搜索ABAQUS收敛控制经验谈（一）——漫谈不收敛的原因
2016-10-26 by:CAE仿真在线 来源:互联网
相信任何一位ABAQUSer都不愿意碰到封面的错误——
Fixed time increment is too large!
Fixed time increment is too large!!
Fixed time increment is too large!!!
这意味着,你咬牙放弃的那一个个和男票/女票花前月下的夜、LED屏前越来越朦胧的眼睛、无法再弯曲的右手手指、以及转起来嘎嘣脆的颈椎,都已然成为沉没成本——除了绝望还是绝望——
开个玩笑。不过心情都是类似的。除了上边那个错误,还有其它几个类似的提示:
THE SOLUTION APPEARS TO BE DIVERGING
TOO MANY ATTAMPS HAVE BEEN MADE
CONVERGENCE ISJUDGED UNLIKELY
TIME INCREMENT REQUIRED IS LESS THAN THEMINIMUM SPECIFIED
判断一个人是不是ABAQUS菜鸟,只需要看他的问题。如果他问:Fixed time increment is too large该咋办?那这位弟兄玩ABAQUS铁定没过一个月。谁都有菜的时候,爱因斯坦也不是生下来就会思想实验的。所以,各位新手宝宝一定要切记:这是一类通用型错误,它只能说明一个问题,那就是你刚提交的计算模型又废了,回去找原因吧。
那么,真正有含金量的提示在哪里呢?
MSG文件!
MSG文件!!
MSG文件!!!
MSG,也就是message,就是ABAQUS在计算过程中给你写的信,告诉你,主人我算到哪啦,刚才那一个增量步出啥幺蛾子啦,有的点不乖自由度太大啦,哎呦你初始应力给得不舒服我不想算啦之类的。所以,信息量最大的就是MSG文件了,你们咋能无视它呢?人家甚至连inp里点错的标点都能给你找出来定位好。不要辜负。
今天先不说MSG文件咋看。先来说道说道计算失败最常见的几个原因。
材料参数
小胖一般也就是用用基本的弹塑性本构,屈服准则一般用MC、DP和MCC。一般说来,Mohr-Coulomb相对难收敛些,因为它在主应力空间的屈服面上存在尖角——因为在计算过程中需要对屈服函数求导,而如果曲线不光滑,尖角处也就没法求导,向后欧拉算法也就没法进行了。理论上基本是不能算的,但Abaqus内部对尖角处进行了一定的处理,替代为光滑的函数,这样收敛性就得到了一定的保证,虽然还不够好。而Drucker-Prager准则就较好地克服了这一点。因此,相对来说,小胖建议各位宝宝考虑使用DP模型。尤其是ABAQUS中有非线性的DP模型,可以在一定程度上克服线性DP在剪拉区面积过大的情况,因此可以在一定程度上减小开挖卸载时土体的回弹。
一般材料相关的不收敛提示基本就是类似以下:
The plasticity/creep/connector friction algorithm did not converge at 364 points
碰到这个错误,一般直接原因就是材料应变太大了,塑性计算迭代不收敛。但这并不意味着材料参数给得不合适或材料强度太弱,很有可能是你的接触、约束、荷载或边界出了问题,导致计算中出现的特别大的位移。或者是初始条件(如初始地应力)出了问题,程序没有计算,直接就报了这个错误。各位宝宝可以在下面位置看到计算不收敛的单元位置:
后处理 -> Tools->Job Diagnostics
各位宝宝要学会用这个Job Diagnostics,很给力的工具。
接触 & 约束
需要注意的错误或警告提示,这两类提示无法忽略:
(1)numerical sigularity,节点刚体位移;
(2) zero pivot,零主元,过约束或欠约束。
接触和约束经常造成计算的不收敛。首先是过约束或欠约束的情况。如果一个从面或从面中的一部分被两个不同的主面所“主宰”,那么基本是不可能成功提交计算的。所以各位宝宝选面的时候要注意,不同从面之间是否有重叠或相接的部分,如果有,就要在其中一个从面中将之去除。
正像小胖以前文章中讲过的,如果你碰到下边的情况,墙裂建议各位能少定义几个面就少定义几个,最好把所有的主面放在一起,从面放在一起,这样能最大程度避免过约束的情况。
ABA宝宝们都知道主从面设置有两个原则:
(1)主面网格要疏;
(2)主面所在单元刚度要大。
从实践的角度来讲,小胖认为第一条最重要,是首先需要保证的。理想的情况,宝宝们最好保证主从面节点一一对应。如果从面需要密,那最好也要密得均匀,不要出现主面的点找好久都找不到从面点的情况。
所以,接触碰到不收敛,宝宝们可以按下列顺序检查下模型:
(1)网格质量是否合格?主面网格是否比从面网格稀疏?
(2)是否有“一仆二主”的情况?
(3)初始增量步是否足够小?
(4)node-to-surface、surface-to-surface,small sliding、finite sliding都试试。小胖倾向于采用surface-to-surface & finite sliding。
针对开挖模拟,小胖再多说一句:不要再把开挖土体单独建part了,完全不科学有木有——
首先,在土体均质假设下,待开挖土体和周边岩土体之间是一体,也就是共节点的;其次,设置了接触或约束面,无端增加了计算代价和不收敛的可能性;最重要的,内部面也是可以作为接触面的,土体挖走了,周边土体还在,面还在呀。
杂七杂八
1. 在使用Soils分析步进行孔压—应力分析时:
a. 墙裂建议各位注意单位,应力单位最好选择kPa或MPa,不要用Pa,否则可能会遇到各种无脑错误提示。
b. 墙裂建议给定孔压边界,否则会遇到DOF. 8极大的情况(孔压就是第8自由度)。
2.Detectedlock file Job-1.lck. Please confirm that no other applications are attemptingto write to the output database associated with this job before removing the lock file and resubmitting
把Job-1.lck删除;上次计算的遗留文件。
今天大概只想到这么多。下次说说如何看MSG文件。
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