ansys收斂范圍
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys收斂范圍的視頻教程
Ansys workbench不收斂解決方案
我們?cè)谟?em>ansys workbench進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)，對(duì)于大型模型，尤其是非線性計(jì)算時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)不收斂的情況。 通過調(diào)整計(jì)算子歩（substep）也沒有起到良好的效果。 那么我們應(yīng)該如何操作才能使計(jì)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收斂范圍的實(shí)例教程
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ansys非線性收斂總結(jié)
ansys計(jì)算非線性時(shí)會(huì)繪出收斂圖，其中橫坐標(biāo)是cumulative iteration number 縱坐標(biāo)是absolute convergence norm。他們分別是累積迭代次數(shù)和絕對(duì)收斂范數(shù)，用來判斷非線性分析是否收斂。
ansys在每荷載步的迭代中計(jì)算非線性的收斂判別準(zhǔn)則和計(jì)算殘差。其中計(jì)算殘差是所有單元內(nèi)力的范數(shù)，只有當(dāng)殘差小于準(zhǔn)則時(shí)，非線性疊代才算收斂。
ansys的收斂是基于力的收斂的,以力為基礎(chǔ)的收斂提供了收斂量的絕對(duì)值，而以位移為基礎(chǔ)的收斂僅提供表現(xiàn)收斂的相對(duì)量度。一般不單獨(dú)使用位移收斂準(zhǔn)則,否則會(huì)產(chǎn)生一定偏差,有些情況會(huì)造成假收斂.(ansys非線性分析指南--基本過程Page.6) 。因此ansys官方建議用戶盡量以力為基礎(chǔ)（或力矩）的收斂誤差，如果需要也可以增加以位移為基礎(chǔ)的收斂檢查。
ANSYS缺省是用L2范數(shù)控制收斂。其它還有L1范數(shù)和L0范數(shù)，可用CNVTOL命令設(shè)置。在計(jì)算中L2值不斷變化，若L2<criterion的時(shí)候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數(shù)小于設(shè)置的criterion時(shí)判斷為收斂。
由于ANSYS缺省的criterion計(jì)算是全部變量的平方和開平方（SRSS）*valuse(你設(shè)置的值)，所以crition也有小小變化。如有需要，也可自己指定crition為某一常數(shù)， CNVTOL,F,10000,0.0001,0就指定力的收斂控制值為10000*0.0001=1。
展開 進(jìn)行非線性分析時(shí)，收斂性是大家非常關(guān)心的一個(gè)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(xiàng)
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，只要“計(jì)算的力收斂曲線”落在“力收斂準(zhǔn)則”曲線之下，就表示該載荷步或子步收斂了。
該模型中有兩個(gè)載荷步，分析設(shè)置中時(shí)間步長設(shè)置為“Program Contrlled”.
除了看上述的力收斂曲線圖，我們可以設(shè)置“Solution Output= Solve Output”查看計(jì)算輸出信息，從其中可以更詳細(xì)地看到收斂情況。
可以將計(jì)算輸出的信息與力收斂曲線圖對(duì)比起來看，就更容易理解力收斂圖了。
第1個(gè)載荷步中，第1個(gè)分析子步經(jīng)過了15次迭代收斂（圖中每個(gè)圓點(diǎn)代表一次迭代）。
經(jīng)過4個(gè)分析子步，第1個(gè)載荷步完成加載并收斂。第2個(gè)載荷步程序自動(dòng)設(shè)置的信息如下：
初始子步數(shù)量為5，載荷步的分析時(shí)間為1s，因此初始的時(shí)間步長為0.2s。
第2個(gè)載荷步的第1個(gè)分析子步，經(jīng)過25次計(jì)算迭代后，還不收斂。程序進(jìn)行自動(dòng)二分，將時(shí)間步長除以2，變?yōu)?.1s。
自動(dòng)二分是一種用于解決非線性分析過程中收斂困難的策略。當(dāng)收斂失敗發(fā)生在某個(gè)子步中，程序會(huì)自動(dòng)減小時(shí)間步長，通常是前一個(gè)步長的一半左右。然后，程序會(huì)從前一個(gè)成功收斂的時(shí)間子步繼續(xù)求解。如果再次遇到收斂失敗，程序會(huì)繼續(xù)減小時(shí)間步長并繼續(xù)求解，直到達(dá)到收斂或達(dá)到指定的最小時(shí)間步長值。這種方法有助于逐步逼近正確解，并確保分析的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
展開 引起求解不收斂的原因很多，大致可以分為如下幾種情況：
網(wǎng)格劃分問題導(dǎo)致的不收斂
大家都知道，網(wǎng)格劃分的越細(xì)，求解的精度越高，但是網(wǎng)格越細(xì)，求解時(shí)占用的電腦空間就越大，求解所需的時(shí)間也越長。網(wǎng)格劃分的比較粗時(shí)，可能會(huì)引起不收斂，解決的方法就是在受力或有明顯作用的地方進(jìn)行局部細(xì)化網(wǎng)格。
2.求解方法選擇不合適
對(duì)于非線性分析來說，系統(tǒng)默認(rèn)的是稀疏矩陣法（除了子結(jié)構(gòu)計(jì)算默認(rèn)波前法外）。對(duì)于3維模型來說，預(yù)共軛梯度法是最優(yōu)的算法，但當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度呈現(xiàn)病態(tài)時(shí)，迭代不易收斂。為此推薦以下算法：
1）、BEAM單元結(jié)構(gòu)，SHELL單元結(jié)構(gòu)，或以此為主的含3-DSOLID的結(jié)構(gòu)，用稀疏矩陣法；
2）、3-D SOLID的結(jié)構(gòu)，用預(yù)共軛梯度法；
3）、當(dāng)你的結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)病態(tài)時(shí)，用稀疏矩陣法；
4）、當(dāng)你不知道用什么時(shí)，采用默認(rèn)算法。
3.其他設(shè)置
可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
設(shè)置足夠大的荷載步，可以更容易收斂，避免發(fā)散的出現(xiàn)；
設(shè)置足夠大的平衡迭代步數(shù)，默認(rèn)為25，可以放大到很大(100)；
將收斂準(zhǔn)則調(diào)整，以位移控制時(shí)調(diào)整為0.05，以力控制為0.01。
對(duì)于線性單元和無中間節(jié)點(diǎn)的單元（SOLID65和SOLID45），關(guān)閉EXTRA DISPLACEMENTS OPTIONS（在OPTIONS中）。
對(duì)于CONCRETE材料，可以關(guān)閉壓碎功能，將CONCRETE中的單軸抗壓強(qiáng)度設(shè)置為-1。
來源：ANSYS及Workbench加油站
展開 ansys計(jì)算之后出現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)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 be caused by a bad temperature-dependent material
property used in the model.
二、引起不收斂的因素
1、模型——主要是結(jié)構(gòu)剛度的大小。
對(duì)于某些結(jié)構(gòu)，從概念的角度看，可以認(rèn)為它是幾何不變的穩(wěn)定體系。但如果結(jié)構(gòu)相近的幾個(gè)主要構(gòu)件剛度相差懸殊，在數(shù)值計(jì)算中就可能導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算的較大誤差，嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的幾何可變性——忽略小剛度構(gòu)件的剛度貢獻(xiàn)
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ANSYS Workbench非線性分析收斂曲線解讀10個(gè)月前
進(jìn)行非線性分析時(shí)，收斂性是大家非常關(guān)心的一個(gè)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(xiàng)
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(jié)構(gòu)剛度的大小。
對(duì)于某些結(jié)構(gòu)，從概念的角度看，可以認(rèn)為它是幾何不變的穩(wěn)定體系。但如果結(jié)構(gòu)相近的幾個(gè)主要構(gòu)件剛度相差懸殊，在數(shù)值計(jì)算中就可能導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算的較大誤差
非線性問題是什么？
在日常生活中，經(jīng)常會(huì)遇到結(jié)構(gòu)非線性問題。例如，當(dāng)用釘書針釘紙張時(shí)，金屬釘書釘將永久地彎曲成一個(gè)不同的形狀(圖 1a)；在一個(gè)木架上放置重物，隨著時(shí)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(shí)，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(fā)現(xiàn)它們都顯示了結(jié)構(gòu)非線性的基本特征—結(jié)構(gòu)剛度改變。
二、引起不收斂的因素
1、模型——主要是結(jié)構(gòu)剛度的大小。
對(duì)于某些結(jié)構(gòu)，從概念的角度看，可以認(rèn)為它是幾何不變的穩(wěn)定體系。但如果結(jié)構(gòu)相近的幾個(gè)主要構(gòu)件剛度相差懸殊，在數(shù)值計(jì)算中就可能導(dǎo)致數(shù)值計(jì)算的較大誤差，嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的幾何可變性——忽略小剛度構(gòu)件的剛度貢獻(xiàn)
ansys計(jì)算之后出現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)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(jié)構(gòu)非線性靜力分析經(jīng)常出現(xiàn)收斂這個(gè)詞，如：收斂容限，收斂準(zhǔn)則，收斂的解，位移收斂檢驗(yàn)等
A: 個(gè)人是這樣理解的：
談到收斂總會(huì)和穩(wěn)定性聯(lián)系在一起，簡單的說，就是在進(jìn)行求解過程中的一些中間值的誤差對(duì)于結(jié)果的影響的大小，當(dāng)中間量的誤差對(duì)于你的數(shù)值積分的結(jié)果沒有產(chǎn)生影響，就說明你的積分方法是穩(wěn)定的，最終你的數(shù)值積分的結(jié)果就會(huì)收斂于精確解；當(dāng)中間量的誤差導(dǎo)致數(shù)值積分結(jié)果與精確解有很大的差別時(shí)
ANSYS Mechanical 作為ANSYS致力于結(jié)構(gòu)分析的模塊，可以對(duì)線性以及非線性結(jié)構(gòu)分析問題進(jìn)行仿真。其中非線性問題對(duì)于 用戶都是一種挑戰(zhàn)，分析過程中頻繁蹦出的“errors”and“Warnings”挑戰(zhàn)著分析人員的耐心，結(jié)果收斂成為大家最期待的結(jié)果。如果想順利進(jìn)行非線性結(jié)構(gòu)分析，學(xué)會(huì)診斷不收斂問題，就顯得至關(guān)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(yīng)的線性關(guān)系，非線性則是以上兩者的非線性關(guān)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(tài)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
引起求解不收斂的原因很多，大致可以分為如下幾種情況：
網(wǎng)格劃分問題導(dǎo)致的不收斂
大家都知道，網(wǎng)格劃分的越細(xì)，求解的精度越高，但是網(wǎng)格越細(xì)，求解時(shí)占用的電腦空間就越大，求解所需的時(shí)間也越長。網(wǎng)格劃分的比較粗時(shí)，可能會(huì)引起不收斂，解決的方法就是在受力或有明顯作用的地方進(jìn)行局部細(xì)化網(wǎng)格。
2.求解方法選擇不合適
對(duì)于非線性分析來說，系統(tǒng)默認(rèn)的是稀疏矩陣法
根據(jù)ANSYS的使用者反饋，針對(duì)非線性接觸問題上的求解，經(jīng)常會(huì)有客戶出現(xiàn)不收斂的情況，在調(diào)試收斂性上花費(fèi)大量的時(shí)間。本文主要針對(duì)ANSYS 接觸不收斂問題進(jìn)行方法上的技巧總結(jié)，希望通過本文使大家在ANSYS軟件的使用上有更好的體驗(yàn)。
ANSYS接觸不收斂的原因有非常多的原因，針對(duì)每一種不收斂問題，選擇正確的方法都能使不收斂問題解決變得容易起來。在使用軟件中，ANSYS接觸不收斂原因主要有下面這些原因
