ansys迭代收斂
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys迭代收斂的視頻教程
Ansys workbench不收斂解決方案
我們在用ansys workbench進行仿真計算時，對于大型模型，尤其是非線性計算時，經常會出現不收斂的情況。 通過調整計算子歩（substep）也沒有起到良好的效果。 那么我們應該如何操作才能使計算收斂，以得到我們的最終解呢？ 讓這次課程來告訴你答案。
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ansys迭代收斂的實例教程
所有平衡方程基于變形后的結構，這可能需要大量的反復迭代。當結構很柔時，建議使用該選項。
3．求解控制在每個時間步求解非線性方程。這可能需要重新形成和重新求解剛度矩陣，進行迭代直至解收斂。若不能實現收斂，則程序將步分割為更小的步再次運行。每階段最大總步數是分析中允許的最多步數，可以包含保存的步和結果未被保存的中間子步。此值對分析時間進行控制。以一個較小值開始，得到分析所用時間的認識。如果分析在最大總步數里沒有達到它的目標荷載或位移，可以用比較大數目的步數再一次運行分析，運行一次非線性靜力分析的時間大致和總步數成正比。每階段最大空步數表示在非性求解過程中，每步允許的空步數。
空步發生于：
1）一個框架鉸試圖卸載
2）一個事件（屈服、卸載等）引發另一事件
3）迭代不收斂和嘗試了一較小的步。過多的空步數可能表示，由于災難性的失效或數值敏感而導致求解停止。可設置一定的空步數，這樣若收斂困難，求解將結束。如果不想分析由于空步數到達而結束，則設置此值等于最大總步數。每步最大迭代數用來確保在分析的每一步達到平衡。在程序試圖使用一個較小的子步前，用戶可控制在每步允許的迭代數目。在多數情況默認值是適用的。
迭代收斂容差（相對）用來確保在分析的每一步建立平衡。可設置相對收斂容差來比較作用在結構上的力值和它的誤差。對于大變形問題，需要使用比其他非線性類型小得多的收斂容差值，以得到好的結果。嘗試減小此值直至得到一致的結果。
事件凝聚容差（相對）是非線性解算法對于框架鉸使用“事件到事件”的策略。若模型中有大量的鉸，則會產生大量的求解步。事件凝聚容差用來將事件聚合在一起，從而減少求解時間。當一個鉸屈服或移至力—位移（彎矩—轉動）曲線的另一段時，觸發一個事件。若其他的鉸接近經歷自己的事件時，在事件容差內，它們將被視為好象它們到達了事件。
展開 ZS1ABAQUS/Standard 與Explicit 的迭代收斂與提高分析效率的方法不同比較
因此無論進行多少次迭代，產生的內力都必須在這二者之間。
9、第二次迭代，首先根據K1和最大荷載P1得到一個新的位移u2。P1=K1u2。
10、根據u2和本構關系，得到新的內力I2。I2=K2u2。
11、計算出R2=P1-I2,與平均力的0.5%做比較；再計算出△u2=u2-u1，與u2-u0的1%做比較。
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
展開 上面這張圖，用過ANSYS的朋友一定都很熟悉吧，在開始求解到求解結束的整個漫長過程中，這幅圖都會陪伴我們度過每一秒。
那么，圖中的各個曲線分別代表了什么意思呢？下面來說一說
Time=1
這是時間標記，如果你的分析是多荷載步的，就會看到Time=1、2、3……如果在定義荷載步的過程中定義了時間的數值，那么這里就會按照用戶定義的時間顯示。時間很重要，可以在遇到程序意外錯誤的時候，通過時間數據找到“發生計算問題的時間點”以便于我們對模型的再修改。
橫軸： Cumulative Iteration Number / 累積迭代數
在非線性問題的求解過程中，程序利用求解器進行迭代計算來得到最終的解答。橫坐標的“數量”大小，和項目的非線性程度直接相關，越接近線性問題，迭代數越少，非線性程度越高或遇到難以收斂的時候，迭代次數就會顯著增加。
縱軸： Absolute Convergence Norm / 絕對收斂范數
既然叫“范數”，聯想到我們在建模過程中輸入的各種數值都不是“范數”形式的，因此程序在求解過程中，在進行計算的同時，也把相應的變量進行了“規范化”處理，比如有時候會進行歸一化等等。對于我們來說，縱軸的坐標數值并不重要，重要的是曲線之前的相對位置關系。
重點來了
我們來看看曲線代表了什么意思
注意上面的曲線，體現的是F(Force，荷載)與M(Moment，彎矩)之間的關系，用這二者來繪圖，是因為在求解計算過程中，這二者在全部單元自由度中都有相關性。在有些分析中，還會出現溫度、位移等。
上圖中還可見的，是CRIT和L2標簽，CRIT是criteria的縮寫，指的是收斂判別準則；L2指的是L2級范數，當然還有L0、L1級范數，這里我們叫它為計算殘差。
展開 上面這張圖，用過ANSYS的朋友一定都很熟悉吧，在開始求解到求解結束的整個漫長過程中，這幅圖都會陪伴我們度過每一秒。
那么，圖中的各個曲線分別代表了什么意思呢？下面來說一說
Time=1
這是時間標記，如果你的分析是多荷載步的，就會看到Time=1、2、3……如果在定義荷載步的過程中定義了時間的數值，那么這里就會按照用戶定義的時間顯示。時間很重要，可以在遇到程序意外錯誤的時候，通過時間數據找到“發生計算問題的時間點”以便于我們對模型的再修改。
橫軸： Cumulative Iteration Number / 累積迭代數
在非線性問題的求解過程中，程序利用求解器進行迭代計算來得到最終的解答。橫坐標的“數量”大小，和項目的非線性程度直接相關，越接近線性問題，迭代數越少，非線性程度越高或遇到難以收斂的時候，迭代次數就會顯著增加。
縱軸： Absolute Convergence Norm / 絕對收斂范數
既然叫“范數”，聯想到我們在建模過程中輸入的各種數值都不是“范數”形式的，因此程序在求解過程中，在進行計算的同時，也把相應的變量進行了“規范化”處理，比如有時候會進行歸一化等等。對于我們來說，縱軸的坐標數值并不重要，重要的是曲線之前的相對位置關系。
重點來了
我們來看看曲線代表了什么意思
注意上面的曲線，體現的是F(Force，荷載)與M(Moment，彎矩)之間的關系，用這二者來繪圖，是因為在求解計算過程中，這二者在全部單元自由度中都有相關性。在有些分析中，還會出現溫度、位移等。
上圖中還可見的，是CRIT和L2標簽，CRIT是criteria的縮寫，指的是收斂判別準則；L2指的是L2級范數，當然還有L0、L1級范數，這里我們叫它為計算殘差。
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進行非線性分析時，收斂性是大家非常關心的一個問題。在Ansys workbench中，可以通過Details of “Solution Information”中選擇“Solution Output=Force Convergence”來查看收斂情況，其中，最直觀的莫過于力收斂曲線了。
Solution Output選項
力收斂曲線如下圖所示:
力收斂曲線圖
判斷收斂的方法很簡單
解決非線性分析不收斂的技巧
1模型中結構剛度的大小。
對于某些結構，從概念的角度看，可以認為它是幾何不變的穩定體系。但如果結構相近的幾個主要構件剛度相差懸殊，在數值計算中就可能導致數值計算的較大誤差
ZS1ABAQUS/Standard 與Explicit 的迭代收斂與提高分析效率的方法不同比較
在使用ABAQSU隱式方法進行非線性分析時，采用的是整體平衡迭代的方法。每一個增量步計算結束得出的結果只是一個無限接近解析解的結果，并不能得到精確解。因此要判斷某一個增量步是否完成了計算，需要判斷其結果增量是否滿足某個限制，當結果增量滿足限制要求時，該增量步即可收斂。要完成每一個增量步的計算，有時需要進行多個步驟的迭代才能達到收斂限值，如果一個迭代步的結果無法達到收斂限值
非線性問題是什么？
在日常生活中，經常會遇到結構非線性問題。例如，當用釘書針釘紙張時，金屬釘書釘將永久地彎曲成一個不同的形狀(圖 1a)；在一個木架上放置重物，隨著時間的推移木架將越來越下垂(圖 1b)；汽車或卡車上裝載貨物時，輪胎和下面路面間接觸面將隨貨物重量變化(圖 1c)。如果將上述例子的載荷變形曲線畫出來，我們將發現它們都顯示了結構非線性的基本特征—結構剛度改變。
二、引起不收斂的因素
1、模型——主要是結構剛度的大小。
對于某些結構，從概念的角度看，可以認為它是幾何不變的穩定體系。但如果結構相近的幾個主要構件剛度相差懸殊，在數值計算中就可能導致數值計算的較大誤差，嚴重的可能會導致結構的幾何可變性——忽略小剛度構件的剛度貢獻
ansys計算之后出現這個錯誤，這是什么原因，怎么解決
A large negative pivot value ( -1.685395134E+09 ) has been encountered
in the global assembled matrix at the UZ degree of freedom of node
2028351. This may
何為收斂？
Q:結構非線性靜力分析經常出現收斂這個詞，如：收斂容限，收斂準則，收斂的解，位移收斂檢驗等
A: 個人是這樣理解的：
談到收斂總會和穩定性聯系在一起，簡單的說，就是在進行求解過程中的一些中間值的誤差對于結果的影響的大小，當中間量的誤差對于你的數值積分的結果沒有產生影響，就說明你的積分方法是穩定的，最終你的數值積分的結果就會收斂于精確解；當中間量的誤差導致數值積分結果與精確解有很大的差別時
ANSYS Mechanical 作為ANSYS致力于結構分析的模塊，可以對線性以及非線性結構分析問題進行仿真。其中非線性問題對于 用戶都是一種挑戰，分析過程中頻繁蹦出的“errors”and“Warnings”挑戰著分析人員的耐心，結果收斂成為大家最期待的結果。如果想順利進行非線性結構分析，學會診斷不收斂問題，就顯得至關重要了。
<p> 有限元分析可以簡單地分為線性與非線性分析，其中線性分析是基于外載荷與模型響應的線性關系，非線性則是以上兩者的非線性關系。非線性分析主要分為三種類型，材料非線性、幾何非線性以及狀態非線性。下面簡單描述三種非線性的范圍。<strong>（可能有所欠缺，歡迎指正，不定期更新）</strong></p><div contenteditable="false
