ABAQUS，接觸不收斂的案例
abaqus 復(fù)合材料接觸不收斂
abaqus 復(fù)合材料接觸不收斂
ABAQUS碟簧接觸問題，滯回，模型不收斂？
請問大神們，有會(huì)碟簧之間接觸怎么設(shè)置的嗎？
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(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。
展開 ABAQUS收斂調(diào)整:特征邊的接觸
特征邊的接觸（邊對邊，邊對面），初學(xué)者的直覺印象就是收斂困難，對嗎？所以通常我們得到的經(jīng)驗(yàn)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(jīng)驗(yàn)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(quán)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(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型的建模。兩者的不同主要在于用戶界面、默認(rèn)數(shù)值分析設(shè)置以及可用選項(xiàng)上的差別，但是其算法和求解精確性幾乎一樣。
現(xiàn)在關(guān)于這條經(jīng)驗(yàn), 隨著Abaqus新版本中通用接觸功能的增強(qiáng)我們可能需要更新為:
通用接觸設(shè)置會(huì)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(diǎn)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接觸收斂問題處理方法匯總
接觸分析真正加載之前，設(shè)置一個(gè)接觸步讓兩個(gè)面接觸上來，在這個(gè)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(gè)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(gè)接觸的話，也最好如載荷一樣，分成幾個(gè)step讓他們接觸上。這樣的做法會(huì)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(gè)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(gè)加載的載荷換到第一步以后，計(jì)算收斂了，那影響收斂的主要問題應(yīng)該就是原來第一個(gè)加載或著接觸影響的。這種情況下面一般算到這個(gè)加載的時(shí)候還是不會(huì)收斂。這個(gè)時(shí)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(dòng)小一點(diǎn)，比如第一點(diǎn)里面提到，或者繼續(xù)把這個(gè)載荷細(xì)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(shí)候是overclosure,這個(gè)時(shí)候在assemble里面將模型相對位置稍微移動(dòng)下或者用接觸里面的那個(gè)adjust only to remove overclose,不過或一種方法會(huì)使你的網(wǎng)格扭曲變形。問題不大也是可以用的。有的時(shí)候是因?yàn)椋Ｐ椭械膬蓚€(gè)接觸面變成了一個(gè)點(diǎn)和一個(gè)面接觸，而點(diǎn)或者面中有一個(gè)位置并不是很穩(wěn)定。這個(gè)時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)了dividing,有時(shí)候求解無法成功。這時(shí)候可以看一下是不是能夠?qū)⒛Ｐ驮撎幧晕⒏囊幌履兀炕蛘邔⒃撎幍木W(wǎng)格細(xì)化一下。
6. 模型實(shí)在是比較大的話，可以修改solver的設(shè)定，將迭代次數(shù)改大一點(diǎn)。
展開 有沒有大神分享一下接觸分析的教程，特別是遇到不收斂常用的解決方法。感謝！
有沒有大神分享一下接觸分析的教程，特別是遇到不收斂常用的解決方法。感謝！
ABAQUS-接觸分析中收斂問題的解決方法【轉(zhuǎn)載】
3、使用綁定約束
如果某一對接觸面的接觸狀態(tài)對整個(gè)模型的影響不大,或者這一對接觸面在整個(gè)分析過程中都是始終緊密接觸的，可以考慮將它們之間的接觸關(guān)系改為綁定約束( tie)，這樣會(huì)有助于消除剛體位移，并且大大減少計(jì)算接觸狀態(tài)所需要的迭代。
ABAQUS/CAE操作:Interaction模塊,主菜單 Interaction→Constraint-Create,Type為默認(rèn)的 Tie。
4、正確定義綁定約束和過盈接觸
如果設(shè)置了綁定約束或者過盈接觸，必須讓位置誤差限度略大于主面和從面之間的距離。注意過盈量為負(fù)值。
5、平穩(wěn)地建立接觸關(guān)系
如果在第一個(gè)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(huì)有可能造成收斂的困難。因此一般應(yīng)首先定義一個(gè)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(gè)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(huì)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(gè)重要方法。過于粗糙的網(wǎng)格會(huì)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(gè)單元，則常常會(huì)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(gè)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(gè)分析過程中，都盡量不要讓從面節(jié)點(diǎn)落到主面之外。
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(shí)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(gè)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(duì)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(huì)有些偏差或錯(cuò)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(shí)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(gè)‘有時(shí)’是指什么時(shí)候呢？
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Abaqus不收斂怎么辦？
下一次迭代計(jì)算遇上個(gè)步驟相同，最后還是通過判斷內(nèi)力與外力的殘差與來判斷該次迭代是否收斂。
那么對于復(fù)雜難以收斂的模型，如果你調(diào)整其他參數(shù)發(fā)現(xiàn)毫無作用時(shí)，可以適當(dāng)調(diào)整判斷迭代收斂的這兩個(gè)參數(shù)：與
具體入口為：Step->Other->Genreal Solution Controls->Filed Equations
還可以調(diào)整 以及 ，但是這里作者也沒有搞明白是和含義，希望大神不吝賜教。
還可以調(diào)整增量步（increment），其中 和 是重要的兩個(gè)參數(shù)。因材料非線性、幾何非線性、摩擦產(chǎn)生的非單調(diào)收斂需要增加；因復(fù)雜的材料本構(gòu)模型而導(dǎo)致雅可矩陣非對稱引起的不收斂需要增加。
3.總結(jié)
最后總結(jié)一下
首先我們需要根據(jù)報(bào)錯(cuò)內(nèi)容排查不收斂的原因，很多時(shí)候不收斂都是由于模型本身的問題，例如：邊界約束不足、部件重復(fù)導(dǎo)入、材料屬性輸入錯(cuò)誤、網(wǎng)格質(zhì)量太差等等。
還有一些不收斂是由于復(fù)雜模型以及邊界條件造成的，例如模型涉及到接觸時(shí)發(fā)生不收斂(這里我寫了一篇文章，大家可以參考里面的接觸設(shè)置進(jìn)行調(diào)整開車小王子：有限元學(xué)習(xí)日記?(Abaqus中的接觸詳解))，可以修改主從接觸面；讓從面網(wǎng)格更密；修改接觸參數(shù)；增加接觸阻尼。
上述方法都嘗試過后，可以試著調(diào)整默認(rèn)的收斂參數(shù)。也就是上文提到的 。但是這里要謹(jǐn)慎，因?yàn)檫@很有可能影響最終計(jì)算結(jié)果的精度。
最最后，大家收藏了記得點(diǎn)贊、關(guān)注一下呀！碼字不易，謝謝大家了！
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.
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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(jì)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(jì)算完成；而隱式計(jì)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(jì)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(huì)找錯(cuò)！當(dāng)我們點(diǎn)擊Submit后會(huì)有兩個(gè)處理階段：1）預(yù)處理；2）任務(wù)計(jì)算。
結(jié)合ABAQUS Job Monitor窗口進(jìn)行講解，兩個(gè)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(shí)，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(huì)一一列出，通常會(huì)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(gè)修改即可。
當(dāng)順利進(jìn)入任務(wù)計(jì)算階段后，窗口上方的表格將實(shí)時(shí)更新為Status File（jobName.sta）中的內(nèi)容，提示計(jì)算的進(jìn)度，當(dāng)后續(xù)再出現(xiàn)Error時(shí)，才可能是由于計(jì)算不收斂導(dǎo)致的錯(cuò)誤。
二、收斂的基本條件
模型收斂是什么？很多初學(xué)者估計(jì)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(jì)算，換成復(fù)雜材料模型就計(jì)算不了，為什么？”。
展開 abaqus模型不收斂報(bào)錯(cuò)誤和及警告分析
abaqus模型不收斂報(bào)錯(cuò)誤和及警告分析
調(diào)試分析的第一步是了解錯(cuò)誤和警告消息的含義，這些消息已預(yù)先編程，因此可以參考。 表4.1和4.2分別列出了錯(cuò)誤和警告原因的列表，以及一些有關(guān)故障排除的潛在原因的線索，被視為數(shù)字問題或數(shù)字困難。
這些錯(cuò)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(yīng)變增量過大意味著當(dāng)前應(yīng)變增量過大，以至于無法確定材料點(diǎn)計(jì)算的收斂性。因此，Abaqus將減少負(fù)載并嘗試再次執(zhí)行增量。
?較大的應(yīng)變增量意味著最后一個(gè)增量的Abaqus應(yīng)變準(zhǔn)則超過了引起第一屈服的應(yīng)變的“五十倍”。因此，Abaqus將嘗試執(zhí)行實(shí)質(zhì)點(diǎn)計(jì)算，但是可能會(huì)出現(xiàn)收斂問題
結(jié)果。
?負(fù)特征值通常與剛度降低或解決方案唯一性相關(guān)，例如當(dāng)結(jié)構(gòu)開始彎曲或材料變得不穩(wěn)定時(shí)可能會(huì)發(fā)生。
–負(fù)特征值也可以與使用拉格朗日乘數(shù)來強(qiáng)制約束的建模技術(shù)相關(guān)聯(lián)。
–在不收斂的迭代過程中彈出的負(fù)特征值警告通常可以忽略。如果在收斂的迭代過程中出現(xiàn)負(fù)特征值警告，則必須仔細(xì)評估計(jì)算出的解。
?數(shù)值奇異性通常是由剛體運(yùn)動(dòng)引起的，其中模型的一部分對施加的載荷沒有抵抗力。數(shù)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(jié)點(diǎn)可能仍然表現(xiàn)適當(dāng)，但是冗余約束的存在可能是模型問題，導(dǎo)致模型其他部分出現(xiàn)不良行為。 由于剛體的運(yùn)動(dòng)，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)零主元運(yùn)動(dòng)。
對于某些警告消息，錯(cuò)誤消息和聯(lián)系診斷，可以使用視口選項(xiàng)中的“突出顯示”選項(xiàng)來查看每個(gè)診斷消息中涉及的節(jié)點(diǎn)或元素。 對于警告和錯(cuò)誤消息，導(dǎo)致警告或錯(cuò)誤的節(jié)點(diǎn)或元素在模型中突出顯示。 接觸診斷時(shí)，模型中突出顯示了過度閉合或打開的節(jié)點(diǎn)。
展開 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?jì)算過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(shí)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(gè)錯(cuò)誤,一般直接原因就是材料應(yīng)變太大了,塑性計(jì)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(jì)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(jì)算,直接就報(bào)了這個(gè)錯(cuò)誤。可以在下面位置看到計(jì)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(gè)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(shí):
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(huì)遇到各種無腦錯(cuò)誤提示。
b. 墻裂建議給定孔壓邊界,否則會(huì)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 abaqus帶空腔的超彈性體大變形不收斂
在abaqus中建立了一個(gè)帶有球形空腔的立方體，材料為超彈性材料模型Mooney Rivlin模型，大變形時(shí)不收斂。
