Abaqus 求解控制参数说明_ACT_Abaqus_通用_UM

Abaqus 求解控制参数说明

yunduan082

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通用求解控制编辑器允许你修改用于收敛性和时间积分精度的算法。

注意：此选项仅适用于通用Abaqus/Standard分析步。

操作步骤：

从主菜单栏选择 Other > General Solution Controls > Manager。
Abaqus/CAE会显示通用求解控制管理器，展示模型中定义的各步骤及其关联的通用求解控制参数。
在通用求解控制管理器中，选择感兴趣的分析步骤，然后点击Edit。
通用求解控制编辑器将会出现。
选择指定求解控制的选项：

选择"从上一步传递"如果你希望保持使用上一步的求解控制设置
选择"重置所有参数为系统默认值"如果你想将编辑器中所有选项卡的参数恢复为默认值
选择"指定"如果你想为该步骤输入特定参数值

如有需要，显示"场方程"选项卡以定义场方程容差：
a. 选择"指定个别场"来定义特定类型方程的求解控制参数，或选择"应用于所有适用场"将输入值应用于所有场。
b. 输入以下一个或多个参数的新值：

重要参数说明：

Rⁿₐ：最大残差与对应平均通量范数比的收敛准则。默认值 Rⁿₐ = 5×10⁻³ ，遇收敛问题，可适当放大<0.05
Cⁿₐ：最大解修正与对应增量解值比的收敛准则。默认值 Cⁿₐ = 10⁻³
q̄ᵃ₀：该步骤的时间平均通量初始值。默认为之前步骤的时间平均通量或10⁻² (如果是第1步)
q̄ᵃᵤ：用户定义的平均通量。当定义此值时，qᵃ(t) = q̄ᵃᵤ对所有t成立
Rᵖₐ：在Iᵖₐ次迭代后使用的替代残差收敛准则。默认值 Rᵖₐ = 2×10⁻⁵
εᵃ：与q̄ᵃ比较的零通量准则。默认值 εᵃ = 10⁻⁵
Cᵃₑ：当模型中存在零通量时，最大解修正与对应增量解值比的收敛准则。默认值 Cᵃₑ = 10⁻³
Rᵃₗ：线性情况下(单次迭代)最大残差与对应平均通量范数比的收敛准则。默认值 Rᵃₗ = 10⁻⁸
Cf：在两个有效场之间缩放关系时使用的场转换比率，当其中一个量级可忽略时。默认值 Cf = 1.0
εᶠₐ：与当前步骤模型中最大通量q̄ᵃmax的时间平均值比较的零准则。默认值 εᶠₐ = 10⁻⁵
εᵤ：位移场和扭转自由度平衡方程中与模型特征单元长度比较的零位移增量准则(和/或在"转换严重不连续性迭代"设置为On时的零穿透)。默认值 εᵤ = 10⁻⁸
任何时候都可以点击"此页面的系统定义默认值"将该选项卡上的所有参数恢复为系统定义的默认值。更多信息请参见定义场方程容差。
如需要，显示"时间增量"选项卡来设置时间增量控制参数：
a. 切换"非连续分析"选项以设置 I₀ = 8 和 IR = 10。这些设置有助于避免过早的时间增量回退
b. 输入以下一个或多个参数的新值：
I₀：检查两个连续迭代中残差是否增加前的平衡迭代次数(不包括严重不连续性)。最小值 I₀ = 3，默认值 I₀ = 4。如果启用非连续分析，I₀ = 8且不能更改
IR：对数收敛率检查开始时的连续平衡迭代次数(不包括严重不连续性)。默认值 IR = 8。如果启用非连续分析，IR = 10且不能更改。使用固定时间增量时不检查对数收敛率；
IP：使用残差容差RP代替RA后的连续平衡迭代次数(不包括严重不连续性)。默认值 IP = 9
IC：基于对数收敛率预测的连续平衡迭代次数上限(不包括严重不连续性)。默认值 IC = 16
IL：超过该连续平衡迭代次数(不包括严重不连续性)时将减小下一增量的大小。默认值 IL = 10
IG：允许在连续增量中增加时间增量的最大连续平衡迭代次数(不包括严重不连续性)。默认值 IG = 4
IS：如果"转换严重不连续性迭代"设置为Off，则在一个增量中允许的最大严重不连续性迭代次数。默认值 IS = 12。如果"转换严重不连续性迭代"设置为On，则不使用此参数
IA：允许的最大回退次数。默认值 IA = 5
IJ：如果"转换严重不连续性迭代"设置为Off，则允许在两个连续增量中增加时间增量的最大严重不连续性迭代次数。默认值 IJ = 6。如果"转换严重不连续性迭代"设置为On，则不使用此参数
IT：在允许时间增量增加之前必须满足的最小时间积分精度度量值。允许的最小值 IT = 3。默认值 IT = 10
Iᵢₛ：如果"转换严重不连续性迭代"设置为On，则在一个增量中允许的最大严重不连续性迭代次数。默认值 Iᵢₛ = 50。此参数仅作为默认收敛准则失效时的保护，通常不需要修改
Df：当解似乎发散时使用的回退因子。默认值 Df = 0.25
Du (Cutback Factor): 当对数收敛速率预测需要过多平衡迭代时，使用的缩减因子。默认值为 0.5。
Dr (Cutback Factor): 当当前增量步中平衡迭代次数过多时，下一个增量步的缩减因子。默认值为 0.75。
Da (Cutback Factor): 当超出时间积分精度容差时，使用的缩减因子。默认值为 0.85。
Dg (Cutback Factor): 由于延续性导致平衡迭代次数过多时，使用的缩减因子。默认值为 0.25。
Dy (Cutback Factor): 由于单元计算存在问题（如大位移问题中的过度变形）导致平衡迭代次数过多时，使用的缩减因子。默认值为 0.25。
Dd (Increase Factor): 当两个连续增量步都在少量平衡迭代 (Iq) 中收敛时，使用的增加因子。默认值为 1.5。
Wg (Ratio): 为了增加下一个增量步，Iq 个增量步上的平均时间积分精度测量值与相应容差的比率。默认值为 0.75。
Di (Increase Factor): 下一个时间增量步的增加因子，当 Ii 个连续增量步中的时间积分精度测量值低于容差的 Wa 倍时，Ii 个增量步上的平均积分精度测量值与相应容差的比率。默认值为 0.8。
Dm (Maximum Increase Factor): 所有情况下的最大时间增量步增加因子，除了动态应力分析和扩散控制过程。默认值为 1.5。
Dam (Maximum Time Increment Increase Factor): 动态应力分析的最大时间增量步增加因子。默认值为 1.25。
Ddc (Maximum Time Increment Increase Factor): 扩散控制过程（如瞬态热传递、土体固结、流体质量扩散）的最大时间增量步增加因子。默认值为 2.0。
Dl (Minimum Ratio): 对于线性瞬态问题，为避免过度分解系统矩阵，建议的下一个时间增量步与当前时间增量步之比的最小值（乘以 Dm）。应小于 1.0。默认值为 0.95。
Dr (Minimum Ratio): 为了进行解向量的外推，建议的下一个时间增量步与最后一个成功时间增量步之比的最小值。默认值为 0.1。
Ds (Maximum Ratio): 对于条件稳定积分过程，时间增量步与稳定极限的最大允许比率。默认值为 3.0。
Dp (Fraction): 如果时间增量步超过上述因子乘以稳定性极限，则将其缩减的分数。应大于 1.0。默认值为 0.95。
Dz (Increase Factor): 在达到步骤的时间点或结束时间之前，直接增加时间增量步的因子。此参数用于避免时间增量步过小，有时需要完成一个步骤，并且必须大于或等于 1.0。如果请求输出或场输出，则默认值为 1.25；否则，默认值为 1.0。

约束方程

Tvol (Volumetric Strain Compatibility Tolerance): 混合固体单元的体积应变相容性容差。默认值为 1e-10。
Tax (Axial Strain Compatibility Tolerance): 混合梁单元的轴向应变相容性容差。默认值为 1e-3。
Tshear (Transverse Shear Strain Compatibility Tolerance): 混合单元的横向剪切应变相容性容差。默认值为 1e-10。
Tcont (Contact and Slip Compatibility Tolerance): 接触和滑移相容性容差。如果步骤的“转换严重不连续迭代”设置是“开”，则此项是最大接触或滑移约束位移增量与指定容差的比率。如果步骤的“转换严重不连续迭代”设置是“关”，则此项仅用于相互作用中指定的软化接触。该比率是指定压力值 p 处的误差与间隙的比率。默认值为 5e-5。
Tcoff (Offset Contact Compatibility Tolerance): 偏移接触相容性容差。仅当“转换严重不连续迭代”设置是“关”时使用。与 Tcont 类似，但 p 代表压力值，当间隙为 0.0 时。实际容差将在 0 和 Tcoff 之间线性插值，对于 0 ≤ p ≤ p'。默认值为 0.1。
Tdisp (Displacement Compatibility Tolerance): 分布式耦合单元的位移相容性容差。该比率是分布式耦合位移相容性误差与耦合节点布置主惯性半径的比率。默认值为 1e-10。
Trot (Rotation Compatibility Tolerance): 分布式耦合单元的旋转相容性容差。默认值为 1e-10。

线搜索控制

N (Maximum Number of Line Search Iterations): 线性搜索的最大迭代次数。对于使用牛顿法的步骤，默认值为 25；对于使用准牛顿法的步骤，默认值为 5。建议激活线性搜索算法的值为 5。指定 0 以强制取消激活该方法。
αmax (Maximum Correction Scale Factor): 最大校正比例因子。默认值为 1.0。
αmin (Minimum Correction Scale Factor): 最小校正比例因子。默认值为 0.0001。
R (Residual Reduction Factor): 线性搜索终止时的残差缩减因子。默认值为 0.25。
S (Scale Factor Ratio): 线性搜索终止时，新校正比例因子与旧校正比例因子的比率。默认值为 0.10。

VCCT 线性缩放

β (Scaling Factor): 用于 VCCT 线性缩放的比例因子。默认值为 0.9。
直接循环

Ip (Periodicity Duration): 首次施加周期性条件时的持续时间数。默认值为 1。
CR (Stabilized State Detection Criterion): 用于判断是否达到稳定状态的标准，即傅里叶级数中最大残差系数与相应平均通量之比。默认值为 5e-2。
CU (Stabilized State Detection Criterion): 用于判断是否达到稳定状态的标准，即傅里叶级数中任何项的最大校正位移系数与最大位移系数之比。默认值为 5e-3。
CRc (Plastic Catch-up Detection Criterion): 用于判断是否发生塑性赶超的标准，即傅里叶级数中常数项的最大残差系数与相应平均通量范数之比。默认值为 5e-1。
CUc (Plastic Catch-up Detection Criterion): 用于判断是否发生塑性赶超的标准，即傅里叶级数中常数项的最大校正位移系数与最大位移系数之比。默认值为 5e-3。

这些参数的设置对于控制Abaqus求解过程的收敛性、精度和效率至关重要。在实际应用中，应根据具体问题和模型特点进行调整。

来源：ABAQUS仿真世界

Abaqus-循环对称功能应用

简介循环对称用于分析那些可以沿旋转轴分成n个相等子结构的结构。我们只需要分析一个子结构（称为扇区）就够了。方法很简单：从整体结构中切出一个循环扇区。在初始步中，通过Primary和Secondary表面交界处的相互作用来定义循环对称。除了Surface，也可以使用NodeRegion/Geometry。Primary和Secondary表面交界处的网格是否完全相同并不重要，但需要注意的是，较细的连接总是分配给Secondary表面。载荷有一些限制，我们将在第一个例子中详细解释。此外，我们可以将获得的应力和变形状态传递到360°整体模型中，以便施加非循环对称的外载荷，例如弯曲。以下两个例子展示了如何应用循环对称以及它的优点。这些例子是使用Abaqus/CAE创建的。例子1一个用外部零件夹紧的轴的完整模型显示，一个30°的切口是循环对称的。它可以分成12个循环对称的部分。我们建立了一个局部模型和一个完整模型的计算。轴的内表面(a)通过Kinematic类型的节点耦合连接到旋转轴上的一个参考点。该参考点通过边界条件固定。通过用螺栓力将内零件(b)与外零件(c)支撑在一起，并利用外零件在轴区域的锥度，将内零件、外零件和轴压在一起。该步骤定义为具有非线性几何的静态、通用。完整模型30°扇区对称轴的定义这些点必须事先定义为参考点。如果它们不属于耦合，则会在DAT文件中出现警告，可以忽略（未使用的节点）。虽然实际上所有的载荷（离心力、温度……）都可以施加到扇区上，但非对称的力、力矩和位移不能。它基本上应用：SecondarySurface的变形遵循PrimarySurface相对于对称轴的变形。有效的力、力矩、位移、扭转：CF1,CM1,U1,UR1：否CF2,CM2,U2,UR2：否CF3,CM3,U3,UR3：是施加的螺栓力沿3方向作用。力和/或扭矩必须根据实体模型除以扇区数！为了确定刚度，必须将反作用力/力矩乘以扇区数！在后处理中，可以在ODB显示选项中将扇区扩展为完整的3D模型。我们需要比较具有循环对称的模型和完整模型的计算结果。网格划分主要使用C3D8I单元（螺钉除外）。由于网格划分的细微差别，单元数量相差不到12倍。1/12模型/循环对称完整模型vonMises应力仅存在极小的差异。1/12模型/循环对称完整模型计算是在笔记本电脑（HPZ-Book，4核，32GbRAM，支持GPU）上进行的。计算时间和内存（CPURAM）需求差异大于12倍。1/12模型/循环对称完整模型例子2：模态分析1/12模型/循环对称完整模型对于本征模的显示，必须在ODB显示选项中选择此设置。1/12模型/循环对称（上）和完整模型（下）值得了解如果边界条件位于循环对称的SecondarySurface上，则会显示警告消息。Abaqus/CAE会自动禁用边界条件，但用户也可以取消选择它们。但是，在示例1中，SecondarySurface节点用于节点耦合，见下图。如果节点耦合的节点位于循环对称的SecondarySurface上，则会发出警告消息。Abaqus/CAE会自动从耦合中删除这些节点，但用户也可以取消选择它们。这里：轴内表面上的边界条件与SecondarySurface重叠。来源：ABAQUS仿真世界