解决Abaqus分析不收敛的实用技巧

接触分析收敛不管怎么总还是一个很大的问题，而我们经常在一个地方卡了很长的时间，怎么也找不到解决和提高的办法。

在我分析的过程当中，怎么找到模型中的影响收敛的关键问题所在也是一个很让我迷茫了很长时间。下面谈一下我个人的一些经验和看法。如有错误还望大家指出，也希望大家给出自己更多的经验分享。

abaqus的隐式求解的就是求算出一个很大的刚度矩阵的解，这个方程能否通过一次一次的迭代到最后达到一个系统默认的收敛准则标准的范围之内，就决定了这一次计算能否收敛。因此要收敛的话，系统与上一个分析步的边界条件区别越小的话，系统就越容易找到收敛解。针对这一点，我们可以得到下面的几种方法来尽可能的使系统的方程的解尽可能的接近上一步，以达到收敛。下面的方法的指导思想是：尽可能小的模型，前后两个分析步的改变尽可能的少。

1. 接触分析真正加载之前，设置一个接触步让两个面接触上来，在这个步骤里面，接触面的过盈小一点好，比如0.001.接下去再把作用与两个接触体的力及接触方向的自由度放开。

2. 如果系统的载荷很多的话，将系统的载荷分做多步进行加载，一次性全上可能使系统无法在规定的迭代次数内收敛。所以根据需要分开，让abaqus的内核慢慢消化去。少吃多餐在这边好像也是成立的。

3. 系统有多个接触的话，也最好如载荷一样，分成几个step让他们接触上。这样的做法会让你以后在模型的修改中更有方向性。

4. 模型还是不收敛的话，你可以看一下是在哪一步或者那个inc不收敛。对于第一步直接不收敛的话，如果模型是像我上面把载荷和接触分成很多步建立的话，可以把载荷加载的顺序换一下。如果你把第二个加载的载荷换到第一步以后，计算收敛了，那影响收敛的主要问题应该就是原来第一个加载或着接触影响的。这种情况下面一般算到这个加载的时候还是不会收敛。这个时候可以考虑是否有什么其他办法能够使步骤的变化与上一步变动小一点，比如第一点里面提到，或者继续把这个载荷细分呢？

5. 对于接触分析不收敛的情况，可以自己看一下模型的接触面。有时候是overclosure,这这个时候在assemble里面将模型相对位置稍微移动下或者用接触里面的那个adjust only to remove overclose,不过或一种方法会使你的网格扭曲变形。问题不大也是可以用的。有的时候是因为，模型中的两个接触面变成了一个点和一个面接触，而点或者面中有一个位置并不是很稳定。这个时候就会出现了dividing,有时候求解无法成功。这时候可以看一下是不是能够将模型该处稍微改一下呢？或者将该处的网格细化一下。

6.模型实在是比较大的话，可以修改solver的设定，将迭代次数改大一点。对于开始计算就不收敛的，而在迭代次数到了以后时间增量还不是很小的话，可以将initial和minimum改小一点。模型越大的话这边可以改的越小，特别是前后两个step变化比较大的情况下。但对于模型不是很大的情况下，太小的时间增量是意义不大的，问题应该从模型当中是否有错误去考虑。

7. 模型太大的话会导致求解的方程太大，不需要的不重要的接触最好从模型当中去除。这样的话对结果影响也不会很大，而且可以是计算时间大大的减少。

使用ABAQUS，在很多情况下会出现结果不收敛。我根据自己的实践，谈谈自己的看法。

1) 你得自己对模型十分熟悉，闭着眼睛就能够知道，如果能够运行下去，各个物体将是怎么变形……等等。绝对不要出现对模型本身理解的错误。如果模型本身你理解错了，边界条件自然不对，计算根本无从谈起。

2) 仔细检查是否在变形过程中有网格畸变？可放大观察，网格初始划分是否存在畸形的网格，如果过于畸形，计算结果有可能不收敛。变形中出现过大的网格畸形，也会导致不收敛。

3) 检查master－slave的网格密度是否相反了。一般情况下，slave的网格要密一些，我曾经在此成功解决了有些收敛问题。

4) 储存矩阵是采用“对称”,“非对称”，“缺省”，这个很重要。默认的情况是采用对称的。当有摩擦的时候，看是否要用“非对称存储”，我在此成功解决了困扰我三天的不收敛情况。

当然，不收敛的原因实在太多了，个人觉得要出现问题时候，自己仔细努力的琢磨才行。一般step开始时出错信息为“太多的attempt”时：意味着模型有问题，仔细检查模型。step计算中出现“增量尺寸小于给定最小增量尺寸”意味着，结果发散，仔细检查上面的几项。

ABAQUS软件介绍

主要功能

ABAQUS是功能强大的有限元软件，由于ABAQUS强大的分析能力和模拟复杂系统的可靠性，它在各国的工业和研究中得到广泛的应用，在大量的高科技产品开发中发挥着巨大的作用。复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题 。模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。其它工程问题：热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透/应力耦合分析）及压电介质分析。

ABAQUS主要分析功能

1、静态应力/位移分析：包括线性、几何或材料非线性、结构断裂分析等 。

2、动态分析：包括频率提取、瞬态响应分析、稳态响应分析、随机响应分析等。

3、非线性动态应力/位移分析：包括各种随时间变化的大位移分析、接触分析等。

4、粘弹性/粘塑性响应分析：包括粘弹性/粘塑性材料结构的响应分析。

5、热传导分析：包括传热、辐射和对流的瞬态或稳态分析。

6、退火成型过程分析：对材料退火热处理过程的模拟。

7、质量扩散分析：静水压力造成的质量扩散和渗流分析等

8、准静态分析：包括应用显示积分方法求解静态和冲压等准静态问题。

9、耦合分析：包括热/力耦合、热/点耦合、压/电耦合、流/力耦合、声/力耦合等。

10、海洋工程结构分析：包括模拟海洋工程的特殊载荷，例如流载荷、浮力、惯性力；分析海洋工程的特殊结构，例如锚链、管道、电缆；模拟海洋工程的特殊连接，例如土壤/管柱连接、锚链/海床摩擦、管道/管道相对滑动。（ABAQUS/Aqua）

11、瞬态温度/位移耦合分析：力学和热响应耦合问题

12、疲劳分析：包括根据结构和材料的受载情况统计，进行疲劳寿命估计。

13、水下冲击分析：包括对冲击载荷作用下的水下结构进行分析。

14、设计灵敏度分析:包括对结构参数进行灵敏度分析，并据此进行结构优化设计。

ABAQUS主要组成

ABAQUS分析基本流程

1、前处理：建模，划分网格，设置边界条件；

2、解算器：求解控制方程，输出结果；

3、后处理：分析结果；

ABAQUS求解器

ABAQUS/Standard|ABAQUS/Explicit 为用户提供两种互补的分析工具。ABAQUS/Standard是一个通用分析模块，它能求解广泛领域的线性和非线性问题，包括静力、动力、构件的热和电响应。适合于模拟与振型的振动频率相比研究响应周期较长的问题；用于具有适度非线性问题，其中非线性是平滑的。ABAQUS/Explicit 采用显示动力学有限元格式，适用于模拟短暂、瞬时的动态事件，如：

模拟高速动力学问题，需要较少的时间增量；

适合求解冲击，穿透等高度非线性动力响应问题；

对于包含不连续的非线性问题，一般效率高。

求解器的特点

可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。Standard隐式算法（稳定，费用高）：当每一个求解增量步结束的时候，隐式的有限元要解一组方程组，占用资源多；增量步较大，有收敛问题。Explicit显示方法（条件稳定，费用低）：并不需要求解方程组，通过动态方法推进增量计算；计算速度快，增量步小。

ABAQUS功能模块

1、几何建模Part；

2、划分网格Mesh；

3、特性设置Property；

4、建立装配体Assembly；

5、定义分析步Step；

6、相互作用Iteraction；

7、载荷边界Load；

8、提交运算Job；

9、后处理Visualization

免责声明：本文系网络转载或改编，未找到原创作者，版权归原作者所有。如涉及版权，请联系删