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

Abaqus学习记录:分析步、增量步和迭代_第1张图片

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。

Abaqus学习记录:分析步、增量步和迭代_第2张图片

2)增量步(Incrementation)

Abaqus学习记录:分析步、增量步和迭代_第3张图片
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

Abaqus学习记录:分析步、增量步和迭代_第4张图片
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:

Abaqus学习记录:分析步、增量步和迭代_第5张图片

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

Abaqus学习记录:分析步、增量步和迭代_第6张图片

增量步大于最大增量步时,Abaqus停止计算

Abaqus学习记录:分析步、增量步和迭代_第7张图片
希望这篇文章对初学Abaqus的人有些帮助。

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