ANSYS收敛问题

ANSYS收敛问题

如何判断收敛？

【解答】

（1) 看载荷步,其中的子步数会出现999999时,代表你的模型在迭代计算中是不收敛的；

（2) 在后处理!READ RESULTS---BY PICKED

（3) 出现对话框：solution is done！就表示收敛了！

对于低频电磁(不包括耦合场分析)的收敛判断手段：

（1）基于失势A

（2）基于电流段Current Segments

（3）（1）and （2）

（4）基于标失MAG

（5）基于磁通MAG Flux

（6）（4）and （5）

*0)首先你通过typical value 和 typical value的tolerance 指定标准值value * tolerance

*1)对于A和MAG , ANSYS拿各个节点处前后两次平衡迭代的那些差值的L2范数(或L1或无穷大范数)与你指定的标准比较,从而判断收敛

*2)对于Flux和Current segments, ANSYS拿他们的那些不平衡值(就是你施加给电流(或电流段)值与程序计算的值之间的差)的L2范数(或L1或无穷大范数)与你指定的标准比较,从而判断收敛

*3)的标失磁场分析ANSYS推荐基于Flux判断收敛, 2D静磁分析ANSYS推荐基于Current segments来判断收敛. 一般都按默认的来就行了。

详细问题：

系统提示出现严重扭曲的解决办法？

【解答】

1)如果系统提示单元严重扭曲,说明变形很大了,将载荷降低,再试

试!

2)打开了大变形开关

3)使用超弹性单元，ANSYS里有这种单元用于模拟塑性材料的

4)单元加密；

5)增加子步数，载荷慢慢加；

6)最后一点较为关键，考虑接触对的材料性能；

非线性和接触的不收敛处理方式？

【解答】

先将接触模型（单元）去掉，计算，看材料非线性的收敛情况；再将材料非线性先改为线性材料，做接触模型，看其收敛情况；如果是材料非线性引起的不收敛，需适当修改材料参数或采取其他一些办法，如果是接触引起的不收敛，需调整接触参数，如接触刚度等。这样能针对不同的问题，采取不同的解决方案，能快一些。

ANSYS做材料非线性尤其是塑性，很难收敛的，我现在对它的材料非线性功能都放弃了，运算时间很长。我做材料非线性是这样的：将材料改为线性，运行一个载荷步，由后处理中调出结果，与屈服强度进行比较，进行刚度降级，修改材料参数，继续运行，与ANSYS本身的运行原理差不多，但可以快一些，需要用APDL语言编制循环语句，可以人为控制。

材料由非线性改为线性，结果是不可能合理的，这样做只是查看不收敛是由什麽引起，如果计算收敛，说明接触部分参数合理，不必做过多的调整。

收敛。

详细问题：

收敛疑难解答部分汇总

【解答】

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。

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

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，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)

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。

【补充回答】

ANSYS使用收敛准则有L1，L2，L~~（无穷大）三个收敛准则。

在工程中，一般使用收敛容差（0.05）就可以拉。

建议使用位移收敛准则( CNVTOL,U,0.05,,, )与力收敛准则( CNVTOL,F,0.05,,, )。因为仅仅只使用一个收敛准则，会存在较大的误差。

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）。

影响非线性收敛稳定性及其速度的因素很多：

1、模型——主要是结构刚度的大小。对于某些结构，从概念的角度看，可以认为它是几何不变的稳定体系。但如果结构相近的几个主要构件刚度相差悬殊，在数值计算中就可能导致数值计算的较大误差，严重的可能会导致结构的几何可变性——忽略小刚度构件的刚度贡献。如出现上述的结构，要分析它，就得降低刚度很大的构件单元的刚度，可以加细网格划分，或着改用高阶单元

（BEAM->SHELL,SHELL->SOLID)。构件的连接形式（刚接或铰接）等也可能影响到结构的刚度。