1. 简化模型
从简化模型开始,逐步添加细节来构建它,例如一开始可以排除塑性和摩擦。由于简化模型效果很好,可以一一添加细节。更容易找到收敛困难的来源并因此修复它。
2.位移控制
在许多情况下,并非所有接触零件的自由度都受到约束,期望接触会阻止不受约束的刚体运动。对于此类问题,建议使用位移控制而不是负载控制来建立初始接触。对于初始接触未建立的载荷控制接触问题,可能会发生不受约束的刚体运动。另一种方法是在接触界面引入粘性阻尼以消除刚体运动。
3.增量大小
对于高度非线性问题,将初始增量大小设置得足够小。还将最大增量大小设置为一个较小的值,以防刚度突然变化,否则它可能会跳过临界点,并且可能需要更多的迭代才能收敛。
4、塑性
Abaqus 在应力-应变曲线的最后一个指定数据点之后假定理想的塑性行为。一旦某个区域达到该点,它就无法抵抗进一步的变形,因为它没有刚度。它可能会导致收敛困难。建议添加一个具有大应变的附加数据点,以使最后一条曲线的斜率略有增加。
5.不可压缩材料
对几乎不可压缩的材料使用混合元素。
6.非对称求解器
如果模型中包含摩擦,它会在方程组中添加不对称项。默认情况下,如果摩擦系数小于 0.2,Abaqus/Standard 使用对称求解器,如果摩擦系数高于 0.2,则调用非对称求解器。假设当摩擦系数较低时,不对称项非常小,对称求解器效果很好。对于较高的摩擦系数,不对称项变得很重要,并且不对称求解器可以提高收敛速度。
对于使用“面对面”离散化的接触面的相对有限滑动问题,即使摩擦系数小于 0.2,不对称项也可能变得很重要,从而导致收敛速度变慢甚至没有收敛。在这种情况下,必须调用非对称求解器来克服收敛困难。
图 1:调用非对称求解器
一般来说,非对称求解器每次迭代都比对称求解器需要更多计算资源,但是,非对称求解器所需的迭代次数通常更少,并且收敛速度更快。
7. 体积比例阻尼
对于局部不稳定的准静态问题,使用自动稳定能力来耗散应变能。自动稳定应用体积比例阻尼来稳定模型。
图 2:为局部不稳定性问题指定自动稳定
8.线搜索
在强非线性问题中,默认情况下在 Abaqus/Standard 中使用的全牛顿求解技术有时可能会在平衡迭代期间发散。为了解决这些困难,Abaqus 提供了线搜索算法,可以认为是收敛增强技术。线搜索算法检测散度并将比例因子应用于计算的位移校正。目的是找到一个更好的配置来帮助克服分歧。
图 3:
激活先线搜索算法
默认情况下,使用全牛顿法时不启用线搜索算法。如上图所示,可以通过将参数设置为合理的值来激活线搜索程序。这里表示线搜索迭代的最大次数。线搜索不仅在由于发散而无法达到平衡的情况下有用,而且它还可以提高收敛速度慢的问题,提高收敛速度。
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