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abaqus的分析步、增量步与迭步的概念和联系-和记娱乐怡情博娱188

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2024-06-18 | 31 次浏览 | 分享到:

abaqus/standard 在求解非线性问题时需要进行迭代计算,只有深刻理解分析步(step)、增量步(increment)与迭步(iieralion)等概念,才能根据具体模型来设置合理的增量步大小,加快分析收敛的速度,并根据 msg 文件的迭代过程信息、错误信息或警告信息来修改模型。

 

分析步、增量步与迭代等概念有何区别和联系?

对分析步、增量步与迭代等概念简述如下

1)分析步前面几节已经介绍过,一个模型可以由一个或多个分析步构成,用来描述

一系列相互关联的事件。

2)增量步对于非线性问题,位移和载荷的关系是非线性的,因此无法一次完成整个分析步的求解,这时就需要将整个分析步分解为多个增量步来依次求解,沿着非线性响应的变化路径逐步得到整个分析步的最终响应。

3)迭代abaqus/standard在一个增量步中寻找平衡解的尝试称为“迭代”。如果当前解满足了平衡条件(达到收敛),则此增量步计算结束,并开始求解下一个增量步如果当前解不满足平衡条件,abaqus/standard 将会尝试进行下一次迭代,继续寻找平衡解。

 

abaqus/standard在使用自动增量步法求解非线性问题时,是如何确定增量步大小的?

前面简单介绍了分析步、增量步与迭代等概念,下面再详细讨论一下abaqus/standard求解非线性问题的具体过程。

 

默认情况下,abaqus/standard 使用自动增量步法求解非线性问题,即用户在建模时指定初始增量步、最小增量步、最大增量步和最大增量步数目等参数,在求解过程中abaqus/standard 会根据收敛情况自动确定各个增量步的大小。具体过程为

1) abaqus/standard首先使用用户指定的初始增量步进行迭代。初始增量步的默认值等于当前分析步的全部时间,即将当前分析步的载荷全部施加在一个增量步中。

 

2) 如果在16次迭代之内获得了收敛解,则成功结束当前增量步,并开始求解下一个增量步。如果两个连续的增量步都在5次迭代之内就获得了收敛解,abaous/standard.自动将下一个增量步增大为当前增量步的150%,否则下一个增量步的大小就与当前增量步相同。增量步的上限为用户设定的最大增量步大小(默认值等于分析步时间)。

 

3) 如果经过16次迭代仍没有获得收敛解,或者计算结果是发散的,abaqus/standard会将增量步减小为当前增量步的25%,重新开始迭代尝试,此过程称为“折减”(cut-back)。如果减小后的增量步依然无法在16次迭代之内找到收敛解,abaqus/standard将重复上述折减过程,再次将增量步减小为当前增量的25%。这一过程反复进行,直至找到收敛解,或者出现下列情况而中止分析(在job功能模块和msg文件中可以看到相应的错误信息)

 

①折减次数超过5次,相应的错误信息为:***error: too many attempts made for this increment

analysis terminated(对当前增量步作了过多次选代尝试)

 

②)折减后的增量步小于用户设定的最小增量步大小(默认值为分析步时间乘以10),

相应的错误信息为

***error: time increment required is less than the minimum specified(所需增量步小于所设定的最小增量步)

 

提示上述信息是分析非线性问题时最常见的错误信息之一,它表明分析无法达到收敛。非线性问题不收敛,往往是因为模型本身有问题,例如存在刚体位移、过约束、接触或塑性材料定义不当、网格过于粗糙或过于细化等,这时应查看msg文件中的警告信息,然后采取相应措施。仅仅将最小增量步设得更小一些,往往并不能解决问题。

 

另外,如果一个分析步的增量步总数超过了用户设定的最大增量步数目(默认值为100),分析也会中止,并显示下列错误信息:

***error,too manyincrementsneededtocompletethe step(需增量步数目大于所设定的最大增量步数目)

 

上面提到的“16次迭代”、“增量步减小为25%”、“折减次数超过5次”等都是abaous/standard 默认的自动增量步控制参数。对于大多数分析,使用这些默认参数足以满足分析需要。

 

(内容、图片来源:《abaqus有限元分析常见问题解答》,侵删)

 

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