abaqus 收斂 多步的案例
ANSA_ABAQUS三種方法多步分析 ￥10
ANSA_ABAQUS三種方法多步分析
abaqus應(yīng)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(yīng)技術(shù)來輔助實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格收斂。當(dāng)進(jìn)一步加密網(wǎng)格時，結(jié)果變化很小或不變時，可認(rèn)為網(wǎng)格達(dá)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(guān)方程的積分精度。</p><p><strong>l 非線性程序收斂</strong>是本文重點(diǎn)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(guān)系到分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。如果模型不收斂，得到的結(jié)果可能毫無意義，甚至?xí)`導(dǎo)工程決策和學(xué)術(shù)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(jìn)行有效分析的基礎(chǔ)。
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(dǎo)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(jī)，使用了這么多年的軟件總有點(diǎn)心得吧，總結(jié)了五條經(jīng)驗(yàn)，分享給大家：
一、ABAQUS的任務(wù)提交流程
了解ABAQUS的任務(wù)提交流程，也就是讓我們學(xué)會找錯！當(dāng)我們點(diǎn)擊Submit后會有兩個處理階段：1）預(yù)處理；2）任務(wù)計算。
結(jié)合ABAQUS Job Monitor窗口進(jìn)行講解，兩個階段的分界點(diǎn)位于Data File子頁面的內(nèi)容是否完成；也就是說，當(dāng)出現(xiàn)Error，而Message File和Status File未激活（生成）時，表明還處于預(yù)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(guān)鍵字輸入問題等，我們只需逐個修改即可。
當(dāng)順利進(jìn)入任務(wù)計算階段后，窗口上方的表格將實(shí)時更新為Status File（jobName.sta）中的內(nèi)容，提示計算的進(jìn)度，當(dāng)后續(xù)再出現(xiàn)Error時，才可能是由于計算不收斂導(dǎo)致的錯誤。
二、收斂的基本條件
模型收斂是什么？很多初學(xué)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(fù)雜材料模型就計算不了，為什么？”。
展開 abaqus四點(diǎn)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(fù)合材料接觸不收斂
abaqus 復(fù)合材料接觸不收斂
第二章 abaqus分析收斂準(zhǔn)則
abaqus分析收斂準(zhǔn)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(zhǔn)則
2.1 收斂問題的癥狀
收斂問題是與工程設(shè)計相關(guān)的一個典型的分析問題，涉及撓度、位移、應(yīng)力、固有頻率、溫度分布等的預(yù)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(xì)節(jié)的工程分析，這對于手工計算是不實(shí)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(shù)語相關(guān)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(kuò)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(xué)方程，當(dāng)前求解至于前一時刻的速度與位移有關(guān)，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(rèn)為是針對隱式計算。
1.基礎(chǔ)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(guān)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(yàn)的CAEer都能自行解決。
2.不收斂的本質(zhì)與進(jìn)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(diǎn)的位移，根據(jù)位移再求解應(yīng)力、應(yīng)變等。對于非線性系統(tǒng)，載荷與位移的關(guān)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(xì)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。
展開 Abaqus有限元分析不收斂該怎么辦？ 附ABAQUS非線性有限元分析實(shí)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(dǎo)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(jī)，使用了這么多年的軟件總有點(diǎn)心得吧，總結(jié)了五條經(jīng)驗(yàn)，分享給大家：
一、ABAQUS的任務(wù)提交流程
了解ABAQUS的任務(wù)提交流程，也就是讓我們學(xué)會找錯！當(dāng)我們點(diǎn)擊Submit后會有兩個處理階段：1）預(yù)處理；2）任務(wù)計算。
結(jié)合ABAQUS Job Monitor窗口進(jìn)行講解，兩個階段的分界點(diǎn)位于Data File子頁面的內(nèi)容是否完成；也就是說，當(dāng)出現(xiàn)Error，而Message File和Status File未激活（生成）時，表明還處于預(yù)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(guān)鍵字輸入問題等，我們只需逐個修改即可。
當(dāng)順利進(jìn)入任務(wù)計算階段后，窗口上方的表格將實(shí)時更新為Status File（jobName.sta）中的內(nèi)容，提示計算的進(jìn)度，當(dāng)后續(xù)再出現(xiàn)Error時，才可能是由于計算不收斂導(dǎo)致的錯誤。
二、收斂的基本條件
模型收斂是什么？很多初學(xué)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(fù)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(guān)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(yīng)首先定義一個只有很小載荷的分析步，讓接觸關(guān)系平穩(wěn)地建立起來，然后在下一個分析步中再施加真實(shí)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(xì)化網(wǎng)格
細(xì)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(rèn)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(yīng)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(diǎn)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(yīng)指向另一個面所在的那一側(cè)(對于三維實(shí)體，法線應(yīng)該指向外側(cè))。
9、避免過約束
如果在節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(yīng)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?yàn)樗谥鲬?yīng)力空間的屈服面上存在尖角——因?yàn)樵谟嬎氵^程中需要對屈服函數(shù)求導(dǎo),而如果曲線不光滑,尖角處也就沒法求導(dǎo),向后歐拉算法也就沒法進(jìn)行了。理論上基本是不能算的,但Abaqus內(nèi)部對尖角處進(jìn)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(zhǔn)則就較好地克服了這一點(diǎn)。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(guān)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(yīng)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(qiáng)度太弱,很有可能是你的接觸、約束、荷載或邊界出了問題,導(dǎo)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(yīng)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(jìn)行孔壓—應(yīng)力分析時:
a. 墻裂建議各位注意單位,應(yīng)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.
展開 
[非線性]ABAQUS收斂調(diào)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(dǎo)致的不收斂。
接觸這件事，建模設(shè)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(diào)試。
Figure-0: 接觸屬性設(shè)置
實(shí)際上，接觸，在仿真分析中，絕對是個看似青銅實(shí)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(wěn)定等等，但是確實(shí)沒有一概而論的措施，更多的情況下準(zhǔn)確的診斷以及有效的改善還是要依靠經(jīng)驗(yàn)的累積。
這里，有一些是筆者團(tuán)隊在日常工作中所積累的一些小經(jīng)驗(yàn)，與大家分享。
P.S．基于經(jīng)驗(yàn)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(shù)值收斂性問題。
那我們的問題是，這個‘有時’是指什么時候呢？
展開 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(shí)例下載
12、如果滿足限制要求，則迭代結(jié)束，該增量步計算收斂并結(jié)束。如果不滿足要求，則迭代繼續(xù)。同時，迭代步不是無限制地增加，當(dāng)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(shí)例
有限元：關(guān)于abaqus分析不收斂的幾個解決方法 附ABAQUS有限元分析實(shí)例詳解下載
接觸分析收斂不管怎么總還是一個很大的問題，而我們經(jīng)常在一個地方卡了很長的時間，怎么也找不到解決和提高的辦法。
在我分析的過程當(dāng)中，怎么找到模型中的影響收斂的關(guān)鍵問題所在也是一個很讓我迷茫了很長時間。下面談一下我個人的一些經(jīng)驗(yàn)和看法。如有錯誤還望大家指出，也希望大家給出自己更多的經(jīng)驗(yàn)分享。
abaqus的隱式求解的就是求算出一個很大的剛度矩陣的解，這個方程能否通過一次一次的迭代到最后達(dá)到一個系統(tǒng)默認(rèn)的收斂準(zhǔn)則標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)，就決定了這一次計算能否收斂。因此要收斂的話，系統(tǒng)與上一個分析步的邊界條件區(qū)別越小的話，系統(tǒng)就越容易找到收斂解。針對這一點(diǎn)，我們可以得到下面的幾種方法來盡可能的使系統(tǒng)的方程的解盡可能的接近上一步，以達(dá)到收斂。下面的方法的指導(dǎo)思想是：盡可能小的模型，前后兩個分析步的改變盡可能的少。
1. 接觸分析真正加載之前，設(shè)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(diǎn)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(tǒng)的載荷很多的話，將系統(tǒng)的載荷分做多步進(jìn)行加載，一次性全上可能使系統(tǒng)無法在規(guī)定的迭代次數(shù)內(nèi)收斂。所以根據(jù)需要分開，讓abaqus的內(nèi)核慢慢消化去。少吃多餐在這邊好像也是成立的。
3. 系統(tǒng)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(yīng)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。
展開 abaqus接觸建模與收斂培訓(xùn)教程 ￥100
abaqus接觸建模與收斂培訓(xùn)教程
