Abaqus/Standard求解器分析接触问题的其他技巧

1年前浏览1052

Abaqus/Standard求解器中分析问题无法收敛时，往往是因为模型中有问题，例如存在刚体位移、过约束、接触定义不当等等，这时应察看MSG文件中介绍的警告信息，然后采取相应措施。在接触分析中出现收敛问题时，除了负特征值、零主元和过约束提到的解决方法之外，还可以考虑以下解决方法：

（一）平稳地建立接触关系

如果在第一个分析步中把全部载荷施加到模型上，使接触状态的发生剧烈改变，会有可能造成收敛的困难。因此一般应首先定义一个只有很小载荷的分析步，让接触关系平稳地建立起来，然后在下一个分析步中再施加真实的载荷。尽管这样可能需要更多的分析步，但这减小了收敛的困难，会提高求解的效率。

（二）细化网格

细化从面和主面的网格是解决收敛问题的一个重要方法。过于粗糙的网格会使Abaqus难以确定接触状态，例如，如果在接触面的宽度方向上只有一个单元，则常常会出现收敛问题。一般来说，如果从面上有90度的圆角，建议在此圆角处至少划分10个单元。

（三）使用一阶单元

如果接触属性为默认的“硬”接触，则不能使用六面体二次单元（C3D20 和C3D20R），以及四面体二次单元（C3D10），而应尽可能使用六面体一阶单元。如果无法划分六面体单元网格，可以使用修正的四面体二次单元（C3D10M）。

（四）谨慎地定义摩擦

对摩擦的计算会增大收敛的难度，摩擦系数越大，就越不容易达到收敛。因此如果摩擦对分析结果影响不大（例如接触面之间没有大的滑动），可以尝试令摩擦系数为0。

提示：如果需要摩擦来消除刚体位移，则不能随意令摩擦系数为0。另外，摩擦总是会对分析结果有一定的影响，因此只要不出现收敛困难，就应尽可能根据真实情况来定义摩擦。

（五）减小初始时间增量步

如果模型中有塑性材料，或分析过程中会发生很大的位移或局部变形，或施加载荷后会使接触状态发生很大的变化，则应在关键词 *STATIC中设置较小的初始时间增量步。

☆ Abaqus/CAE操作：Step模块，主菜单Step → Create，点击Continue，在Edit Step对话框中，点击Incrementation标签页，设置Initial的值（如图1所示），我通常设为0.1，如果模型极其复杂、接触状态等变化距离，可以设置的更小，例如0.01或0.001。