ansys快速收斂的案例
ANSYS求解收斂問題
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)，求解時占用的電腦空間就越大，求解所需的時間也越長。網(wǎng)格劃分的比較粗時，可能會引起不收斂，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)計算默認(rèn)波前法外）。對于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，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，用稀疏矩陣法；
4）、當(dāng)你不知道用什么時，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，以位移控制時調(diào)整為0.05，以力控制為0.01。
對于線性單元和無中間節(jié)點的單元（SOLID65和SOLID45），關(guān)閉EXTRA DISPLACEMENTS OPTIONS（在OPTIONS中）。
對于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計算不收斂
ansys計算之后出現(xiàn)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 be caused by a bad temperature-dependent material
property used in the model.
快速仿真與快速設(shè)計：Ansys Discovery【今日16:00直播】
10月23日，Ansys官方『快速仿真與快速設(shè)計：Ansys Discovery』研討會為您展開介紹Discovery 2025在流體/結(jié)構(gòu)/電磁/網(wǎng)格/求解器等方面的新功能，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時間：10月23日（星期二），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：
Discovery是Ansys 為設(shè)計端客戶開發(fā)的基于新型快速求解器的前端仿真工具，它與設(shè)計流程密切結(jié)合。可以輔助用戶快速進(jìn)行流體仿真、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和天線設(shè)計。Discovery界面友好，即算即得，并且支持眾多的CAD設(shè)計接口，并擁有豐富的二次開發(fā)接口。本次講座主要介紹Discovery 2025在流體/結(jié)構(gòu)/電磁/網(wǎng)格/求解器等方面的新功能。
講師：
張國軍 | 中潤漢泰資深Ansys產(chǎn)品工程師
智能化計算工程師，北京理工大學(xué)碩士。在經(jīng)典仿真與智能化計算方面有較多經(jīng)驗積累，參與眾多汽車、國防項目的仿真咨詢和深度開發(fā)。
形式：線上
費用：免費
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展開 關(guān)于ansys中收斂的介紹 ￥5
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)相近的幾個主要構(gòu)件剛度相差懸殊，在數(shù)值計算中就可能導(dǎo)致數(shù)值計算的較大誤差，嚴(yán)重的可能會導(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)
轉(zhuǎn)載：怎么知道ANSYS的結(jié)果是收斂的？
最近做了一些非線性方面的計算，也遇到了非線性計算中難以收斂的問題，現(xiàn)在把分析時的一些感受寫出來，希望對大家有用，如果有誤，還望大家不吝指正。
ansys計算非線性時會繪出收斂圖，其中橫坐標(biāo)是cumulative iterationnumber 縱坐標(biāo)是absolute convergencenorm。他們分別是累積迭代次數(shù)和絕對收斂范數(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算非線性的收斂判別準(zhǔn)則和計算殘差。其中計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，非線性疊代才算收斂。ansys的位移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值，而以位移為基礎(chǔ)的收斂僅提供表現(xiàn)收斂的相對量度。一般不單獨使用位移收斂準(zhǔn)則,否則會產(chǎn)生一定偏差,有些情況會造成假收斂.(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。在計算中L2值不斷變化，若L2<crit的時候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數(shù)小于設(shè)置的criterion時判斷為收斂。
由于ANSYS缺省的criterion計算是你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 Ansys影響非線性收斂穩(wěn)定性及其速度的因素分析
在ANSYS里還是牛頓－拉普森法和弧長法。牛頓－拉普森法是常用的方法，收斂速度較快，但也和結(jié)構(gòu)特點和步長有關(guān)。弧長法常被某些人推崇備至，它能算出力加載和位移加載下的響應(yīng)峰值和下降響應(yīng)曲線。但也發(fā)現(xiàn)：在峰值點，弧長法仍可能失效，甚至在非線性計算的線性階段，它也可能會無法收斂。
為此，盡量不要從開始即激活弧長法，還是讓程序自己激活為好（否則出現(xiàn)莫名其妙的問題）。子步（時間步）的步長還是應(yīng)適當(dāng)，自動時間步長也是很有必要的。
4加快計算速度
在大規(guī)模結(jié)構(gòu)計算中，計算速度是一個非常重要的問題。下面就如何提高計算速度作一些建議：
充分利用ANSYS MAP分網(wǎng)和SWEEP分網(wǎng)技術(shù)，盡可能獲得六面體網(wǎng)格，這一方面減小解題規(guī)模，另一方面提高計算精度。
在生成四面體網(wǎng)格時，用四面體單元而不要用退化的四面體單元。比如95號單元有20節(jié)點，可以退化為10節(jié)點四面體單元，而92號單元為10節(jié)點單元，在此情況下用92號單元將優(yōu)于95號單元。
選擇正確的求解器。對大規(guī)模問題，建議采用PCG法。此法比波前法計算速度要快10倍以上（前提是您的計算機(jī)內(nèi)存較大）。對于工程問題，可將ANSYS缺省的求解精度從1E-8改為1E-4或1E-5即可。
5荷載步的設(shè)置直接影響到收斂。
展開 ansys非線性收斂總結(jié)
文章來源于網(wǎng)絡(luò)，講解很系統(tǒng)，可以經(jīng)典收藏，由于無法查證出處，無意冒犯，如有不妥，請聯(lián)系我
ansys非線性收斂總結(jié)
ansys計算非線性時會繪出收斂圖，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算非線性的收斂判別準(zhǔn)則和計算殘差。其中計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，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值，而以位移為基礎(chǔ)的收斂僅提供表現(xiàn)收斂的相對量度。一般不單獨使用位移收斂準(zhǔn)則,否則會產(chǎn)生一定偏差,有些情況會造成假收斂.(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。在計算中L2值不斷變化，若L2<criterion的時候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數(shù)小于設(shè)置的criterion時判斷為收斂。
由于ANSYS缺省的criterion計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 ANSYS Workbench非線性分析收斂曲線解讀
進(jìn)行非線性分析時，收斂性是大家非常關(guān)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，只要“計算的力收斂曲線”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。
該模型中有兩個載荷步，分析設(shè)置中時間步長設(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。
可以將計算輸出的信息與力收斂曲線圖對比起來看，就更容易理解力收斂圖了。
第1個載荷步中，第1個分析子步經(jīng)過了15次迭代收斂（圖中每個圓點代表一次迭代）。
經(jīng)過4個分析子步，第1個載荷步完成加載并收斂。第2個載荷步程序自動設(shè)置的信息如下：
初始子步數(shù)量為5，載荷步的分析時間為1s，因此初始的時間步長為0.2s。
第2個載荷步的第1個分析子步，經(jīng)過25次計算迭代后，還不收斂。程序進(jìn)行自動二分，將時間步長除以2，變?yōu)?.1s。
自動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)生在某個子步中，程序會自動減小時間步長，通常是前一個步長的一半左右。然后，程序會從前一個成功收斂的時間子步繼續(xù)求解。如果再次遇到收斂失敗，程序會繼續(xù)減小時間步長并繼續(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 ANSYS非線性計算的收斂和速度
ANSYS中的非線性算法主要有：稀疏矩陣法(SPARSE DIRECT SOLVER)、預(yù)共軛梯度法(PCG SOLVER)和波前法(FRONT DIRECT SLOVER)。稀疏矩陣法是性能很強(qiáng)大的算法，一般默認(rèn)即為稀疏矩陣法（除了子結(jié)構(gòu)計算默認(rèn)波前法外）。預(yù)共軛梯度法對于3-D實體結(jié)構(gòu)而言是最優(yōu)的算法，但當(dāng)結(jié)構(gòu)剛度呈現(xiàn)病態(tài)時，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-D SOLID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)結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)病態(tài)時，用稀疏矩陣法；
4）、當(dāng)不知道用什么時，可用稀疏矩陣法。
3、非線性逼近技術(shù)。在ANSYS里還是牛頓－拉普森法和弧長法。牛頓－拉普森法是我們常用的方法，收斂速度較快，但也和結(jié)構(gòu)特點和步長有關(guān)。弧長法常被某些人推崇備至，它能算出力加載和位移加載下的響應(yīng)峰值和下降響應(yīng)曲線。但也發(fā)現(xiàn)：在峰值點，弧長法仍可能失效，甚至在非線性計算的線性階段，它也可能會無法收斂。
為此，盡量不要從開始即激活弧長法，還是讓程序自己激活為好（否則出現(xiàn)莫名其妙的問題）。子步（時間步）的步長還是應(yīng)適當(dāng)，自動時間步長也是很有必要的。
A：如何加快計算速度
在大規(guī)模結(jié)構(gòu)計算中，計算速度是一個非常重要的問題。下面就如何提高計算速度作一些建議：
充分利用ANSYS MAP分網(wǎng)和SWEEP分網(wǎng)技術(shù)，盡可能獲得六面體網(wǎng)格，這一方面減小解題規(guī)模，另一方面提高計算精度。
在生成四面體網(wǎng)格時，用四面體單元而不要用退化的四面體單元。比如95號單元有20節(jié)點，可以退化為10節(jié)點四面體單元，而92號單元為10節(jié)點單元，在此情況下用92號單元將優(yōu)于95號單元。
選擇正確的求解器。對大規(guī)模問題，建議采用PCG法。此法比波前法計算速度要快10倍以上（前提是您的計算機(jī)內(nèi)存較大）。
展開 關(guān)于ANSYS Workbench非線性分析收斂的學(xué)習(xí)筆記 ￥5
與此同時，如果在有限元分析中應(yīng)用到非線性材料，無疑會對材料性能的確定、計算的設(shè)置、計算的收斂以及保證結(jié)果的精度增加難度。</li><li>幾何非線性。我們?nèi)粘Ｉ钪校承┙Y(jié)構(gòu)在載荷變化的過程中會發(fā)生突變，結(jié)構(gòu)發(fā)生大變形，這將直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的響應(yīng)規(guī)律發(fā)生重大變化，其中主要分為兩種，分別是大撓度和大應(yīng)變。（1）大撓度：比如向上翹曲的殼零件，在很小載荷作用下發(fā)生很小的應(yīng)變和位移，但當(dāng)載荷作用加大，殼會向下凹陷，也就變成了小應(yīng)變，大位移。（2）大應(yīng)變:比如橡膠件在壓力作用下發(fā)生的變形，橡膠幾乎是不可壓縮的，應(yīng)變很小，但是在拉伸時，應(yīng)變很大。</li><li>狀態(tài)非線性。絕大部分有限元分析都不是簡單的零件分析，而且復(fù)雜的裝配體分析，很多的零件之間會存在接觸或者分離的狀態(tài)變化。比如齒輪的嚙合，兩個齒輪會存在接觸和分離的狀態(tài)變化，這時候結(jié)構(gòu)剛度就會因為狀態(tài)變化而變化。邊界條件中的接觸就是狀態(tài)非線性的一種。</li></ol><p> 非線性無疑會增加有限元分析的難度和成本，在我們實際的模型中，以上三種非線性類型往往交叉出現(xiàn)，不僅具有材料非線性、幾何非線性，還有狀態(tài)非線性。對于此類問題，新手往往難以完成計算設(shè)計以實現(xiàn)計算收斂，下面簡單介紹相關(guān)非線性計算的收斂技巧。</p>
展開 關(guān)于ANSYS中收斂的介紹
收斂增強(qiáng)工具（只針對熱分析）
ANSYS中收斂增強(qiáng)工具用于加速收斂，提高收斂，如果求解控制被關(guān)閉，這些工具必須謹(jǐn)慎選取，選取不正確會妨礙收斂。
Nonliner——Line seach 當(dāng)熱傳到率有很大改變時會通過減少比例因子來增加N-R存儲的熱流向量，當(dāng)有非常的非線性情況出現(xiàn)，如相變或熱沖擊分析，使用這個工具很有效，缺省時關(guān)閉。
Nonliner——predictor（收斂提高預(yù)測器）根據(jù)前面的結(jié)果預(yù)測溫度的結(jié)果，他在模型的非線性相應(yīng)隨時間變化過程中改變平滑的情況下非常有效，ANSYS缺省條件下自動預(yù)測每個子步后的結(jié)果，預(yù)測器可以使用手工打開和關(guān)閉。
Nonliner——monitor 定義3個變量來跟蹤模型特定節(jié)點的溫度相應(yīng)和范例熱流率。
展開 
如何快速學(xué)習(xí)ANSYS 附ANSYS從入門到精通下載
以上幾個方面，只是說明在ANSYS的過程中，不要純粹的把ANSYS當(dāng)作一門功課來學(xué)，這樣是不可能學(xué)好ANSYS的，而要針對問題來學(xué)，特別是遇到的新問題，首先要看它涉及到那些理論知識，最好能作到有所了解，然后與ANSYS相關(guān)設(shè)置結(jié)合起來，作到心中有數(shù)，不至于遇到某些參數(shù)設(shè)置時，沒一點概念，不知道如何下手。工程力學(xué)專業(yè)更多的偏向于理論，往往覺得學(xué)了那么多的力學(xué)理論知識沒什么用，不知道將來自己能作什么，而學(xué)ANSYS實際起到了溝通理論與實踐的橋梁作用。
下載地址：ANSYS從入門到精通
ANSYS Mechanical 非線性結(jié)構(gòu)分析的收斂性 ￥5
ANSYS Mechanical 作為ANSYS致力于結(jié)構(gòu)分析的模塊，可以對線性以及非線性結(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)會診斷不收斂問題，就顯得至關(guān)重要了。
ANSYS模型剛度、質(zhì)量矩陣快速提取小軟件—km_from_Ansys ￥88
快速提取小軟件
該工具是基于上述第三種方法做的簡單開發(fā)，目的是提高工作效率，把時間更多的用在需要做的理論研究上面，所以這個工具會盡可能的減少復(fù)雜操作，盡可能傻瓜式，盡量使User無需看上面的那些繁復(fù)介紹就可以實現(xiàn)矩陣的提取。工具基于Matlab軟件開發(fā)，長相一般，是這個樣......,
但是功能是：五個按鍵解決提取問題。
4. 應(yīng)用實例
(1). 首先在ansys中建立一個有限元模型，這里以一個簡單3層框架為例：
fini
/clear
/filename,'Frame' !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
展開 干貨 | 接觸非線性應(yīng)用——解決ANSYS 接觸不收斂問題的方法
根據(jù)ANSYS的使用者反饋，針對非線性接觸問題上的求解，經(jīng)常會有客戶出現(xiàn)不收斂的情況，在調(diào)試收斂性上花費大量的時間。本文主要針對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。
ANSYS接觸不收斂的原因有非常多的原因，針對每一種不收斂問題，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：
1、接觸算法的不正確選擇；
2、遺漏了相關(guān)的接觸對；
3、物體之間接觸剛度過大；
4、求解的載荷步較少；
5、奇異；
6、結(jié)構(gòu)發(fā)生了剛體位移；
7、結(jié)構(gòu)發(fā)生振蕩現(xiàn)象；
下面針對這些原因的解決辦法進(jìn)行詳細(xì)的講解：
1
接觸算法的選取原則
ANSYS內(nèi)部大體上包括5種算法，Pure Penalty，Augmented Lagrange，MPC，Pure Lagrange，Beam。
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