ANSYS Workbench 瞬态接触材料非线性仿真收敛

这是 ANSYS 工程实战 第 18 篇文章

问题描述：

如何完成仿真收敛问题，特别是对于分析瞬态接触材料非线性问题时，收敛更难，要完成仿真收敛，就要了解仿真收敛的基本要求、特别设置、关键设置。

瞬态收敛方法：

1) 基本检查：

瞬态接触材料非线性仿真计算无法收敛，首先检查模型、材料、接触、网格、约束及运算硬盘空间等基本操作：

模型设置: 

检查导入模型无多余点、线、面，模型布尔运算设置充分。

图 1 模型 part 设置

接触设置：

检查模型之间应该设置接触的地方已经设置，摩擦系数一般设置为 0.1，其他参数选择默认，一般不做变化，不需要设置接触的地方已经进行了布尔运算。

 图 2 模型接触设置

网格设置：

关键部分划分为六面体网格，并进行网格细化，使用四面体网格会影响仿真收敛。

图 3 六面体网格及网格细化

约束设置:

检查模型约束是否充分。

硬盘空间:

进行仿真收敛计算的硬盘空间大于100G。

2）特别设置：

第一步施加一个很小的位移或很小的力，如图，-1e-5mm，更容易完成仿真收敛；

图 4 小位移或小载荷设置

3） 关键设置：

时间步设置直接关系计算收敛，每一步都要设置一定的时间子步，如第一步子步数设置为 40 步，第二步子步设置为 30 步等等。

如果在第一步计算不收敛，增加第一子步数，如变为 50 步，再进行计算，直到所有步都计算完成。

图 5 六面体网格及网格细化

一旦前3步能完成收敛，后面几步的子步设置为第三步的子步数即可。

如果仍然无法收敛，需要增加硬盘空间，计算错误中会提醒。

还是不能完成收敛，就要改变网格划分和增大收敛子步交齐进行试算，完成收敛。

特别说明：

有些人建议修改接触设置来达到收敛，如果接触选项不了解，建议使用默认，尽量不做改动。