Abaqus分析常见问题及解决方法（2）：零主元和过约束
本文摘要（由AI生成）：
文章主要介绍了Abaqus/Standard分析中过约束问题的解决方法。过约束是指在节点的某个自由度上同时定义了两个以上的约束条件，可能造成过约束的因素包括接触、边界条件、连接单元、子模型边界和各种约束等。对于某些过约束，Abaqus无法自动找出好的解决方法，分析往往会反复迭代而达不到收敛，这时需要在建模时就避免出现过约束。如果Abaqus在分析过程中发现了过约束，将会自动为这些节点创建一个集 合，保存在ODB文件中，可以在Visualization功能模块中打开ODB文件，点击窗口顶部工具栏中的，利用显示组来高亮度显示此节点集 合，从而发现出现过约束的位置。
对于Abaqus/Standard分析，如果模型中存在过约束则会在MSG文件中出现下列警告信息：
● MSG文件中警告信息的例子：
***WARNING: Solver problem. Zero pivot when processing D.O.F. 1 of 1 nodes. The nodes have been identified in node set WarnNodeSolvProbZeroPiv_1_1_1_1_1.
***WARNING: OVERCONSTRAINT CHECKS: The model is overconstrained in this increment due to the interactions among nodes in node set WarnNodeOverconZeroPivotStep1Inc1Iter1..
● 问题分析：
出现Zero Pivot警告信息的最常见原因是模型中存在过约束。如果Abaqus无法自动解决过约束问题，就会在MSG文件中显示上述Zero Pivot 和Overconstraint Checks警告信息，这时分析往往不会收敛。
● 解决方法：避免过约束
● 接触：从面节点会受到沿主面法线方向的约束；
● 边界条件；
● 连接单元（connector）；
● 子模型边界（*SUBMODEL）；
● 各种约束，例如耦合约束（*COUPLING）、刚体约束（*RIGID BODY）、绑定约束（*TIE）、旋转周期对称约束（*TIE, CYCLIC SYMMETRY）、多点约束（*MPC）、线性方程约束（*EQUATION）等。
***WARNING: OVERCONSTRAINT CHECKS.
在接下来的分析过程中会有两种可能：
● 对于一些常见的过约束，Abaqus会自动去除不需要的约束条件，在MSG文件中不会看到Zero Pivot（零主元）和Overconstraint Checks警告信息，可以得到正确的分析结果。
例如在本书第10.1节的实例中，在对称面的螺纹连接处，即施加了绑定约束，又定义了对称边界条件，产生了过约束。Abaqus会自动去除这些节点上的对称边界条件（不会影响分析结果的正确性），并在DAT文件中显示下列警告信息：
***WARNING: DEGREE OF FREEDOM 3 HAS BEEN ELIMINATED AT NODE 9 INSTANCE BOLT-STEP-1 BOUNDARY CONDITION TYPE ZSYMM MAY NOT BE APPLIED AT THIS NODE
***WARNING: 34 nodes have dof on which incorrect boundary conditions may have been specified.
The nodes have been identified in node set WarnNodeBCIncorrectDof.
● 对于某些过约束，Abaqus无法自动找出好的解决方法，就会在MSG文件中显示以下警告信息：
***WARNING: SOLVER PROBLEM. ZERO PIVOT ……
OVERCONSTRAINT CHECKS: An overconstraint was detected ……
，利用显示组来高亮度显示此节点集 合，从而发现出现过约束的位置。下一讲，将介绍负特征值（Negative Eigenvalue）问题的可能原因及解决方法。
