大位移引起的收敛问题
ansys收敛问题
1.一般首先是改变初值,尝试不同的初始化,事实上好像初始化很关键,对于收敛~2.Ansys的收敛最基础的是网格的质量,这个靠经验3.首先查找网格问题,如果问题复杂比如与模型、边界、初始条件都有关系。
4.边界条件、网格质量5.有时初始条件和边界条件严重影响收敛性,曾经作过一个计算反反复复,通过修改网格,重新定义初始条件,包括具体的选择的模型,还有老师经常用的方法就是看看哪个因素不收敛,然后寻找和它有关的条件,改变相应参数。
就收敛了6.A.检查是否哪里设定有误.B.从算至发散前几步,看presure分布,看不出来的话,再算几步,看看问题大概出在那个区域,连地方都知道的话,应该不难想出问题所在.C.网格,配合第二点作修正,或是认命点,就重建个更漂亮的,或是更粗略的来除错...D.再找不出来的话,我会换个solver...7.我解决的办法是设几个监测点,比如参数变化较大的地方,若这些地方的参数变化很小,就可以认为是收敛了,尽管此时残值曲线还没有降下来。
8.记得好像调节松弛因子也能影响收敛,不过代价是收敛速度。
9.网格有一定的影响,最主要的还是初始和边界条件载荷步、载荷子步均是对所施加荷载的一种描述方式。
在施加荷载的时候需要对载荷步、载荷子步进行定义。
载荷步仅仅是为了获得解答的载荷配置,它的作用是在给定时间间隔内的一组荷载。
在线性静态或稳态分析中,可以使用不同的载荷步、施加不同的载荷组合。
在瞬态分析中,多个载荷步载荷历程曲线的不同区段来描述荷载随时间的变化情况。
在有一些分析中需要用到载荷子步。
载荷子步是正在求解的载荷步中的时间点,是对载荷步描述的进一步细化。
在所有的静态和瞬态分析中,ANSYS通过指定分析中载荷步结束的时间来定义载荷步。
这样,在瞬态分析或其他有关速率的静态分析中,时间具有实际意义;在于速率无关的分析中,时间是作为识别载荷步以及载荷子步的“计数器”来跟踪载荷步,并无实际意义。
时间步则一般在非线性问题或瞬态动力学问题求解中使用,是每一次迭代求解的步长,设置过大则容易不收敛。
abaqus接触分析的常见问题
之吉白夕凡创作CAE(计算机辅助工程)是一门复杂的工程科学,涉及仿真技术、软件、产品设计和力学等众多领域。
世界上几大CAE公司各自以其独到的技术占领着相应的市场。
ABAQUS有限元分析软件拥有世界上最大的非线性力学用户群,是国际上公认的最先进的大型通用非线性有限元分析软件之一。
它广泛应用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程、国防军工、水利水电、生物医学、电子工程、能源、地矿、造船以及日用家电等工业和科学研究领域。
ABAQUS在技术、品质和可靠性等方面具有卓越的声誉,可以对工程中各种复杂的线性和非线性问题进行分析计算。
《ABAQUS有限元分析罕见问题解答》以问答的形式,详细介绍了使用ABAQUS建模分析过程中的各种罕见问题,并以实例的形式教给读者如何分析问题、查找错误原因和测验考试解决法子,帮忙读者提高解决问题的能力。
《ABAQUS有限元分析罕见问题解答》一书由机械工业出版社出版。
【罕见问题16-1】在ABAQUS/Standard分析中定义接触时,可以选择点对面离散方法(node-to-surface-dis-cre-tization)和面对面离散方法(surface-to-surfacediscretization),二者有何不同?『解答』在点对面离散方法中,从面(slavesurface)上的每个节点与该节点在主面(mastersurface)上的投影点建立接触关系,每个接触条件都包含一个从面节点和它的投影点附近的一组主面节点。
使用点对面离散方法时,从面节点不会穿透(penetrate)主面,但是主面节点可以穿透从面。
面对面离散方法会为整个从面(而不是单个节点)建立接触条件,在接触分析过程中同时考虑主面和从面的形状变更。
可能在某些节点上出现穿透现象,但是穿透的程度不会很严重。
在如图16-l和图16-2所示的实例中,比较了两种情况。
1)从面网格比主面网格细:点对面离散(图16-1a)和面对面离散(图16-2a)的分析结果都很好,没有发生穿透,从面和主面都发生了正常的变形。
ABAQUS常见问题总结
ABAQUS常见问题总结ABAQUS注意事项1、建模前需要考虑的因素1) 根据结构和荷载情况的特点,按照轴对称问题来建模。
2) 对于⼤位移问题,应在step功能模块中把参数Nlgeom(⼏何⾮线性)设为ON。
3) 根据问题的特点,选⽤合适的单元类型。
2、新建Part时,Approximate size (sketch) 的⼤⼩?Approximate size数值的⼤⼩,应根据模型的最⼤尺⼨来确定:稍⼤于最⼤尺⼨的2倍。
3、ABAQUS中平⾯应⼒、应变问题的截⾯属性为什么是实体⽽不是壳?那个壳设置是专门针对板壳单元的,⽤于板壳⼒学分析。
平⾯应⼒应变分析当然该选实体,因为是我们把三维实体分析简化成平⾯分析的。
3、ABAQUS有限元分析实例详解——⽯亦平注意事项1) P176页在单向压缩试验过程模拟时,试样冒设为解析刚体,建模时⽤⼀直线表⽰,⽽不是⽤⼀矩形表⽰,如果⽤矩形表⽰,其接触部位的尖⾓会造成错误的分析结果。
同时,代表试样冒的直线也必须绘制的⾜够长,因为压缩的过程中,试样的截⾯尺⼨会不断增⼤,如果试样尺⼨超出试样冒的尺⼨,会造成接触分析的收敛问题。
4、选择主动⾯和从属⾯的⼏个原则1) Analytical rigid surfaces and rigid-element-based surfaces must always be the mastersurface.2) A node-based surface can act only as a slave surface and always uses node-to-surfacecontact.3) Slave surfaces must always be attached to deformable bodies or deformable bodiesdefined as rigid.4) Both surfaces in a contact pair cannot be rigid surfaces with the exception of deformablesurfaces defined as rigid5) 当存在⼀个较⼩的⾯和⼀个较⼤的⾯时,⼀般将较⼩的⾯定义为从属⾯。
如何解决高斯化学计算中优化收敛的问题
化学计算中帮助几何优化收敛的常用方法<来自小木虫>文/Sobereva First release: 2012-Oct-13几何优化,也就是寻找势能面极小点结构的过程。
量子化学计算中几何优化不收敛是个老生常谈的问题,在各种论坛里、群里都已经反复讨论过很多遍了,但是还是时常看到有人问,而且现有的讨论也都不怎么全面,所以觉得有必要撰文谈一下。
所谓几何优化不收敛,也就是始终,或者很难达到收敛要求。
通常会伴随着震荡行为,即受力、几何结构变化随优化步数呈现周期性趋势。
解决这种问题必须在结合经验和理论知识的前提下,通过考察实际收敛的趋势,尝试各种可能奏效处理办法。
本文列举一些常用的解决不收敛,也包括加速收敛的办法。
其中很多方法可以相互结合使用以达到更好的效果。
这里假定用户是用Gaussian,很多方法在其它程序中也可以类似地使用。
先说一下收敛标准。
Gaussian中判断几何优化收敛有四个标准,在默认收敛设定下,这四个标准是:最大受力<0.00045;方均根受力<0.00030;最大位移<0.00180;方均根位移<0.00120当这四个标准都满足了,达成四个YES,就宣告收敛。
另外,优化过程中只要受力小于预定的收敛限100倍,哪怕位移还没低于收敛限,则也算作已收敛。
这主要考虑到势能面非常非常缓的大的柔性分子,相对于这样尺度的分子,几何结构收敛到那么精确意义不大,放宽位移收敛限避免了收敛太慢。
有时候优化出错,不是因为几何收敛问题,而是因为每一步优化中连能量计算都没能完成。
优化也可能朝着明显错误的方向进行而导致难以收敛,这极有可能是理论方法、基组、电子态及其它诸多选项的设定不合理。
这些方面和优化不收敛问题本身没关系,所以不会在本文提到。
1 尝试不同的优化方法优化几何结构的方法有很多,以前我在《过渡态、反应路径的计算方法及相关问题》()当中详细介绍过的很多搜索过渡态的方法其实和搜索势能面极小点(即几何优化)的方法本质是一致的。
隧道收敛监测预警值
隧道收敛监测预警值
隧道收敛监测预警值是指在隧道建设或使用过程中,对隧道收敛量进行监测,并设置一定的预警值。
隧道收敛量是指由于地下岩土变形,隧道内壁的位移引起的收敛现象。
隧道收敛监测是为了及时了解隧道围岩的变形情况,并判断是否存在安全隐患。
隧道的收敛量会随着时间的推移而增加,如果超过一定的预警值,可能会导致隧道壁体的破坏或塌陷。
因此,通过设置预警值,可以提前预测隧道是否存在安全风险,并采取相应的措施进行修复或加固。
隧道收敛监测预警值的确定需要考虑多方面的因素,包括隧道的设计参数、地质条件、施工方法等。
常用的方法有经验法、分析法和数值模拟法等。
根据不同的隧道类型和具体情况,预警值的确定可能会有一定的差异。
总之,隧道收敛监测预警值的设置是为了确保隧道的安全运营,及时采取措施预防隧道事故的发生。
在实际应用中,需要根据具体情况进行评估和调整,以确保预警值的准确性和有效性。
(整理)第五节收敛准则
第五节收敛准则一、收敛准则我们希望,当单元的划分逐渐加密的时候,位移、应变和应力能收敛到精确值,而且收敛得越快越好。
这样就要求所选择的位移模式满足某些条件:1. 位移模式必须包含单元的刚体位移和单元的常应变。
——该条件是收敛准则的必要条件,称为完备条件。
满足该条件的单元称为完备单元。
当节点位移是由某个刚体位移所引起时,弹性体内不会有应变。
这样,位移模式就不但要具有描述单元本身形变的能力,而且还要具有描述由于其它单元形变而通过节点位移引起单元刚体位移的能力。
每个单元的应变一般总是包含着两个部分:一部分是与该单元中各点的位置坐标有关的(即所谓各点的变应变);另一部分是与位置坐标无关的,即所谓的常应变。
从物理意义上看,当单元尺寸无限缩小时,每个单元中的应变应趋于常数。
除非我们的位移模式包含着这些常应变,否则就没有可能收敛与正确解。
例题6 试证明3节点三角形单元是完备单元。
证明:3节点三角形单元的位移模式123546u x y v x y αααααα⎧⎪⎨⎪⎩=++=++ (3-1)1. 单元刚体运动时,有 0x y x y εεγ=== ,即0,0,0du dv du dv dx dy dy dx==+= 代入式(3-1),得i 图3.18 52630,0,0αααα==+=则有55533313115342222u y y y y v x ααααααααααααα⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩-+-=+=-+=--=+ (a )设三角形单元沿x 轴的刚体平移u 0和y 轴的刚体平移v 0,三角形单元绕z 轴作刚体转动w 0角度。
由于w 0引起单元内任意点A(x,y)的位移0000:sin :cos x u r y y v r xωθωωθω=-=-'==' 则A(x,y)点的总位移为000000u u u u y v v v v x ωω⎧⎪⎨⎪⎩=+=-'=+=+' (b )比较(a )式和(b )式,得5310400,,2u v ααααω-===这说明位移模式包含单元的刚体位移。
abaqus 压力 不收敛 位移 收敛
Abaqus分析中的压力和位移收敛问题一、研究背景1.1 Abaqus有限元分析是一种工程设计和研究中常用的分析工具,但在使用过程中,部分用户遇到了压力和位移收敛问题。
1.2 压力和位移收敛问题是指在模拟过程中,由于各种因素的影响,计算的结果无法稳定收敛,导致分析无法进行下去,严重影响了工程设计和研究的进展。
二、压力和位移收敛问题的原因2.1 材料模型选择不当。
在进行有限元分析时,选用的材料模型对结果的收敛影响较大,选择不当容易导致收敛问题。
2.2 网格划分不合理。
网格划分对于结果的收敛具有重要影响,划分不合理容易导致收敛问题。
2.3 负荷边界条件设置错误。
对于有限元分析来说,负荷边界条件设置的准确性对结果的收敛影响极大,设置错误也容易导致收敛问题。
2.4 分析步长选择不当。
在进行动力学分析时,分析步长不合理容易导致收敛问题。
三、解决方法3.1 合理选择材料模型。
在进行有限元分析时,根据实际情况合理选择材料模型,避免材料模型对结果收敛的影响。
3.2 合理划分网格。
网格划分应该考虑到模型的几何形状和局部变形情况,合理划分网格有利于结果的收敛。
3.3 准确设置负荷边界条件。
在进行有限元分析时,负荷边界条件的准确性对结果的收敛影响极大,应当根据实际情况准确设置。
3.4 合理选择分析步长。
在进行动力学分析时,应当合理选择分析步长,避免步长选择不当导致收敛问题。
四、结论通过以上分析和讨论,可以得出,压力和位移收敛问题是Abaqus分析中常见的问题,出现这种问题可能是由于材料模型选择不当、网格划分不合理、负荷边界条件设置错误、分析步长选择不当等因素导致的。
解决这些问题的关键在于合理选择材料模型、合理划分网格、准确设置负荷边界条件、合理选择分析步长等。
只有这样,才能保证Abaqus分析的结果稳定收敛,为工程设计和研究提供可靠的基础。
针对压力和位移收敛问题,在实际工程设计和研究中,需要在解决方法的基础上进一步深入探讨,并结合具体案例分析,以便更好地应对这一问题。
常见abaqus不收敛的原因
常见abaqus不收敛的原因ABAQUS是一种常用的有限元软件,用于分析和模拟各种结构和材料的力学行为。
在使用ABAQUS进行仿真过程中,经常会出现收敛失败的情况。
本文将详细介绍常见的ABAQUS不收敛的原因,并提供解决这些问题的方法。
1. 手动或自动设置的初始条件不良。
ABAQUS在求解过程中需要一个合适的初始条件,这决定了模型的初始状态。
如果初始条件不良,例如过大的位移或应变,可能导致计算过程中出现不收敛的情况。
解决方法是通过更合理的物理条件或使用自适应方法来确定初始条件。
2. 材料模型选择不当。
ABAQUS提供了多种材料模型,如线性弹性模型、非线性弹性模型和塑性模型等。
如果选择的材料模型与实际情况不符,就可能导致不收敛。
解决方法是根据材料的实际力学性质选择合适的材料模型,并进行参数调整。
3. 网格划分不合理。
网格划分是有限元分析的基础,网格的密度和形状对计算结果有很大影响。
如果网格划分不合理,例如网格过于粗糙或过于细密,都可能导致不收敛。
解决方法是通过调整网格密度或使用自适应网格划分方法来改善网格质量。
4. 载荷施加不正确。
载荷是有限元分析的重要组成部分,如果载荷施加不正确,例如方向、大小或时间的选择不合理,都可能导致不收敛。
解决方法是仔细检查载荷的定义及施加方式,确保其符合实际需要。
5. 边界条件设置错误。
ABAQUS的分析结果受模型的边界条件影响较大,如果边界条件设置不正确,例如固定约束、强度约束或位移约束等设置错误,都可能导致不收敛。
解决方法是仔细检查边界条件的定义及约束设置,确保其与实际情况相符。
6. 求解算法选择不当。
ABAQUS提供了多种求解算法,如直接求解、迭代求解和增量迭代求解等。
根据具体情况选择合适的求解算法非常重要,如果选择不当,可能导致不收敛。
解决方法是根据具体模型和计算要求选择合适的求解算法,并进行参数调整。
7. 材料参数和模型参数设置不准确。
材料参数和模型参数是有限元分析的重要输入,如果设置不准确,例如材料的弹性模量、塑性硬化模型的参数或摩擦系数等设置错误,都可能导致不收敛。
ansys自定义收敛条件
ansys自定义收敛条件ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件,可以用于模拟和分析各种复杂的工程问题。
在进行ANSYS仿真分析时,收敛条件是一个非常重要的概念,它决定了分析的准确性和可靠性。
本文将探讨如何自定义收敛条件以提高ANSYS仿真分析的效果。
我们需要了解什么是收敛条件。
在ANSYS仿真分析中,收敛条件是指在迭代过程中,当解的变化小于某个预设的阈值时,认为分析已经收敛。
换句话说,收敛条件是指解的变化足够小,可以认为解已经趋于稳定。
通过设置合适的收敛条件,可以提高分析的准确性和效率。
ANSYS提供了一些默认的收敛条件,如残差收敛、位移收敛等。
但有时默认的收敛条件可能无法满足特定问题的要求,这时就需要自定义收敛条件。
下面将介绍几种常见的自定义收敛条件。
首先是残差收敛条件。
在ANSYS中,残差是指解的近似值与精确解之间的差异。
残差收敛条件是指当残差的变化小于某个预设的阈值时,认为分析已经收敛。
通过调整残差的阈值,可以控制解的精确度和分析的效率。
其次是位移收敛条件。
在某些问题中,我们关心的是结构的变形情况。
位移收敛条件是指当结构的位移变化小于某个预设的阈值时,认为分析已经收敛。
通过设置合适的位移收敛条件,可以控制结构的变形精度和分析的效率。
还有应力收敛条件和能量收敛条件等。
应力收敛条件是指当结构的应力变化小于某个预设的阈值时,认为分析已经收敛。
能量收敛条件是指当结构的能量变化小于某个预设的阈值时,认为分析已经收敛。
这些收敛条件可以根据具体问题的要求进行设置。
在ANSYS中,我们可以通过命令行或图形界面来设置自定义收敛条件。
通过命令行,可以使用CONVERGE命令来设置收敛条件的类型和阈值。
通过图形界面,可以在求解器设置中选择相应的收敛条件,并设置阈值。
无论使用哪种方式,都需要根据具体问题的特点和要求来选择合适的收敛条件和阈值。
在实际应用中,自定义收敛条件需要经过反复试验和调整。
首先,可以先使用默认的收敛条件进行分析,观察解的收敛情况。
08-材料非线性问题
222第八章 材料非线性问题前章讨论的是几何非线性问题,它是由结构变形的大位移引起的。
本章将讨论材料非线性问题。
所谓材料非线性问题,指的是由于材料的本构关系是非线性的,从而使得用位移表达的平衡方程式(组)呈非线性形式。
这种问题主要可分成二类,第一类是非线性弹性问题,此类问题中的材料从一开始应力-应变关系就呈非线性关系,如橡皮、塑料、岩石等等。
但非线性弹性问题中的变形过程是可逆的,即卸载后结构会恢复到加载前的位置。
第二类是非线性弹塑性问题,当结构材料中的应力水平超过屈服极限以后,就会出现非线性性质,各种结构的弹塑性分析就是这类问题。
在加载过程中,弹塑性问题和非线性弹性 问题在本质上是相同的,但其卸载过程和前者是不同的,当外载去除后结构不能够回复到加载前的位置,而存有残余变形,即非线性的弹塑性问题是不可逆的。
更进一步的研究,材料非线性问题还有粘弹性问题,粘塑性问题及非线性脆性材料问题等,本书将不予讨论。
随着新型材料的发展应用,材料承载能力的进一步挖潜等,使的材料非线性问题的应力、变形分析,在工程上有着愈来愈重要的意义。
例如塑料部件的应用、金属的压力加工、金属部件的预应力处理等等,都必须进行准确的非线性弹性或弹塑性分析。
由于材料非线性问题最后亦是归结为求解一组非线性方程组的问题,因此上章所介绍的求解非线性问题的一般方法都完全适用于材料非线性问题。
当然,根据具体问题的性质,存有选择哪一种方法更方便,有效的问题。
本章将分别介绍非线性弹性问题及弹塑性问题基本理论及具体求解方法,最后对双重非线性问题(即材料非线性和几何非线性的复合问题)作一般性的讨论。
§8-1 非线性弹性问题的求解方法纯粹的材料非线性问题属于小变形问题。
前面章节所到的几何关系式及单元的平衡条件仍然成立。
即有{}{}δε][B = (8-1){}{}R dV B T =⎰δ][ (8-2)其中几何关系式(8-1)是线性的,][B 和位移{}δ无关。
ansys位移收敛准则
4重新划分网格 网格的单元不宜太大或太小一般在5~10厘米左右
5 检查模型的正确性
1) 关于位移判据当结构受力后硬化严重时,位移增量的微小变化将引起失衡力的很大偏差.另外,当相邻两次迭代得到的位移增量范数之比跳动较大时,将把一个本来收敛的问题判定为不收敛.所以在这两种情况下不能用位移准则.
如果不收敛,可以考虑一下方法改进
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)
收敛准则主要有力的收敛,位移的收敛,弯矩的收敛和转角的收敛。一般用力的控制加载时,可以使用残余力的2-范数控制收敛;而位移控制加载时,最好用位移的范数控制收敛。收敛精度默认为 0.1%,但一般可放宽至 5%,以提高收敛速度。
使用力收敛是绝对的,而位移收敛并不一定代表你的计算真的收敛,但很多情况下使用位移更容易得到想要的结果
假如你只能是使用一个收敛准则,建议你提高收敛容差(0.01以下)。
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。
橡胶结构有限元分析收敛问题的对策
需要进行迭代,而是在方程里直接求出接触力(接触压力):瓦=n
Feontaet。从而,拉格朗日乘子法不需要定义人为的接触刚度去 满足接触面间不可穿透的条件,可以直接实现穿透为零的真实接 触条件,这是罚函数法所不可能实现的。
4.4载荷步与载荷子步
4.4.1载荷步
关于载荷步的设置,小的载荷步增量比大的载荷步增量更 有利于计算的收敛。实践证明,在进行橡胶之类材料大变形分析 中,采用合理的多载荷步将载荷逐步加载到结构上,其收敛速度
有限元模型根据yx密封圈孔轴密封沟槽边界条件以及ansys的功yx封圈的有限元模型简化为平面对称模型yx密封圈截能面结构及尺寸参照国家标准jbzq42651997轴用yx形密封7圈进行建模按公称内径为d300mm的轴用yx密封圈建模2mooneyrivlin材料模型yx橡胶密封圈采用的是tpu聚氨酯材料工程上主要是以连续介质力学为基础橡胶材料被认为是超弹性近似不可压缩体弹性模量取为78mpa泊松比为05不可压缩材料
万方数据
266
夏Y-ql等:橡胶结构有限元分析收敛问题的对策
第7期
CONTAl71或TARGEl69一CONTAl72来模拟Yx密封圈对轴和 沟槽的非线性接触行为,橡胶单元采用不带中间节点的平面 PLANEl82或带中间节点的平面PLANEl83超弹性单元来模拟, 分别采用高阶单元和低阶单元进行计算,以验证不同单元的收敛 性(ANSYS较早的版本采用HPPER56,HPPER74等超弹性单 元),设置单元关键字KEYOPT(3)=2来模拟平面应变(Plane strain)问题,使用U—P单元公式计算超弹性问题。轴圆柱面接触 线和密封沟槽界限划分为刚性目标单元TARGEl69,密封圈与之 产生接触的边线划分为接触单元CONTAl71或CONTAl72 (CONTAl71单元与PLANEl82单元对应使用,CONTAl72单元
ABAQUS收敛问题
[转载][转帖]abaqus接触分析问题整理(simwe)(2012-03-05 11:12:34)转载▼分类:转载标签:转载原文地址:[转帖]abaqus接触分析问题整理(simwe)作者:abaqus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。
而aba_aba在abaqus常见问题汇总中给了我们模型改进的方向和一些方法。
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。
2-1 位移模式与解答的收敛性
三结点三角形单元可以坐标 的线性函数作为插值函数.
位移函数等于 结点位移值
2.1 位移模式与解答的收敛性
·插值函数
i
j
m
形函数
三角形面积
i, j, m必须逆时针
·形函数
2.1 位移模式与解答的收敛性
ui
u (x,y)
uj
um
Ni, Nj, Nm表明 位 移 在 单 元 ijm 内的分布形态, 称为形函数.
1
Ni(x, y) um
ui uj
u(x, y) vm
vi
vj
v(x, y)
形函数性质决定位移模式, 形函数 为x, y的线性函数, 故三结点三角形单 元位移模式也为线性函数.
线性单元精确度低, 可通过减小单 元尺寸或采用高精度单元方法改善.
2.1 位移模式与解答的收敛性 ·形函数性质
(1)
(2) (3)
p
i ui
uj
j
m
p i ui
j
uj i ui
j
uj
m
三结点三角形单元 线性
相邻单元公共结 点位移相同;
相邻单元公共边 界位移相同;
单元内位移单值
满足位移连续性要求
·结论
2.1 位移模式与解答的收敛性
(1) 三结点三角形单元位移模式满足要求;
(2) 三结点三角形单元为常应变(力)单元.
2.1 位移模式与解答的收敛性 ·位移模式矩阵表示
位移模式矩阵表示: 简写形式:
形函数矩阵:
单元结点位移列阵:
2.1 位移模式与解答的收敛性 ·解答的收敛性
有限元后续的一系列的推导,都是以位移模式为基础; 当单元尺寸趋于0时, 为使有限元解逼近于真实解(保证收 敛性), 位移模式应满足下列条件: (1) 位移模式必须能反映单元的刚体位移
abaqus 壳单元收敛问题
abaqus 壳单元收敛问题1. 避免简单错误引起收敛问题最常见的原因是大多是基本的建模错误。
比如:丢失边界条件、忘记接触定义、过约束、单位不一致、网格质量等。
每个人都会犯错,如何最小化错误?为相应分析工况建立对应的Checklist。
在构建或调试模型时,Checklist能够系统地提醒需要检查的事项,可以帮助避免更复杂的收敛问题。
不要忘记使用Datacheck!任何部分的解决方案都是有价值的。
运用你的直觉和对应该发生的事情的理解并将其与部分解中实际发生的事情进行比较。
常做Datacheck,部分求解结果都是有价值的,运用你的直觉和对应该发生的事情的理解,将其与部分结果进行比较。
2.不要使用纯静态分析模拟准静态运动静态解决方案的动画看起来是动态的,但这是一种错觉。
如果没有“接近”当前状态的静态平衡状态,就会出现收敛问题,Newton-Raphson牛顿-拉普森找不到不存在的解。
有时试图计算运动,却没有意识到静态稳定问题:触点卡住/滑倒、局部不稳定性、接触分离。
如何避免此类平衡问题所引起的不收敛?应用位移控制载荷替代力载荷、static stabilization (*STATIC, STABILIZE) 、切换为动态求解(Quasi-static implicit dynamics就非常有效)。
3. 理解并正确定义接触接触是收敛问题的一大原因,尽量避免:不足的接触表面,Abaqus接触是高效的,通常没有必要限制接触表面的范围;未解决的初始渗透,要么调整,要么在加载中正确处理;小滑移接触混入有限滑移接触内。
依赖于接触来获得静态平衡,是收敛问题的一大来源,不要害怕在装配模拟中添加一些约束,可以稍后删除它们。
4. 有效材料模型有时我们没有在定义材料模型这个非常重要的任务上投入足够的精力,即使一个糟糕的材料模型不会导致收敛问题,它也可能会影响真实模拟。
比如:线弹性材料模型用于大应变分析、塑性曲线问题(不规则数据)、不稳定超弹性材料。
基坑位移较大引起坍塌的预防和处理措施
基坑位移较大引起坍塌的预防和处理措施1、本基坑开挖较深,地下水丰富,在基坑开挖过程中可能会由于基坑漏水漏砂造成地基沉降、支护结构位移大而导致基坑坍塌,在保证支护结构施工质量的前提下,还应对基坑支护可能出现的危险进行预防和拟定应急抢险措施。
2、在基坑开挖的工程中,应持续进行监测:基坑支护控制值:水平位移50mm,沉降40mm;位移预警值40mm,沉降预警值32mm。
基坑开挖过程中的监测及监控要求①监测基准点设置3个,均设置在基坑边线30米以外,必须可靠、稳定和牢固。
②沉降和基坑坡顶位移测量采用全钻仪或经纬仪进行,要求仪器精度符合基坑监测要求。
③监测项目在基坑开挖前应测得初始值,且不应少于两次。
基坑开挖过程及基坑使用初期,每天监测2次,位移及变形稳定后每天监测1次,直至基础工程施工结束。
特殊情况下加密监测。
④特殊情况指以下情况a桩顶或坡顶的水平位移达到开挖深度的3‰;b桩顶(坡顶)水平位移突然加大;3、当监测或发现位移偏大时,应立即停止施工,分析原因,待危险排出后方可进行继续施工。
4、若位移持续增大未收敛,应立即进行土方回填反压,待位移稳定且对支护结构加固处理后方可进行继续施工。
5、其他措施(1)基坑的周边砌筑30cm高的防淹挡墙,作为通常情况下的挡水设施;配备足够数量的沙袋,紧急时对基坑周围施做围堰,防止地面水大量流入坑内。
(2)开挖前准备足够优质木桩和脚手板,装土袋,以备护坡(打桩护坡法)。
(3)进行基坑支护方案的设计并进行论证,报监理审批。
(4)配备8~10台水泵(其中两台备用),用于排除井下积水。
(5)施工现场仓库配备足够数量的潜水泵、泥浆泵。
(6)及时获取天气信息,预先做好准备工作。
收敛准则 位移 内力 能量
收敛准则位移内力能量收敛准则、位移、内力、能量是结构力学中的重要概念,它们相互关联、相互影响,是工程设计、结构分析中必须考虑的因素。
收敛准则是结构分析中的基本原则之一。
它是用来判断有限元计算结果的精度和可靠性的标准。
收敛准则的核心思想是:通过不断增加有限元单元的数量,使得计算结果越来越接近真实情况,从而得到准确的计算结果。
一般来说,有限元分析中常用的收敛准则有两种:位移收敛准则和能量收敛准则。
其中,位移收敛准则是指当有限元的位移解满足一定的条件时,计算结果就可以收敛,通常设置的条件是位移残差或变形能残差小于一定的值。
而能量收敛准则是指当有限元的能量解满足一定的条件时,计算结果就可以收敛,通常设置的条件是应变能或势能残差小于一定的值。
位移是结构分析中一个重要的物理量。
在有限元分析中,位移是一个向量,它描述了结构在各个点上的位移情况。
通过对位移场的分析,可以求得结构的应力分布、内力分布等重要参数。
在实际工程中,位移也是进行结构安全评估的重要指标之一。
因为位移过大可能导致结构破坏或失稳,而位移过小可能导致结构刚度过大、应力集中等问题。
内力也是结构分析中的重要指标。
内力是指结构内部各处所受的力的大小和方向。
通过分析内力分布,可以判断结构是否存在应力集中、塑性变形等问题。
在有限元分析中,内力的计算通常采用虚功原理和有限元离散后的形式描述。
内力的计算是有限元分析中重要的一环,它直接关系到结构的安全性和可靠性。
能量是结构分析中的基本概念之一。
能量可以分为应变能、势能和动能等多种类型。
在结构分析中,应变能和势能是最为常见的两种能量形式。
应变能是指结构在承受载荷过程中所存储的能量,它与结构内部的应力分布有关。
势能是指结构在承受载荷过程中所存储的能量,它与结构的形状、尺寸等有关。
能量在有限元分析中扮演着重要的角色,它可以用来判断计算结果的精度和可靠性,同时也可以用来优化结构设计、降低结构的重量和成本等。
收敛准则、位移、内力、能量是结构分析中不可或缺的重要概念。
收敛曲线
一.何为收敛?在这里我引用一个会员的提问来解释这个问题:Q:结构非线性静力分析经常出现收敛这个词,如:收敛容限,收敛准则,收敛的解,位移收敛检验等,请解释,thanks!A: 个人是这样理解的:谈到收敛总会和稳定性联系在一起,简单的说,就是在进行求解过程中的一些中间值的误差对于结果的影响的大小,当中间量的误差对于你的数值积分的结果没有产生影响,就说明你的积分方法是稳定的,最终你的数值积分的结果就会收敛于精确解;当中间量的误差导致数值积分结果与精确解有很大的差别时,就说明你的方法稳定性不好,你的数值积分结果不会收敛于精确解。
我想当你对于稳定性和收敛的概念真正理解后,那些名词对于你来说,并不是问题,力学的问题最终都会和数学联系在一起,建议你看看数值积分方面的教程,学好了数学,力学对于你来说就是a piece of cake。
Q:那么说收不收敛,最终都是因为采用的计算方法和计算参数选取的问题了?A:就本人所学的专业来说,很大程度上取决于所采用的算法,我学的是结构工程,举个例子吧:当在进行结构动力时程分析时,采用的几分方法有线性加速度法,威尔逊-theta法,对于线性加速度法,当时间步长大于周期的0.5倍时,计算结果很可能出现不收敛,而当时间步长小于0.1倍的周期时,才有可能获得稳定的计算结果;而威尔逊-theta法,实质上就是线性加速度法的修正形式,很多实例表明当theta值大于1.37时,这种算法是无条件稳定的。
当然影响计算结果是否收敛的原因有很多,比如初始条件,我所指的仅仅是我所学专业的一个问题的很小的一个方面。
A: 说白了,就是数学。
牵涉到实际的计算问题时,才发现数学实在是太有用了,不过可惜数学实在学得不好。
A: 收敛的问题,就好像你往水里扔一块石头激起的波浪,慢慢会平息下来,这就收敛了。
计算的时候就是这样,数据在每次迭代的时候在精确解的周围震荡,最后无限趋向于精确解。
我想学过级数的人就应该知道,里面就有个无穷级数的和收敛的问题。
收敛准则 位移 内力 能量
收敛准则位移内力能量
在工程结构设计中,收敛准则是一种常用的方法,用来判断结构分析的结果是否足够精确和可靠。
在进行有限元分析时,我们通常会关注位移、内力和能量三个方面的结果,以确保结构的安全性和稳定性。
位移是指结构中各个节点或者单元在受力作用下发生的位移变化。
通过对结构的位移进行分析,可以得到结构在各个位置的变形情况,从而判断结构是否符合设计要求。
在收敛准则中,我们通常会根据位移的收敛情况来判断分析是否足够精确。
如果位移在不断迭代计算中逐渐趋于稳定,那么可以认为分析结果收敛良好。
内力是指结构中各个单元或者构件所受的内部力。
内力的大小和方向对结构的承载能力和稳定性有着重要影响。
在分析结构的内力时,我们通常会比较不同加载情况下的内力分布,以及内力的收敛情况。
通过对内力的分析,可以评估结构在不同工况下的受力情况,以便进行合理的设计和优化。
能量是指结构在受力过程中所具有的能量。
结构在受力过程中会产生各种形式的能量转换,包括弹性势能、动能、内能等。
通过对结构的能量进行分析,可以评估结构在受力过程中的能量损失情况,以及结构的稳定性和耗能能力。
在收敛准则中,我们通常会比较不同加载情况下的能量变化,以判断结构的稳定性和可靠性。
收敛准则是结构分析中一种重要的判断方法,通过对位移、内力和能量的分析,可以评估结构的受力情况和稳定性。
在工程实践中,我们需要不断优化分析模型,确保分析结果符合准确性和可靠性要求,以保证结构的安全运行和使用。
通过对收敛准则的合理应用,可以更好地指导工程设计和结构分析,为工程实践提供可靠的依据。
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【讨论】问题悬赏解答——课题之三(大位移引起的收敛问题)出了点问题,重新编辑了以下,如下:fini/clear/config,nres,5000/prep7et,1,beam23,,1,,1,,2r,1,0.025mp,ex,1,2790mp,nuxy,,0.42tb,biso,1tbdata,1,23,0K,1,0,0,0K,2,0,0.4,0k,3,0,3.6,0l,1,2l,2,3lesize,1,,,200lesize,2,,,400lmesh,all/solud,1,uxd,1,uyd,1,rotzd,2,rotznlgeom,on nsubst,120 outres,all,all time,1f,2,fx,-0.0006solvetime,2f,2,fx,0solvetime,3d,202,rotzddele,2,rotzsolveDELTAX=0.05 TNUM=3.4/DELTAX *DO,I,1,TNUMTIME,I+3XX=DELTAX*IYY=1-XX*XX/(3.4*3.4)*IF,YY,LT,1E-6,THENYY=0*ENDIFD,202,UX,XXD,202,UY,-3.6+3.6*SQRT(YY)SOLV*ENDDO/post1pldisp加载过程是:固定节点1位移(ux,uy,rotz),固定节点2转动自由度(rotz),在节点2施加水平载荷;卸掉水平载荷;固定节点202(顶点)转动自由度,解除对节点2转动自由度的限制;对节点202施加一定轨迹的位移载荷。
1看看程序中的加载存在什么问题???2程序中有什么不合理的地方吗?这是一个实际的工程问题,就是求在这个加载过程后金属线的形状。
虽然结果收敛,但是还有点问题。
prvar(ux,uy)的结果(只显示了有问题的一部分):TIME 202 UX 202 UYUX UY2.9315 -0.266964 -0.1100363.0000 -0.266964 -0.1100363.0005 0.260417E-04 -0.202758E-063.0010 0.520833E-04 -0.405515E-063.0018 0.911458E-04 -0.709651E-06...3.9522 0.476104E-01 -0.370689E-034.0000 0.500000E-01 -0.389294E-03可以看到,第三个载荷步完成后,施加的力载荷引起顶部(节点202)的位移分别是UX=-0.266964和UY=-0.110036。
然后从第四个载荷步开始施加位移载荷,但是第四步施加的位移载荷并没有累计前三步力载荷所引起的位移。
这与实际情况不符,实际情况下,t=4时,UX=0.05+(-0.266),UY=-0.389+(-0.11)。
从位移图中也可以看出,加载位移载荷之前,UX,UY都先归零,然后再加载位移,而实际情况应该是:加载的位移载荷在以前的力载荷引起的位移的基础上进行。
看看问题出在哪里,如何解决???在第四步之前加一句:DCUM,ADD试试,不过后面所加位移量要做相应的修改,应该加上前后两步的位移增量。
我现在没时间验算。
另外可以看看命令手册中DCUM的说明,也许会有些启发。
恩,我把程序该了一下,设置了DCUM,ADD,在课题二中仅仅加位移载荷的情况下运行成功。
但在这里还是不行,加载位移载荷之前,UX,UY 还是归零。
不知还有什么办法,会不会和预应力之类的设置有关???改动部分为:DELTAX=0.1TNUM=3.4/DELTAX*DIM,YY,,TNUMDCUM,ADD*DO,I,1,TNUMTIME,I+3XX=DELTAXYY(I)=1-XX*XX*I*I/(3.466*3.466)*IF,YY(I),LT,1E-6,THENYY(I)=0*ENDIFYY(I)=3.49*SQRT(YY(I))D,202,UX,XX*IF,I,EQ,1,THEND,202,UY,YY(I)-3.49*ELSED,202,UY,YY(I)-YY(I-1)*ENDIFNLGEOM,ONOUTRES,ALL,ALLSOLV*ENDDO也就是说现在的问题是力边界产生的位移那部分无法累计。
有个想法:先加力边界,算出作用点的位移;将该位移作为边界替代原来的力边界(这需要新建一个与原来完全一样的模型),这样后续位移加载就能累计了。
不过这种方法有个问题就是力的加载点和后续位移加载点不同的话可能无法累计(因为边界不同)。
你可以调试一下。
另外需要比较一下用位移代替原来力加载后结构的应力分布,各点的位移情况是否一致。
通过yymavrerick的启发,我终于搞定了这个问题(我真想奖励我10分,哈哈),有两种方案:一、重新建立模型:在力载荷作用完后,记录每个节点的坐标值,然后运用这些节点重新建立模型,在新模型基础上施加位移载荷。
二、等效冗余加载。
(下面通过一个例子来说明)这个思路很好,运用等效冗余加载的方法可以解决所提到的问题。
看以下命令流:fini/clear/config,nres,5000/prep7et,1,beam23,,1,,1,,2r,1,0.025mp,ex,1,2790mp,nuxy,,0.42tb,biso,1tbdata,1,23,0K,1,0,0,0K,2,0,0.3,0K,3,0,0.6,0l,1,2l,2,3lesize,ALL,,,200 lmesh,all/soludcum,addd,1,uxd,1,uyd,1,rotz nlgeom,on nsubst,120 outres,all,all time,1d,2,ux,0.01 solvetime,2d,202,ux,0.01 solve/post26 nsol,2,202,u,x nsol,3,202,u,yplvar,2,3位移归零,错误,如图所示:改进一下,把节点2位移载荷引起节点202的位移(0.025)给弥补上去。
time,1d,2,ux,0.01solvetime,2d,202,ux,0.01+ 0.025solve虽然最终点加载大小相同,但加载过程不对,还是归零了,错误!如图所示:等效冗余加载:记住一定要设置DCUM,ADD啊,在前两个程序里这个命令没用,这里可不一样!time,1d,2,ux,0.01d,202,ux,0.025 !(先计算然后再加到这里,可能用*GET或其他命令启动重新分析会更好,先不管这些)solvetime,2d,202,ux,0.01天啊,这不是我梦寐以求的过程曲线吗?我激动得要哭了,哈哈!!!重复以下等效冗余加载得要点:节点M加载位移U1引起节点N位移U2D,M,UX,U1和D,M,UX,U1D,N,UX,U2的加载效果是一样的,但是D,M,UX,U1D,N,UX,U2的加载方式可以通过设置DCUM,ADD实现载荷步施加在不同节点时节点位移的正确累加。
恩,别高兴太早,可能还有别的问题,大家看看吧!!!fini/clear/config,nres,5000 /prep7et,1,beam23,,1,,1,,2 r,1,0.025mp,ex,1,2790 mp,nuxy,,0.42tb,biso,1tbdata,1,23,0K,1,0,0,0K,2,0,0.4,0k,3,0,3.6,0l,1,2l,2,3lesize,1,,,200 lesize,2,,,400 lmesh,all/solud,1,uxd,1,uyd,1,rotzd,2,rotznlgeom,on nsubst,120 outres,all,all time,1f,2,fx,-0.0006 solvetime,2f,2,fx,0solvetime,3d,202,rotz ddele,2,rotz solve/post1set,last*get,x,node,202,u,x *get,y,node,202,u,y /solulsclear,alld,1,uxd,1,uyd,1,rotzd,2,rotz nlgeom,on nsubst,120 outres,all,all time,1f,2,fx,-0.0006 solvetime,2f,2,fx,0solvetime,3d,202,rotz ddele,2,rotz kbc,1d,202,ux,xd,202,uy,ysolveDELTAX=0.05 TNUM=3.4/DELTAX kbc,0*DO,I,1,TNUMTIME,I+3XX=DELTAX*IYY=3.6*sqrt(abs(1-XX*XX/(3.4*3.4)))D,202,UX,x+xxD,202,UY,y+yy-3.6SOLV*ENDDO/post1pldispansys在首次加载斜坡位移载荷时,总是从零加起,所以按正常思路总是会归零。
我把前三步载荷计算的第202节点的位移值X、Y读取,并在重新求解的过程中以阶跃位移载荷的形式加在第三步(这样并不影响第三步载荷的真实性,因为这个阶跃载荷是多余的,并没有在数值上改变什么),这样在后续的载荷增加过程中就不会有归零的现象发生了。
不知是否合乎你的要求。