Abaqus非线性问题求解技巧大放送

在任何 FEA 软件中，获得非线性问题的解决方案始终是一个挑战。遇到收敛困难是很常见的。这里有一些技巧可以帮助 Abaqus 的用户克服这些困难。

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。