abaqus收斂過程的案例
ABAQUS非線性分析的平衡迭代過程和收斂原則 附ABAQUS非線性有限元分析與實例下載
12、如果滿足限制要求，則迭代結束，該增量步計算收斂并結束。如果不滿足要求，則迭代繼續。同時，迭代步不是無限制地增加，當超過16次迭代時，迭代將停止，增量步將不收斂。
下載地址：ABAQUS非線性有限元分析與實例
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。它包括網格收斂、時間積分精度和非線性程序收斂。</p><p><strong>l 網格收斂</strong>是指增加模型單元數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 網格自適應技術來輔助實現網格收斂。當進一步加密網格時，結果變化很小或不變時，可認為網格達到收斂。但也存在一些例外情況，如網格奇異解或材料損傷累積在模型特定區域的局部問題。</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問題，AbaqUS 提供用戶定義參數，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容，要獲得精確解需要滿足網格收斂、瞬態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．收斂對分析結果的影響</strong></h2><p>收斂性直接關系到分析結果的準確性。如果模型不收斂，得到的結果可能毫無意義，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驗的CAEer都能自行解決。
2.不收斂的本質與進階解決方法
在接著講之前，我希望大家能夠了解模型收斂的本質是什么？
對于線性系統來說，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外力與內力平衡求解出各個節點的位移，根據位移再求解應力、應變等。對于非線性系統，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 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，總結了五條經驗，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子頁面的內容是否完成；也就是說，當出現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、材料參數不符合本構模型、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）中的內容，提示計算的進度，當后續再出現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收斂調整:特征邊的接觸
特征邊的接觸（邊對邊，邊對面），初學者的直覺印象就是收斂困難，對嗎？所以通常我們得到的經驗就是：對特征邊做倒角的處理來提高收斂性。
Figure-1: Snap-fit example （特征邊對面）
在說特征邊的接觸前，我們先說說通用接觸和接觸對的選擇：
我們之前的經驗是:
Abaqus/Standard中選擇通用接觸還是接觸對，主要取決于接觸定義的簡單易用性和分析效能的權衡，接觸對由于限定了接觸面的范圍，求解效率更高，而通用接觸則更適用于多組件或具有復雜拓撲結構模型的建模。兩者的不同主要在于用戶界面、默認數值分析設置以及可用選項上的差別，但是其算法和求解精確性幾乎一樣。
現在關于這條經驗, 隨著Abaqus新版本中通用接觸功能的增強我們可能需要更新為:
通用接觸設置會顯得更為簡單，限制少，且可靈活處理多種接觸狀況，例如邊對面、邊對邊、頂點對面等接觸，如圖所示，故建議接觸分析中首選通用接觸來定義接觸。
展開 ABAQUS-關于收斂性的六點建議
不要希望Abaqus解決所有過約束問題，而是自己要正確地定義約束。另外，看一下零主元警告的位置(那里有約束嗎？)。
4) 檢查接觸
接觸也是導致收斂困難的元兇之一。想想看，這并不奇怪，因為接觸的開始會造成力-位移關系的不連續性，這就增加了用牛頓法求解的難度。這就是為什么Abaqus在接觸發生變化時發生嚴重不連續迭代的原因。
接觸不收斂的一個可能原因是接觸的初始狀態.如果模型中存在依靠接觸來獲得穩定（約束），并且最初沒有接觸，那么模擬可能會有不收斂困難。這在施加的是力載荷時常會發生：基本上力載荷是在不會發生剛體運動的模型中施加。而最初使用位移控制通常可以解決收斂問題。ABAQUS還提供接觸穩定，在接觸前自動控制剛體運動，幫助提高收斂。
在定義接觸控制時，可以使用自動穩定。這時也相當于在物體接觸之前施加一個阻尼，這樣就會阻止受載部件的位移而消除剛體運動。因為最后物體還是會接觸上，所以這個阻尼實際上在分析步內是逐漸減小的，最終減為0（默認）。這時建議在結果中檢查ALLSD，如查看ALLSD 與ALLIE的比值（一般認為需小于2%），這在遇到不穩定問題時也可以采用。
另一個由于接觸導致不收斂的潛在原因是實際接觸的面組卻沒有定義接觸，這通常會導致不收斂或者極度變形。自接觸很容易被使用者忽視，但使用通用接觸可避免這個問題。
5) 檢查材料屬性
當材料出現負（非正）剛度時（即應變增加而應力不增加），通常會出現不收斂問題。當采用試驗數據導入來定義材料屬性時最有可能發生。檢查最大應力和應變，判讀是否發生損傷。如果使用Abaqus中的超彈材料模型，材料可能存在穩定極限（即超出某應變范圍就變得不穩定），這時右鍵點擊Evaluate即可評估材料，查看不穩定區間。
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，總結了五條經驗，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子頁面的內容是否完成；也就是說，當出現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、材料參數不符合本構模型、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）中的內容，提示計算的進度，當后續再出現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接觸收斂問題處理方法匯總
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。對于開始計算就不收斂的，而在迭代次數到了以后時間增量還不是很小的話，可以將initial和minimum改小一點。模型越大的話這邊可以改的越小，特別是前后兩個step變化比較大的情況下。
展開 abaqus 復合材料接觸不收斂
abaqus 復合材料接觸不收斂
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。這些參數用于迭代材質參數和/或幾何體以優化其行為。傳統的方法，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，有限元法和其他數值方法旨在提供一個考慮到更多細節的工程分析，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。對于那些使用有限元分析的人，通常使用收斂項。大多數線性問題不需要迭代求解過程。網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。在本節中，將調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值困難。
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使用abaqus中CEL方法模擬氣囊充氣過程 ￥49.9
<p>1、創建氣囊、歐拉計算域</p><p>氣囊使用3D殼建模，尺寸如下圖所示</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202406/attachment/18be8edbcbbd498eac5dd4b4bd65b393.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/18be8edbcbbd498eac5dd4b4bd65b393.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/18be8edbcbbd498eac5dd4b4bd65b393.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/18be8edbcbbd498eac5dd4b4bd65b393.png?image_process=/format,webp/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/18be8edbcbbd498eac5dd4b4bd65b393.png">
</figure>
</div><p>歐拉計算域尺寸為200*200*200mm</p><div contenteditable="false" width="100%">
展開 ABAQUS-接觸分析中收斂問題的解決方法【轉載】
5、平穩地建立接觸關系
如果在第一個分析步中就把全部載荷施加到模型上，使接觸狀態的發生劇烈改變，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、細化網格
細化從面和主面的網格是解決收斂問題的一個重要方法。過于粗糙的網格會使ABAQUS難以確定接觸狀態，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、網格較粗的面作為主面。
2）主面在發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點落到主面之外。
4）如果主面和從面在幾何位置上沒有發生重疊，則一個面的法線應指向另一個面所在的那一側(對于三維實體，法線應該指向外側)。
9、避免過約束
如果在節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:從面節點會受到沿主面法線方向的約束。
2）邊界條件。
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，被視為數字問題或數字困難。
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將嘗試執行實質點計算，但是可能會出現收斂問題
結果。
?負特征值通常與剛度降低或解決方案唯一性相關，例如當結構開始彎曲或材料變得不穩定時可能會發生。
–負特征值也可以與使用拉格朗日乘數來強制約束的建模技術相關聯。
–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負特征值警告，則必須仔細評估計算出的解。
?數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。 過度約束的節點可能仍然表現適當，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不良行為。 由于剛體的運動，有時也會出現零主元運動。
對于某些警告消息，錯誤消息和聯系診斷，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點或元素。 對于警告和錯誤消息，導致警告或錯誤的節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點。
展開 [非線性]ABAQUS收斂調整(1):接觸屬性
作者：羅元元 來源：CAETube講堂
大部分情況下我們所討論的非線性分析不收斂都來源于接觸問題導致的不收斂。
接觸這件事，建模設置上而言不外乎定義接觸對、定義接觸屬性等等（如下圖），初級選手容易輕視，不收斂的時候也不知該如何診斷，不知該如何去做有效調試。
Figure-0: 接觸屬性設置
實際上，接觸，在仿真分析中，絕對是個看似青銅實則王者級別的難題。
有一些通用的解決辦法，大家可以在幫助文件的Interaction → Contact Difficulties and Diagnostics中找到，例如初始接觸狀況、穿透、突然分離造成的局部不穩定等等，但是確實沒有一概而論的措施，更多的情況下準確的診斷以及有效的改善還是要依靠經驗的累積。
這里，有一些是筆者團隊在日常工作中所積累的一些小經驗，與大家分享。
P.S．基于經驗累積和理解，可能會有些偏差或錯誤，不足之處，還請大家指正
1. ‘軟’接觸
參考幫助文件Interaction → Contact Property Models → MechanicalContact properties Contactpressure-overclosure relationships → using “softened” contact relationship
在幫助文件中指出: 適用于接觸面有一方或者皆是單薄軟面的模擬，例如墊片、表面涂層等；在Abaqus/Standard中有時也采用’軟”接觸代替硬接觸來解決模擬中的數值收斂性問題。
那我們的問題是，這個‘有時’是指什么時候呢？
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