斂該怎么辦？ 附Abaqus 分析用戶手冊材料卷文檔下載
ABAQUS提供式和隱式兩種求解類型，其中顯式計算方法是“有條件收斂的”，只需滿足增量步小于限值，大多數(shù)情況均能順利計算完成；而隱式計算方法，在非線性情況下極易出現(xiàn)不收斂的情況，比如：欠約束、接觸、材料塑性或失效、斷裂、屈曲失穩(wěn)等，都可能導致多次迭代不收斂，增量步大小一降再降，直到滿足終止條件而退出計算。作為老司機，使用了這么多年的軟件總有點心得吧，總結(jié)了五條經(jīng)驗，分享給大家：
一、ABAQUS的任務提交流程
了解ABAQUS的任務提交流程，也就是讓我們學會找錯！當我們點擊Submit后會有兩個處理階段：1）預處理；2）任務計算。
結(jié)合ABAQUS Job Monitor窗口進行講解，兩個階段的分界點位于Data File子頁面的內(nèi)容是否完成；也就是說，當出現(xiàn)Error，而Message File和Status File未激活（生成）時，表明還處于預處理階段，我們定義的模型一開始就存在問題，Errors子頁面都會一一列出，通常會有：信息不完整、材料參數(shù)不符合本構(gòu)模型、特殊定義之間沖突、關鍵字輸入問題等，我們只需逐個修改即可。
當順利進入任務計算階段后，窗口上方的表格將實時更新為Status File（jobName.sta）中的內(nèi)容，提示計算的進度，當后續(xù)再出現(xiàn)Error時，才可能是由于計算不收斂導致的錯誤。
二、收斂的基本條件
模型收斂是什么？很多初學者估計都不太清楚，從而提出一些奇奇怪怪的問題，比如：“我用彈性材料可以計算，換成復雜材料模型就計算不了，為什么？”。
展開 abaqus四點彎曲不收斂
Abaqus/Standard Analysis exited with an error - Please see the message file for possible error messages if the file exists.
Path based tracking is defined in contact pair (assembly__pickedsurf43,assembly_part-2-1_rigidsurface_). Path based tracking cannot be used with analytical rigid master surfaces, the state based tracking algorithm will be used instead.
Path based tracking is defined in contact pair (assembly__pickedsurf45,assembly_part-2-2_rigidsurface_). Path based tracking cannot be used with analytical rigid master surfaces, the state based tracking algorithm will be used instead.
Solver problem. Zero pivot when processing D.O.F. 1 of 1 nodes. The nodes have been identified in node set WarnNodeSolvProbZeroPiv_1_1_5_5_1.
展開 abaqus 復合材料接觸不收斂
abaqus 復合材料接觸不收斂
Abaqus不收斂怎么辦？
這里推薦大家有能力的可以深入閱讀ABAQUS幫助文檔分析手冊（Analysis Solution and Control）的內(nèi)容,會對解決不收斂的問題有很大幫助。在2021版幫助文檔中入口如下圖所示
Abaqus中的求解類型分為顯示與隱士。顯示求解基于動力學方程，當前求解至于前一時刻的速度與位移有關，求解過程無需迭代，是有條件穩(wěn)定，無條件收斂；隱式求解則基于虛功原理，一般需要迭代計算，無條件穩(wěn)定，有條件收斂。
所以對于你提到的不收斂問題這里我就認為是針對隱式計算。
1.基礎不收斂問題
在模型計算報錯時，我們首先查看Job Monitor中的報錯信息，對于簡單的模型錯誤，例如材料、邊界、載荷定義錯誤、網(wǎng)格問題、關鍵字定義錯誤等都能在Job Monitor中直接看出。針對不同的問題針對修改就可以。這部分相信稍微有些經(jīng)驗的CAEer都能自行解決。
2.不收斂的本質(zhì)與進階解決方法
在接著講之前，我希望大家能夠了解模型收斂的本質(zhì)是什么？
對于線性系統(tǒng)來說，一般不存在收斂問題。模型不收斂一般都是由于幾何非線性、材料非線性、邊界非線性。
有限元求解的過程是根據(jù)外力與內(nèi)力平衡求解出各個節(jié)點的位移，根據(jù)位移再求解應力、應變等。對于非線性系統(tǒng)，載荷與位移的關系也通常是非線性的，如下圖所示。
我們的首要目的就是求解不同載荷下的位移。做法就是將一個完整求解過程細分為許多個小的過程。
這里就不得不提abaqus中的Step、increment與iterations。
這里舉一個例子，假如我們從冰箱里拿面包吃。
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Abaqus有限元分析不收斂該怎么辦？ 附ABAQUS非線性有限元分析實例下載
ABAQUS提供式和隱式兩種求解類型，其中顯式計算方法是“有條件收斂的”，只需滿足增量步小于限值，大多數(shù)情況均能順利計算完成；而隱式計算方法，在非線性情況下極易出現(xiàn)不收斂的情況，比如：欠約束、接觸、材料塑性或失效、斷裂、屈曲失穩(wěn)等，都可能導致多次迭代不收斂，增量步大小一降再降，直到滿足終止條件而退出計算。作為老司機，使用了這么多年的軟件總有點心得吧，總結(jié)了五條經(jīng)驗，分享給大家：
一、ABAQUS的任務提交流程
了解ABAQUS的任務提交流程，也就是讓我們學會找錯！當我們點擊Submit后會有兩個處理階段：1）預處理；2）任務計算。
結(jié)合ABAQUS Job Monitor窗口進行講解，兩個階段的分界點位于Data File子頁面的內(nèi)容是否完成；也就是說，當出現(xiàn)Error，而Message File和Status File未激活（生成）時，表明還處于預處理階段，我們定義的模型一開始就存在問題，Errors子頁面都會一一列出，通常會有：信息不完整、材料參數(shù)不符合本構(gòu)模型、特殊定義之間沖突、關鍵字輸入問題等，我們只需逐個修改即可。
當順利進入任務計算階段后，窗口上方的表格將實時更新為Status File（jobName.sta）中的內(nèi)容，提示計算的進度，當后續(xù)再出現(xiàn)Error時，才可能是由于計算不收斂導致的錯誤。
二、收斂的基本條件
模型收斂是什么？很多初學者估計都不太清楚，從而提出一些奇奇怪怪的問題，比如：“我用彈性材料可以計算，換成復雜材料模型就計算不了，為什么？”。
展開 ABAQUS-接觸分析中收斂問題的解決方法【轉(zhuǎn)載】
5、平穩(wěn)地建立接觸關系
如果在第一個分析步中就把全部載荷施加到模型上，使接觸狀態(tài)的發(fā)生劇烈改變，會有可能造成收斂的困難。因此一般應首先定義一個只有很小載荷的分析步，讓接觸關系平穩(wěn)地建立起來，然后在下一個分析步中再施加真實的載荷。盡管這樣可能需要更多的分析步，但這減小了收斂的困難，會提高求解的效率。
6、細化網(wǎng)格
細化從面和主面的網(wǎng)格是解決收斂問題的一個重要方法。過于粗糙的網(wǎng)格會使ABAQUS難以確定接觸狀態(tài)，例如，如果在接觸面的寬度方向上只有一個單元，則常常會出現(xiàn)收斂問題。一般來說，如果從面上有90°的圓角，建議在此圓角處至少劃分10個單元。
7、使用一階單元
如果接觸屬性為默認的“硬”接觸，則不能使用六面體二次單元（ C3D20和C3D20R)，以及四面體二次單元（C3D10)，而應盡可能使用六面體一階單元。如果無法劃分六面體單元網(wǎng)格，可以使用修正的四面體二次單元（C3D10M)。
8、正確定義主面和從面
1）選擇剛度較大、網(wǎng)格較粗的面作為主面。
2）主面在發(fā)生接觸的部位不要有尖角或大的凹角。
3）如果是有限滑移，則在整個分析過程中，都盡量不要讓從面節(jié)點落到主面之外。
4）如果主面和從面在幾何位置上沒有發(fā)生重疊，則一個面的法線應指向另一個面所在的那一側(cè)(對于三維實體，法線應該指向外側(cè))。
9、避免過約束
如果在節(jié)點的某個自由度上同時定義了兩個以上的約束條件，就會發(fā)生所謂“過約束”( overconstraint )。可能造成過約束的有以下主要因素。
1）接觸:從面節(jié)點會受到沿主面法線方向的約束。
2）邊界條件。
展開 ABAQUS彈塑性收斂問題
ABAQUS三維盾構(gòu)隧道，莫爾庫侖本構(gòu)。地應力平衡分析出現(xiàn)以后結(jié)果不收斂：The plasticity/creep/connector friction algorithm did not converge at 129415 points 去掉塑性參數(shù)后就可以收斂。請教大神這是什么問題
ABAQUS不收斂的原因一
一般說來,Mohr-Coulomb相對難收斂些,因為它在主應力空間的屈服面上存在尖角——因為在計算過程中需要對屈服函數(shù)求導,而如果曲線不光滑,尖角處也就沒法求導,向后歐拉算法也就沒法進行了。理論上基本是不能算的,但Abaqus內(nèi)部對尖角處進行了一定的處理,替代為光滑的函數(shù),這樣收斂性就得到了一定的保證,雖然還不夠好。而Drucker-Prager準則就較好地克服了這一點。因此,相對來說,建議考慮使用DP模型。尤其是ABAQUS中有非線性的DP模型,可以在一定程度上克服線性DP在剪拉區(qū)面積過大的情況,因此可以在一定程度上減小開挖卸載時土體的回彈。
一般材料相關的不收斂提示基本就是類似以下:
The plasticity/creep/connector friction algorithm did not converge at 364 points
碰到這個錯誤,一般直接原因就是材料應變太大了,塑性計算迭代不收斂。但這并不意味著材料參數(shù)給得不合適或材料強度太弱,很有可能是你的接觸、約束、荷載或邊界出了問題,導致計算中出現(xiàn)的特別大的位移。或者是初始條件(如初始地應力)出了問題,程序沒有計算,直接就報了這個錯誤。可以在下面位置看到計算不收斂的單元位置:
后處理 -> Tools->Job Diagnostics
不收斂需要單一調(diào)每個參數(shù)確定哪里有問題。
另外，在使用Soils分析步進行孔壓—應力分析時:
a. 墻裂建議各位注意單位,應力單位最好選擇kPa或MPa,不要用Pa,否則可能會遇到各種無腦錯誤提示。
b. 墻裂建議給定孔壓邊界,否則會遇到DOF. 8極大的情況(孔壓就是第8自由度)。
轉(zhuǎn)自公眾號——ABAQUS大世界
旨在分享，若侵即刪.
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