Abaqus血管支架仿真|分析步设置(中)：静态分析

5月前浏览19339

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了静态分析中需要考虑的几何非线性、增量设置、非对称矩阵存储以及不稳定性等问题。在处理支架分析时，应开启几何非线性以考虑非线性几何效应。通过调整增量设置可以提升收敛性。此外，针对支架分析中可能出现的非对称矩阵和接触不稳定等问题，需要开启非对称矩阵存储并考虑使用阻尼等方法来解决。最后，文章强调了监测阻尼对问题物理性质的影响以及求解控制和数值警告的重要性，这些内容将在后续的视频课程中详细介绍。

3. 静态分析

提供真实的静态平衡解决方案，通常用于支架分析。

几何非线性：考虑到较大的挠度、变形和旋转，以及结构不稳定性(屈曲)和预加载因素，应打开几何非线性，以考虑非线性几何效应。

▲ 打开几何非线性

增量：为避免分析过早停止，使用自动时间递增（默认），通过增加增量的最大数（默认为100）和减少初始增量尺寸，以及减少最小增量尺寸。以此提升收敛。

▲ 增量设置

非对称矩阵存储：刚度矩阵中的不对称项会影响收敛性。在支架分析中，经常出现不对称项，比如面对面接触(当从面和主面不平行时会很明显)，节点到面的接触(当主面在3D中多面且高度弯曲时会非常明显)，摩擦(摩擦系数大于0.2时会很明显)。分析步应打开非对称矩阵存储。

▲ 打开非对称矩阵存储

不稳定性：当准静态问题变得不稳定时，部分或全部模型从一个稳定构型加速到下一个稳定构型。实际上，这个问题本质上是动态的：通常问题中的不稳定瞬态动态响应不受关注，相反，目标是将问题分析为准静态过程，局部或全局应变能转化为动能。

局部不稳定的根源有三个方面: 接触丢失，几何局部屈曲，摩擦粘-滑属性。其中，接触丢失的不稳定有以下情况，当结构在刚性表面上被拖拽时，储存对刚性表面的压缩所产生的应变能。如果失去接触，所储存的应变能将导致结构突然向前弹跳，这在支架分析中经常发生。由于没有质量模拟此动态效应，静态分析可能会出现收敛问题，如果接触限制了刚体运动，结果更可能会特别有问题。

▲ 接触不稳定

局部不稳定的症状为突然收敛困难与非常小的时间增量。解决具有局部不稳定性的准静态问题，一种方法是使用阻尼，使局部应变能转化为粘性耗散能，直到找到一个新的稳定结构；另一种方法是使用动态分析，Abaqus提供了基于隐式动力学过程的准静态专门解决技术，视频课程中会详细讨论。

自动粘滞阻尼：自动稳定方法采用体积比例阻尼，帮助控制局部动态不稳定。阻尼因子的自动选取是应用最广泛的一种方法。Abaqus根据收敛历史、粘滞阻尼耗散能量与总能量的比值，Abaqus自动计算阻尼因子，并能够自动调整阻尼因子，或者阻尼因子设置在一个步骤的持续时间内保持不变。当然，用户也可以直接指定阻尼系数，对于自适应自动稳定，用户指定的阻尼因子作为初始值。