Ansys计算结果收敛性判断方法

ansys计算非线性时会绘出收敛图，其中横坐标是cumulative iteration number 纵坐标是absolute convergence norm。他们分别是累积迭代次数和绝对收敛范数，用来判断非线性分析是否收敛。从曲线看，青色的是收敛判据，紫色的是每次迭代总合力值，要紫色的值小于等于青色的值才能收敛。

图片所示，

F代表力,M代表弯矩；

L2代表2范数，crit代表收敛准则。

当L2小于crit时，就代表收敛了

一般，蓝色的线，表示根据收敛准则的收敛容限计算得到值。而紫色的线，表示实际结构计算得到的误差。当紫色线低于蓝色线时，表示此子步收敛，一般的情况是，一旦紫色线低于蓝色线，此子步收敛后，在此基础上在增加一个子步的荷载增量，所以，此时，一般，紫色线会突然升高很多，跃过蓝色线，收敛准则有很多，常用的有 1范数、2范数、无穷范数，这在数值分析的书上有说明，两条曲线是收敛线，两条曲线是方程分析中的收敛值，当方程中的收敛值小于收敛线时，收敛才能保证。

ansys在每荷载步的迭代中计算非线性的收敛判别准则和计算残差。其中计算残差是所有单元内力的范数，只有当残差小于准则时，非线性叠代才算收敛。ansys的位移收敛是基于力的收敛的,以力为基础的收敛提供了收敛量的绝对值，而以位移为基础的收敛仅提供表现收敛的相对量度。一般不单独使用位移收敛准则,否则会产生一定偏差,有些情况会造成假收敛.(ansys非线性分析指南--基本过程Page.6) 。因此ansys官方建议用户尽量以力为基础（或力矩）的收敛误差，如果需要也可以增加以位移为基础的收敛检查。ANSYS缺省是用L2范数控制收敛。其它还有L1范数和L0范数，可用CNVTOL命令设置。在计算中L2值不断变化，若L2<crit的时候判断为收敛了。也即不平衡力的L2范数小于设置的criterion时判断为收敛。

由于ANSYS缺省的criterion计算是你全部变量的平方和开平方（SRSS）*valuse(你设置的值)，所以crition也有小小变化。如有需要，也可自己指定crition为某一常数， CNVTOL,F,10000,0.0001,0 就指定力的收敛控制值为10000*0.0001=1。另外，非线性计算中用到的一个开关是SOLCONTROL 如关闭SOLCONTROL 选项，那么软件默认收敛准则：力或弯矩的收敛容差是0.001，而不考虑位移的收敛容差；如果打开SOLCONTROL 选项，同样的默认收敛准则：力或弯矩的收敛容差是0.005，而位移收敛容差是0.05。

非线性收敛非常麻烦，与网格精度、边界条件、荷载步等一系列因素有关，单元的特点对收敛的影响很大，单元的性态不好收敛则困难些；合理的步长可以使求解在真解周围不至于振荡，步长过小，计算量太大，步长过大，会由于过大的荷载步造成不收敛。网格密度适当有助于收敛，网格太密计算量太大，当然太稀计算结果会有较大的误差。究竟多少往往要针对问题进行多次试算。

如果不收敛，方法改进方法参考：

1.放松非线性收敛准则。

(CNVTOL #Sets convergence values for nonlinear analyses).

2.增加荷载步数。

(NSUBST #Specifies the number of substeps to be taken this load step)

3.增加每次计算的迭代次数(默认的25次)

(NEQIT #Maximum number of equilibrium iterations allowed each substep)

4 重新划分单元试试，后续会得到不同的答案。

就我的经验,前两种方法效果好一些,后一种方法不一定奏效。但应注意到，放大收敛准则其实是在降低计算精度的条件下得到近似解，并且放大的收敛准则是否与实际相符或有实际意义应仔细考虑。

请问：ANSYS非线性分析的收敛图，除了计算完成时显示，在后处理时，怎么再次调用查看呢?

如果你是ansys的专业选手，就应该看output windows ，时时关注计算的进度、错误等等关键信息。而不是看那个花哨的收敛曲线。

可以在Main menu>general Postproc>Plot results.Nodal solution中查看应力，应变等的收敛图。