Abaqus学习记录：分析步、增量步和迭代

Abaqus学习记录：分析步、增量步和迭代

相信大家在学习Abaqus都会对分析步的设置有一定的困惑，不知道该怎么设置、以及各个参数代表的含义。我也在网上找了很多资料，今天就为大家简单的总结一下。

一个模型在计算的过程中可由多个分析步（step）组成，用来描述加载过程中的各个步骤；

对于线弹性问题，一个分析步由一个增量步即可分析完成；
对于非线性问题，分析过程中刚度需要不断的变化，需要多个增量步来完成。

一个增量步中寻求平衡解的尝试叫做迭代，有的增量步在一次迭代中就可以获得平衡解，有的增量步则需要多次迭代才可以找到平衡解，再进入到下一个增量步的计算。

1）分析步（Step）

分析步的类型很多，以 ”Static, General“ 为例
在 Static, General 中，时间长度没有意义，通常取1便于计算

Abaqu会自动在分析步之前建立一个初始分析步（initial），来定义模型初始状态：约束等。

2）增量步（Incrementation）

增量步包含在分析步中：

Type：分析类型有两种：自动、固定（与自动相比，不易收敛）；

最大增量步数（Maximum number of increments）：一个分析步中最多增量步，超过该值就会停止分析；

对于非线性问题可适当调大(10000)

增量步大小（Increment size）：定义每个增量步的时间长度

初始增量步大小（Initial）：默认为时间长度：1；对于难收敛的问题，取0.01或0.1，不宜过大和过小；
最小增量步（Minimum）：对于线性问题默认值即可，非线性时可以减少 2-3 个数量级；
最大增量步（Maximum）：默认为时间长度：1

3）迭代

迭代是在每个增量步中进行的：

Abaqus会将荷载或者施加的位移，在若干个增量步中进行迭代，从而获得平衡解。

在一个增量步中，最多只会进行16次的迭代。

如果一个增量步进行了 16 次以内的迭代获得了平衡解，就会进入下一个增量步；

• 如果两个连续的增量步都在 5 次迭代内获得平衡解，Abaqus就会将下一增量步的时间增大150%；
• 否则与当前增量步时间相同。

如果一个增量步经历 16 迭代后仍没有获得平衡解，Abaqus就会把当前增量步时间减小到25%，重新迭代；

• 若增量步时间折减次数超过 5 次，Abaqus停止分析：
  **Error: Too many attempts made for this increment

• 折减后的增量步小于用户设定的最小增量步大小(Minimum)，报错信息如下：
  **Error: Time increment required is less than the minimum specified

• 增量步总数超过了设定的最大增量步数目，报错信息如下:
  **Error: Too many incretments needed to complete the step

4）实例

分析步的类型很多，以 ”Static, General“ 为例

在 Static, General 中，时间长度没有意义，通常取1便于计算

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Abaqu会自动在分析步之前建立一个初始分析步（initial），来定义模型初始状态：约束等。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2YpZjetB-1659150143500)(E:/Icons/Typora_IMG/initial.png)]

实例分析

参数：

杨氏模量：2.1e11

泊松比：0.3

具体操作步骤不在演示，只对分析步和结果进行解释：

分析步的设置如上默认设置即可，转到job中提交求解，求解过程中点击monitor，如下图所示：

上述模型比较简单，在分析步中只用了一个增量步，且只迭代依次完成了求解。

下面给错误的案例：

在一个增量步中进行了五次迭代，增量步时间折减了5次，输出错误信息

增量步大于最大增量步时，Abaqus停止计算

希望这篇文章对初学Abaqus的人有些帮助。