接觸收斂
關注創建者：櫛比鱗臻 創建時間：2020-02-15
接觸收斂的視頻教程
Abaqus大變形+接觸非線性不收斂怎么辦？？？
后面有比較好的關于非線性接觸不收斂的案例會繼續在本課程下面持續更新... 沒購買的，覺得我的課還能入法眼的，并且想學習Abaqus其他高級應用技巧的，可憑借本課程購買成功截圖，向客服申請優惠券，用于購買《Abaqus高級應用系列課程》
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abaqus簡易輪胎接地仿真教程—step與接觸收斂性概念詳解
保證收斂性的基本原則：防止不可控的剛體位移。 4. 以簡易輪胎接地仿真為例，講解完整的仿真流程與注意事項。 5. 不含橡膠材料，使用的材料為線彈性材料。
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ABAQUS高級接觸分析精講
1.理解接觸分析理論，明白理論與軟件結合點，掌握收斂性調試方法，精通結果評價方原則； 2.掌握牛-拉法精髓，徹底明白迭代法的過程； 3.告別各種接觸方法、接觸屬性選擇的困難； 4.掌握不收斂調試技巧，領略百試不爽的調試方法； 5.掌握接觸單元選擇技巧、過盈配合的正確模擬、預緊力的正確使用。
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接觸收斂的實例教程
兩種方法雖然在形式上都是正確的，然而使用第一種方法時，結構在兩個接觸對交接處會數值由于偏差，往往使得接觸的收斂變的困難；而第二種方法將接觸的面作為一個單一接觸能避免這種問題的出現，使得接觸的收斂性更好。
3
接觸剛度大
ANSYS求解接觸問題的時候，接觸剛度對收斂性影響顯著。大多數情況下缺省設置有效，但對于以彎曲為主的接觸問題，這種缺省設置往往是不能解決問題的。當接觸不好收斂的情況下，通過查看收斂曲線，會發現收斂曲線會平行于收斂準則。如下圖所示，分別使用FKN=0.1和FKN=0.01兩種情況下的接觸對收斂曲線，發現選擇較小的罰剛度值（FKN），可以是接觸收斂更容易。
當調整接觸剛度后，雖然可以調節結構的收斂性，然而接觸由于剛度的變化使得滲透量變大，因此需要查看結果中結構之間的滲透量，對結果精度進行判斷。
4
載荷步少
在求解非線性問題的時候，初始時間步必須不斷的調試，使得結構的收斂曲線會在收斂半徑以內。
如果對于大變形問題，通常需要更多的子步，用以捕捉模型受力過程，復雜的載荷則需要使用重啟動來多次條件時間步長。
5
奇異
結構發生奇異，收斂困難的原因，很多情況都是在物理意義上，有限元模型不準確造成的。例如：如果使用點載荷去做塑性分析，將沒有辦法獲得收斂結果。因為節點上產生了奇異，局部的奇異會使得整個結構不收斂。這個對于接觸分析也是一樣的。如果使用簡化的結果或者使用太粗的網格，造成的接觸區域是點接觸，那么很有可能使問題不收斂。
奇異性造成不收斂的另外一個原因是單元中同時夾雜著三角形單元和四邊形單元，導致求解單元的方程和單元發生了混亂。
展開 Surface to surface
Edge to surface
Edge to edge
Vertex to surface
Figure-2: 通用接觸
所以如上特征邊的接觸問題，就讓通用接觸來處理吧…
如上圖Figure-1所示的snap-fit案例，其主要接觸區域是邊對面的接觸（edge-to-surface contact）：
若僅僅定義兩個part間的面對面接觸（surface to surface contact），不收斂，后處理中可見特征邊對面的穿透……
接觸對設置
接觸狀況
Figure-3:接觸對模型及結果
改善此類接觸收斂問題，我們的建議方案為：
1.通用接觸方案
修改為接觸設置為通用接觸(General contact)，接觸屬性不變，考慮接觸分離時的不穩定狀況分析步中加入自動穩定，分析順利收斂，各階段接觸狀況如下圖：
Figure-4:各階段邊對面接觸狀況
2.接觸對方案
在Figure-3所示的面對面的接觸對外，再補充特征邊對面的接觸對，如下圖所示，分析也可順利收斂
Figure-5:邊對面的接觸對設置
來源：BasicSim
展開 遇到接觸仿真無法收斂怎么辦？是不是嘗試增加更多子步緩慢加載還是無法解決收斂性問題？這篇文章給大家介紹一些關于非線性分析和收斂的重要背景知識，并討論克服收斂問題的不同方法。具體涉及接觸分析時，可以嘗試以下幾種方法來幫助提升計算收斂性：
1.消除剛體運動：
a. 開始時讓裝配體中的所有部件都相互接觸。這可以通過移動部件、添加接觸偏移量或添加穩定阻尼來實現。
b. 在接觸表面添加摩擦，避免切向毫無阻力的運動。
2.克服不收斂：
a. 降低接觸單元的剛度。（我的經驗表明，緩慢增加載荷和降低接觸剛度可以解決90%的收斂問題）。
b. 在接觸區域細化網格，以減少反復進入和脫離接觸的單元百分比。
在本文中，我將使用一個具體的例子來演示上述一些方法，并描述其他幾種有助于克服頑固的與接觸相關的收斂問題的方法。需要注意的是，許多有限元分析程序（如ANSYS）都內置了接觸算法，試圖設置程序默認值以實現快速收斂和準確的解。然而，不可能設計一種萬能的接觸算法，使其在每種接觸條件下都能自動工作。它們是為解決常見情況而設計的，但在某些情況下可能需要手動干預。
在這個例子中，一個板彈簧被一個承受作用力的扁平剛性板壓縮，如圖1所示。這個分析使用了ANSYS Workbench有限元軟件。為了得到收斂解，需要進行幾次嘗試。
第1次計算嘗試：
圖1 計算例子
第一次嘗試求解沒有收斂，并給出以下錯誤：“內部解的大小限制被超過”。這種類型的錯誤，以及其他如“小的負方程求解器主元項”或僅僅是 “遇到求解器主元警告或錯誤”，表明存在剛體運動。
展開 接觸分析真正加載之前，設置一個接觸步讓兩個面接觸上來，在這個步驟里面，接觸面的過盈小一點好，比如0.001.接下去再把作用與兩個接觸體的力及接觸方向的自由度放開。
2. 如果系統的載荷很多的話，將系統的載荷分做多步進行加載，一次性全上可能使系統無法在規定的迭代次數內收斂。所以根據需要分開，讓abaqus的內核慢慢消化去。少吃多餐在這邊好像也是成立的。
3. 系統有多個接觸的話，也最好如載荷一樣，分成幾個step讓他們接觸上。這樣的做法會讓你以后在模型的修改中更有方向性。
4. 模型還是不收斂的話，你可以看一下是在哪一步或者那個inc不收斂。對于第一步直接不收斂的話，如果模型是像我上面把載荷和接觸分成很多步建立的話，可以把載荷加載的順序換一下。如果你把第二個加載的載荷換到第一步以后，計算收斂了，那影響收斂的主要問題應該就是原來第一個加載或著接觸影響的。這種情況下面一般算到這個加載的時候還是不會收斂。這個時候可以考慮是否有什么其他辦法能夠使步驟的變化與上一步變動小一點，比如第一點里面提到，或者繼續把這個載荷細分呢？
5. 對于接觸分析不收斂的情況，可以自己看一下模型的接觸面。有時候是overclosure,這個時候在assemble里面將模型相對位置稍微移動下或者用接觸里面的那個adjust only to remove overclose,不過或一種方法會使你的網格扭曲變形。問題不大也是可以用的。有的時候是因為，模型中的兩個接觸面變成了一個點和一個面接觸，而點或者面中有一個位置并不是很穩定。這個時候就會出現了dividing,有時候求解無法成功。這時候可以看一下是不是能夠將模型該處稍微改一下呢？或者將該處的網格細化一下。
6. 模型實在是比較大的話，可以修改solver的設定，將迭代次數改大一點。
展開 4、計算容易出現不收斂現象，通常計算到關鍵時候，由于無法繼續迭代，導致分析沒能繼續進行出現發散。
（1）
1、若主面為公扣，計算結果如下
（2）
2、替換主從面，計算結果如下
（3）
3、公扣從面為點，計算結果
（4）
4、母扣從面為點，計算結果為（1）
5、面接觸，小滑移方式能計算收斂，但是結果比較突兀。小滑移適合接觸面相對滑動較小的接觸類型，相對滑動在局部微小的區域，如螺栓連接盒過盈配合等，接觸面的接觸點關系基本保持不變，計算量小。
（5）
6、接觸區域網格細化1mm改為0.5mm，結果與（1）一致
7、打開自動穩定，指定阻尼因子（specify damping factor）0.0002，沿用細化網格模型，結果比較好點，但是還不能計算收斂
（6）
8、使用動力隱式計算求解，應用準靜態等其它均無法達到計算收斂。還包括接觸切向無摩擦。
那么，接下要如何去改善計算收斂？
展開 
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</p><p><strong>三、 核心計算邏輯存證（技術指紋）</strong></p><p>為應對支架內部復雜的銷軸與柱窩接觸非線性收斂難題，本人在原始模型中執行了以下關鍵設置（注：相關核心邏輯并未包含在已交付的階段性簡報中）：</p><ol><li><strong>摩擦接觸定義：</strong> 針對所有關鍵接觸位置設定了非線性有摩擦接觸，摩擦系數基準值設定為 <strong>0.15</strong
3
統一非光滑接觸檢測
節點、高斯、Mortar 三法合一，求解器實時切換，輕松應對棱邊、角點等極端接觸，復雜裝配收斂更穩健。
4
自適應穩定求解
隱式?瞬態?半隱式自動接力，局部屈曲、材料軟化、接觸躍遷全程“一鍵求解”，原先難收斂的模型也能順利收斂。
接觸靜力分析收斂的解決方案《案例》10個月前
（5）
6、接觸區域網格細化1mm改為0.5mm，結果與（1）一致
7、打開自動穩定，指定阻尼因子（specify damping factor）0.0002，沿用細化網格模型，結果比較好點，但是還不能計算收斂
（6）
8、使用動力隱式計算求解，應用準靜態等其它均無法達到計算收斂。還包括接觸切向無摩擦。
那么，接下要如何去改善計算收斂？
wx_fmt=png&from=appmsg"></p><p><strong>圖3 CNTSTB卡片設置</strong></p><p><br></p><p>CNTSTB卡片是用來定義接觸控制穩定參數的卡片，適用于幾何小變形/幾何大變形情況下的非線性靜態、非線性瞬態分析中的面面接觸以及點面接觸，在遇到接觸不易收斂，以及在計算接近完成（載荷增量達到0.98-1）時未能收斂情況下，使用該卡片可以保證良好的收斂性
如果您仿真分析中碰到了接觸仿真計算不收斂問題，可以聯系討論。
對于接觸問題，控制收斂時，有時要設接觸反力或用其他辦法，把穿透接觸面的節點拉回去，這個反力過大時，單個時間步中，這個節點被拉回的位移就很大，穿透了所屬單元的面，這時就產生負體積，這時要減小時間步，或者修改接觸準則，很多辦法，</p><p>這幾天我也遇到這個問題很困擾，是個接觸問題，材料都是彈性的，有幾個單元計算到某一時間步的時候就出現負體積，節點速度到12次方量級，而且前一步都很正常，變形都不大。
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</div><p>接觸關系主要為球座體和鋼珠以及鋼珠與紙面的面接觸，硬接觸效果與軟接觸不同，本次的軟接觸計算收斂性好些
小結
采用Marc的混合接觸算法，將更加容易進行接觸分析，保證接觸分析的收斂性。從而幫助客戶提升CAE仿真計算效率，提升分析的一次成功率。
Abaqus-Fesafe疲勞計算中級教程
https://www.yqgqt.org.cn/video/c10141
五折
橡膠疲勞計算課程（理論+實例操作）
https://www.yqgqt.org.cn/video/c15206
五折
Abaqus大變形+接觸非線性不收斂怎么辦
但現有復雜的接觸情況下可能會存在主面穿透從面的情況（比如：body1的點3穿透body2的面5-6）；同時在具有自接觸的模型或使用全局網格重構的模型中，會存在接觸穿透導致不收斂的情況。
針對如上缺陷，Marc軟件引入了最新的混合接觸算法。其基本思路是，在傳統接觸算法基礎上，針對可能穿透的節點施加額外的罰函數，通過罰函數來消除穿透。
