Abaqus中的分析步和接触

2016-12-27 by:CAE仿真在线来源:互联网

一、 ABAQUS中的分析步

模拟计算的加载过程包含单个或多个步骤,所以要定义分析步。它一般包含分析过程选择,载荷选择,和输出要求选择。而且每个分析步都可以采用不同的载荷、边界条件、分析过程和输出要求。例如:步骤一:将板材夹于刚性夹具上。步骤二:加载使板材变形。步骤三:确定变形板材的自然频率。增量步是分析步的一部分。在非线性分析中,一个分析步中施加的总载荷被分解为许多小的增量,这样就可以按照非线性求解步骤来进行计算。当提出初始增量的大小后,ABAQUS会自动选择后继的增量大小。每个增量步结束时,结构处于(近似)平衡状态,结果可以写入输出数据库文件、重启动文件、数据文件或结果文件中。选择某一增量步的计算结果写入输出数据库文件的数据称为帧。迭代步是在一增量步中找到平衡解的一种尝试。如果模型在迭代结束时不是处于平衡状态,ABAQUS将进行另一轮迭代。随着每一次迭代,ABAQUS得到的解将更接近平衡状态;有时ABAQUS需要进行许多次迭代才能得到一平衡解。当平衡解得到以后一个增量步才完成,即结果只能在一个增量步的末尾才能获得。

step,increment,attempt,iteration,的关系
1)step 分析步
2)increment 时间增量步
3)attempt 减小增量步的尝试,即“cutback”
4)iteration 迭代
在一个计算中有可能用到多步分析,比如建一个土石坝,每激活(add)一个填筑层就是一个分析步step;
在每个step中,如果考虑非线性,step就会分成几个增量步(increment)进行计算;
在每个increment中,会有减小增量步的尝试(attempt),在每个attemp中,要进行迭代计算(iteration)。
如果迭代收敛,则在下一个increment中会增大时间增量步(比如第一个increment=0.2,则下一个会增大为0.3)
如果迭代无法达到收敛,则ABAQUS会自动减小时间增量步(减小increment),即所谓的“cutback”,如果仍然不能收敛,则会继续减小时间增量步,默认的cutback最大次数为5次,也就是attempt最大=5,如果5次之后仍不能收敛则ABAQUS会停止分析,显示错误:too many attempts made for this increment:analysis terminated.
increment时间增量步有最小值,默认的是1e-5,如果increment减小到比这还小,ABAQUS就会停止分析,出现错误:time increment required is less than the minimum specified.
increment的值可以在关键字*static中修改:
*static 1., 1., 1e-05, 1.
分别为初始增量步,分析时间步,最小增量步,最大增量步
可以用关键字*Step设定一个分析步中increment的最大步数,如:
*Step,INC=600 (the maximum number of increments in a step,默认的是100 )
*static和*Step中的increment是相同的,*Step,INC默认为100,而*static中默认为1e-5,并不是100*(1e-5)=1,这两个数都是限值,即number of increments最大为100,而increment最小为1e-5。

二、 ABAQUS中接触

1. 点对面离散与面对面离散

在点对面离散方法中,从面(slave surface)上的每个节点与该节点在主面(master surface)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化。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l和图2所示的实例中,比较了两种情况。