侵权投诉

ABAQUS计算常用的解决不收敛问题的方法

模拟在线 2020-09-02 16:10 次阅读

         作者 仿真居工  仿真秀专栏作者

在进行有限元仿真计算时,常常会遇到计算不收敛的问题,而且导致求解不收敛的原因也是多种多样的,处理起来也是相当的麻烦。特别是在利用隐式算法的求解非线性问题时,对静态平衡方程进行迭代求解时极易出现计算的不收敛问题,而显式算法基于动力学方程,不需要进行平衡迭代,当时间步长足够小时,一般不存在收敛性问题。无论在哪种算法下出现计算不收敛情况,首先要学会根据软件报错信息排查不收敛的原因,然后对症下药,排除问题。

一:不收敛问题的排查方法

●若刚开始进入模型计算阶段就出现不收敛问题,可能原因有:有限元模型网格质量欠佳、边界条件约束不足(出现刚体位移)、接触设置不当、重复导入部件(导致欠约束)、初始载荷过大、初始应力导致的材料塑性、由于单位制未统一间接导致刚度过小或载荷过大等原因,根据提示信息,找出报错位置进行修改。

●若在模型计算阶段的中后期才出现不收敛的情况,需要根据已有的计算结果和模型情况进行判断。主要排查方向有:材料软化、失效、屈曲、接触非线性、温度或其他场量的骤变等方面。

其中最为常见的是随着加载的进行出现畸变单元而导致终止(例如上图),一般来讲此类情况不归属于不收敛问题,而是由于网格畸变导致无法计算单元刚度矩阵,从而无法组装整体刚度矩阵。这种情况的解决办法通常需要重新划分网格,以获得更高质量的网格文件,或者可调整网格类型,亦或采用其他大变形计算方法( ALE、CEL、SPH 等)进行控制。

●在弹塑性分析过程中出现不收敛的情况时,应首先去掉材料塑性参数,进行最简单的线弹性分析。如果计算收敛,则说明材料的塑性参数有问题,否则说明分析模型中存在其他方面的问题,仔细阅读报错信息。

二:集中常用的解决不收敛问题的方法

1、几何非线性选项解决不收敛问题

在有限元分析中,非线性问题分为三大类:材料非线性、几何非线性和接触非线性。当模型结构发生小变形时,几何方程也就是应变与位移的关系是线性的,此时不用考虑物体形状及位置的变化来列平衡方程,很多情况下小变形分析方法满足精度要求是没有问题的。但是,当结构发生大变形问题时,需要考虑变形对平衡的影响,以此满足精度要求。大变形问题就是几何非线性问题,因为此时几何方程中包括位移的二次项。结构发生几何非线性可以概括为两个方面:

●结构发生大位移小应变。当结构发生大位移小应变时我们就可以认为结构属于几何非线性结构,此时应该在变形后的位形上建立平衡条件,也就是说应该考虑变形对平衡的影响,同时几何方程中应包括位移的二次项。如此一来,平衡方程和几何方程都是非线性方程。

●结构发生大位移大应变,此时属于几何和材料双重非线性。针对橡胶产品的仿真,均属于此类非线性,此时要引入相应的应力应变关系,即赋予橡胶网格超弹性属性。

总的来说,当模型结构经受大变形,那么其几何形状的变化可能会引起结构的非线性响应。位移的大小会影响结构响应,若未考虑几何非线性则难以收敛。分析大变形或大应变问题时,在分析步的设置中打开几何非线性选项,程序会在分析时考虑大变形或大应变对结果的影响。

2、合理设置自动稳定解决不收敛问题

除了几何非线性开关,在分析步中还可以选择自动稳定功能来解决计算不收敛的问题。自动稳定的本质是引入粘性规划系数提高收敛性能,使得刚度矩阵中具有接近零或是负的特征值的时候,也能够计算获得虚拟解。但是粘性系数太小、太大都不行:太小不能解决收敛性问题,太大会使得到的解不正确。虽然ABAQUS软件默认是不考虑自动稳定,但是提供了三种方案并内置了默认参数,分析时可根据具体问题选择恰当的自动稳定条件,解决计算不收敛问题。

3、划分网格和选择单元类型考虑不收敛问题

有限元方法的计算基础就是网格模型的质量。绝大多数不收敛问题均是由于网格质量欠佳导致的,所以在前期划分网格和选择单元类型时,要注意以下几个问题:

●在变形前和变形后,单元的形状都要保持规则,不要发生严重扭曲

●大变形区域的网格密度要适当,过粗或过细的网格都可能导致收敛问题;

●在弹塑性分析中尽量不要使用二次六面体单元,以免出现体积自锁现象。建议使用非协调单元、一次减缩积分单元和修正的二次四面体单元进行分析。

4、 优化接触属性解决不收敛问题的思路

在接触分析中出现不收敛的情况,首先要核对接触属性的设置,确保各接触面设置无误。细化接触面网格,减小初始增量步,建立确定的接触关系。模型中不重要的接触修改为绑定约束,可以消除刚体位移的同时大大减少了计算时间。

5、调整通用求解控制属性解决不收敛问题的思路

对于简单的非线性问题,一般不需要调整求解控制参数,采用软件默认设置就能使求解收敛。但对于高度非线性问题难以收敛的情况,可调整求解控制参数来满足收敛条件。例如, Abaqus 默认允许一个增量步内最多进行12次迭代,若不能达到稳定则判定计算不收敛,此时,可通过迭代次数,实现该增量步的计算的收敛。

对于可以完成inp文件处理但在初始步出现计算不收敛的情况,检查其在达到迭代次数限制以后的时间增量,如果不是很小时,可以通过调整初始增量步和最小增量步尝试再次求解。但要注意太小的时间增量意义不大,应该从模型当中是否有错误去考虑问题。

原文标题:【排查方法+解决方案】ABAQUS计算不收敛问题详解

文章出处:【微信号:sim_ol,微信公众号:模拟在线】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏
分享:

评论

相关推荐

沃尔沃推高度仿真驾驶模拟装置,体验真实游戏

作为三点式安全带的发明者,安全已成为沃尔沃汽车最显著的品牌标签之一。随着技术不断发展,汽车的安全性能....
的头像 如意 发表于 11-26 10:59 129次 阅读
沃尔沃推高度仿真驾驶模拟装置,体验真实游戏

时钟信号测试有回沟怎么办?测试点位置与芯片DIE分析

信号回沟,即波形边缘的非单调性,是时钟的大忌,尤其是出现在信号的门限电平范围内时,由于容易导致误触发....
发表于 11-26 09:58 269次 阅读
时钟信号测试有回沟怎么办?测试点位置与芯片DIE分析

智能制造下仿真技术的作用

智能制造的发展离不开众多新型技术的支持,仿真技术就是其中一种,它可以覆盖到制造业的众多方面,通过模拟....
的头像 Les 发表于 11-24 17:46 220次 阅读
智能制造下仿真技术的作用

在模块化设计过程中编写testbench并仿真的方法

在开始设计前,根据设计划分好各功能模块(为了叙述方便,这里以对“FPGA数字信号处理(十三)锁相环位....
的头像 OpenFPGA 发表于 11-20 11:29 145次 阅读
在模块化设计过程中编写testbench并仿真的方法

离子注入工艺仿真

离子注入作为半导体常用的掺杂手段,具有热扩散掺杂技术无法比拟的优势。列表对比 掺杂原子被动打进到基板....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 11-20 10:10 238次 阅读
离子注入工艺仿真

Mulitisim仿真总是说我出现错误是为什么啊

总是出现图一,是什么原因啊
发表于 11-19 22:52 205次 阅读
Mulitisim仿真总是说我出现错误是为什么啊

以猫头鹰为例,科学家有望研发低噪音机翼

通过近距离接触鸟类飞行的错综复杂的机械结构,科学家们不断解开可以帮助他们追求先进空气动力学的秘密,这....
的头像 如意 发表于 11-19 15:18 145次 阅读
以猫头鹰为例,科学家有望研发低噪音机翼

电路设计仿真软件Proteus8.7的安装和使用教程

本文档的主要内容详细介绍的是电路设计仿真软件Proteus8.7的安装和使用教程。
发表于 11-19 08:00 239次 阅读
电路设计仿真软件Proteus8.7的安装和使用教程

在vscode上用gcc征服debug过程中遇到的各种疑难杂症

1. PC上的IDE 都2020年了,听说你还在用vc++ 6.0,不,可能还到处搜索下载安装巨无霸....
的头像 嵌入式ARM 发表于 11-18 16:18 217次 阅读
在vscode上用gcc征服debug过程中遇到的各种疑难杂症

鲶鱼头骨的“链接机制”,或成为新兴水下机器人的灵感来源

即使没有灵活的舌头,鲶鱼仍然能够在嘴里旋转捕获的猎物。对它们如何能够做到这一点的新理解,最终可能会带....
的头像 如意 发表于 11-17 14:39 238次 阅读
鲶鱼头骨的“链接机制”,或成为新兴水下机器人的灵感来源

Xilinx Floating-Point 浮点IP加减法的仿真验证案例

作者:OpenSLee 1、float IP的创建 搜索float双击Floating-point ....
的头像 39度创意研究所 发表于 11-13 11:06 218次 阅读
Xilinx Floating-Point 浮点IP加减法的仿真验证案例

三步教你切板仿真(SIwave)

众所周知,3D仿真的黄金标准HFSS对计算机要求很高,特别大的PCB导入到HFSS仿真,基本是个bu....
的头像 信号完整性与电源完整性研究 发表于 11-12 15:34 303次 阅读
三步教你切板仿真(SIwave)

Clarity 3D Solver 与 Celsius Thermal Solver的算法解密

对于以IC为中心的方法,Celsius Thermal Solver 不仅解决了显而易见的问题,还解....
发表于 11-10 16:33 272次 阅读
Clarity 3D Solver 与 Celsius Thermal Solver的算法解密

Comparator动态噪声的仿真

大家好!转眼又是年底了。这一年马上要过去,不知道大家今年收获到了什么呢? 高速ADC一直是个特别火的....
的头像 通向模拟集成电路设计师之路 发表于 11-10 14:53 273次 阅读
Comparator动态噪声的仿真

受大象鼻子启发,新型机械手爪可抓取从注射器到锤子等东西

据外媒报道,大象有惊人的鼻子,这种动物可以用它们灵巧而轻松地捡起小木棍和大圆木。受益于这种启发,来自....
的头像 如意 发表于 11-10 11:31 240次 阅读
受大象鼻子启发,新型机械手爪可抓取从注射器到锤子等东西

数字化仿真领域中的物流仿真 详解

提到仿真,许多人并不陌生,所谓的仿真就是利用模型去实现实际系统中发生的本质过程,我们又称之为模拟。但....
的头像 工程师邓生 发表于 11-09 14:17 273次 阅读
数字化仿真领域中的物流仿真 详解

iOS 14.2 引入JIT编译 仿真应用可具有更佳性能

据外媒 9to5mac 报道,iOS 14.2 现已引入 JIT编译支持。 什么是 JIT? 正如字....
的头像 工程师邓生 发表于 11-07 09:30 352次 阅读
iOS 14.2 引入JIT编译 仿真应用可具有更佳性能

PXI 41-765系列模拟输出/电流环仿真模块,可提高仿真应用中的准确度

Pickering Interfaces公司作为生产用于电子测试及验证的信号开关与仿真解决方案的领导....
发表于 11-05 11:53 93次 阅读
PXI 41-765系列模拟输出/电流环仿真模块,可提高仿真应用中的准确度

中国工业软件“短板”明显,嵌入类软件预计2021年规模将达1510亿元

2020年6月,著名的工业软件公司Mathwork已经停止了哈尔滨工业大学、哈尔滨工程大学等在实体清....
的头像 牵手一起梦 发表于 11-04 15:35 346次 阅读
中国工业软件“短板”明显,嵌入类软件预计2021年规模将达1510亿元

如何使用FPGA实现伪彩色图像

伪彩色图像 一、原理介绍: 伪彩色(Pseudo-color)图像的每个像素的颜色不是由每个基本色分....
的头像 FPGA自习室 发表于 11-02 16:37 264次 阅读
如何使用FPGA实现伪彩色图像

松山湖机器人技能大赛正在报名中

为展现园区创新驱动事业发展成果 发展壮大园区技能人才队伍 搭建技能人才展示技艺技能 互相学习交流的平....
的头像 东莞市机器人产业协会 发表于 11-02 10:15 372次 阅读
松山湖机器人技能大赛正在报名中

使用运行系统仿真器仿真独立于程序的已连接PLC变量的过程值

此时会启动运行系统仿真。 启动仿真后,“运行系统仿真器”(RT Simulator) 窗口中将显示....
的头像 机器人及PLC自动化应用 发表于 10-30 16:14 309次 阅读
使用运行系统仿真器仿真独立于程序的已连接PLC变量的过程值

航天科工无人机灭火系统高原试验完成,具备群体协同消防作战能力

此次试验目的是检验无人机在高海拔的大气动能力,包括续航时间、各状态速度等。试验所参照对比的数据均源于....
发表于 10-30 11:58 125次 阅读
航天科工无人机灭火系统高原试验完成,具备群体协同消防作战能力

求大神支援 挺急的

我们是单片机的学生,平时没好好学,到现在毕设不会做,不只是我一个人,班里大半学生都不会,有的去找代做买了,但是被骗了。 ...
发表于 10-24 10:03 202次 阅读
求大神支援   挺急的

通信系统的仿真实验合集

本文档的主要内容详细介绍的是通信系统的仿真实验合集包括了:Systemview操作环境的认识与操作,....
发表于 10-22 17:16 56次 阅读
通信系统的仿真实验合集

PCB layout如何进行仿真?

PCB layout如何进行仿真?如何判别layout达到了要求?希望能学习到如何仿真,如何通过仿真....
的头像 PCB线路板打样 发表于 10-21 10:26 483次 阅读
PCB layout如何进行仿真?

LDO的工作流程_LDO的仿真解析

无论什么电子产品,都必须用到电源,在移动端消费类电子产品中,常用的有DCDC电源和LDO电源两种,D....
的头像 陈翠 发表于 10-20 17:51 523次 阅读
LDO的工作流程_LDO的仿真解析

仿真运行成功显示器不显示数字

仿真运行成功显示器不显示数字
发表于 10-19 20:32 217次 阅读
仿真运行成功显示器不显示数字

simulink仿真BPSK链路,用bertool看仿真误码率曲线却是直线

1.仿真链路 2.bertool误码率曲线: 3.做这个仿真是为了完成实验报告,题目如下: 基于simulink搭建BPSK/QPSK/16Q...
发表于 10-17 22:58 303次 阅读
simulink仿真BPSK链路,用bertool看仿真误码率曲线却是直线

通过采用PSpice通用电路仿真软件实现阶梯波发生器的设计

PSpice通用电路仿真软件目前已广泛地应用于电子线路的设计中,因此在电子技术的教学与实验中也应充分....
的头像 电子设计 发表于 10-12 10:28 935次 阅读
通过采用PSpice通用电路仿真软件实现阶梯波发生器的设计

基于Hyperlynx仿真工具和IBIS驱动模型实现系统设计

CPU的最大外频为1 GHz,内存选用Micron公司的DDR2-800,信号线走中间层,参考上下两....
的头像 电子设计 发表于 10-12 10:07 967次 阅读
基于Hyperlynx仿真工具和IBIS驱动模型实现系统设计

中国EDA创新发力 芯华章等国产EDA企业崭露头角

EDA是半导体设计中至关重要的开发工具,随着美国的制裁在半导体产业链中占据重要位置的EDA逐渐进入了....
发表于 10-10 10:31 649次 阅读
中国EDA创新发力 芯华章等国产EDA企业崭露头角

使用PSpice® for TI仿真复杂的模拟电源和信号链电路

重要注意事项:正确的仿真结果是基于器件模型是精确且迅速收敛的假设的(这种情况意味着达成结果)。
发表于 10-09 10:36 640次 阅读
使用PSpice® for TI仿真复杂的模拟电源和信号链电路

从仿象到仿真,什么才是真实的世界?

纵观人类文明史,可以说,技术的发展与人的生存相伴相生。早在古希腊时代,就有柏拉图对于“爱比米修斯造人....
的头像 如意 发表于 10-08 14:00 561次 阅读
从仿象到仿真,什么才是真实的世界?

基于LPC3000系列芯片的TK-Scope仿真/烧录存储器的启动方法分析

TKScope支持ARM芯片不同形式的BootLoader仿真/烧录。例如,NXP公司LPC3000....
的头像 牵手一起梦 发表于 10-04 15:02 482次 阅读
基于LPC3000系列芯片的TK-Scope仿真/烧录存储器的启动方法分析

在使用IAR过程中,使用MSP430uif仿真中出现“could not find device(or device not suported)”

在使用IAR过程中,使用MSP430uif仿真中出现“could not find device(or device not suported)“。 在网上看到说是复位电容...
发表于 10-04 08:57 699次 阅读
在使用IAR过程中,使用MSP430uif仿真中出现“could not find device(or device not suported)”

FPGA开发:modelsim仿真流程及波形

对于FPGA开发而言,仿真是开发流程中必不可少的一步,也是非常重要的一步,仿真是将RTL代码模拟运行....
的头像 39度创意研究所 发表于 09-30 13:52 1496次 阅读
FPGA开发:modelsim仿真流程及波形

基于HyperLynx VX.2.4的IBIS-AMI仿真测试台构建方案

本答复记录涵盖在 HyperLynx 中创建 IBIS-AMI 仿真测试平台的步骤。 以 Ultra....
的头像 39度创意研究所 发表于 09-30 11:01 1360次 阅读
基于HyperLynx VX.2.4的IBIS-AMI仿真测试台构建方案

基于叁芯智能科技的SANXIN -B01 FPGA开发板的IIC协议驱动设计

IIC协议驱动设计 作者:郝旭帅校对:陆辉 本篇实现基于叁芯智能科技的SANXIN -B01FPGA....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 09-28 11:07 591次 阅读
基于叁芯智能科技的SANXIN -B01 FPGA开发板的IIC协议驱动设计

一款针对Soc开发的硬件仿真进行优化的软件VARON

VARON是一款针对Soc开发的硬件仿真进行优化的软件,运行于Cent OS Linux系统,需要有....
的头像 电子发烧友网工程师 发表于 09-28 11:03 628次 阅读
一款针对Soc开发的硬件仿真进行优化的软件VARON

Xilinx快速傅立叶变换接口及仿真测试实验设计

1 xilinx FFT IP介绍 Xilinx快速傅立叶变换(FFT IP)内核实现了Cooley....
的头像 39度创意研究所 发表于 09-28 10:41 963次 阅读
Xilinx快速傅立叶变换接口及仿真测试实验设计

启动HMI画面仿真的步骤

使用运行系统仿真器仿真独立于程序的已连接 PLC 变量的过程值。 可使用运行系统仿真器表选择 P....
的头像 机器人及PLC自动化应用 发表于 09-27 10:26 503次 阅读
启动HMI画面仿真的步骤

自动控制理论的两个simulink仿真研究说明

自动控制理论的两个simulink仿真研究说明包括了:一、振荡环节的研究,二、闭环系统的研究
发表于 09-27 08:00 66次 阅读
自动控制理论的两个simulink仿真研究说明

Δ-Σ转换器的工作原理及SPICE仿真图的演示分析

本设计实例讨论的模数转换会产生一个位流,其平均值随模拟输入平均值的变化而改变。文中Delta-Sig....
发表于 09-26 11:37 131次 阅读
Δ-Σ转换器的工作原理及SPICE仿真图的演示分析

使用Matlab和实现运输公路网络的仿真说明

针对突发事件对煤炭运输公路网络中节点或边的破坏,引起煤炭运输公路网络堵塞的问题,基于复杂网络理论,建....
发表于 09-23 16:48 79次 阅读
使用Matlab和实现运输公路网络的仿真说明

Multisim

历经千辛万苦找到和整理的资料,和大家分享一下。超实用哦,适合新手。...
发表于 09-22 08:56 202次 阅读
Multisim

GURU合作伙伴通过AI帮助工程师进行线束仿真

工程师使用计算机模拟来处理从机翼上的气流到燃气轮机热区的热分析等所有问题。仿真软件可能很复杂,因此工....
的头像 倩倩 发表于 09-16 16:39 434次 阅读
GURU合作伙伴通过AI帮助工程师进行线束仿真

基于功率放大管MRF284的应用设计和仿真分析

末级功率放大级是整个功率放大器的重要组成部分,选择末级功率放大管尤为重要。末级功率放大电路可采用甲、....
发表于 09-15 10:21 140次 阅读
基于功率放大管MRF284的应用设计和仿真分析

四位数字移相器的原理、性能特点及电路设计

微波移相器是一种微波控制电路,其主要作用于是对微波信号的相位进行控制以满足系统的需要。移相器在相控阵....
发表于 09-11 10:02 291次 阅读
四位数字移相器的原理、性能特点及电路设计

请教一下Labview与multisim系统仿真问题

我在labview里面做了一个协同仿真,我现在想打包生成EXE文件,也包含了multisim的电路,生成的EXE文件打开后无法调用mul...
发表于 09-10 16:26 185次 阅读
请教一下Labview与multisim系统仿真问题

窄带带通滤波器的应用设计与测试分析

接着,就要调整两个CSRR的各项尺寸,使具有阻带特性的谐振点出现在滤波器预定的上边带附近。对谐振点位....
发表于 09-10 10:04 192次 阅读
窄带带通滤波器的应用设计与测试分析

整数边界杂散的仿真测试与消除方法分析

锁相环 (PLL) 和压控振荡器 (VCO) 输出特定频率的RF信号,理想情况下此信号应当是输出中的....
发表于 09-09 10:09 152次 阅读
整数边界杂散的仿真测试与消除方法分析

基于μC/OS-II和Simulink开发环境实现OSEK顺应性软件的设计

现在V型开发模式已成为使用最广的汽车软件开发流程标准。这一标准流程得到许多工具的支撑,有来自Math....
的头像 电子设计 发表于 09-08 18:32 1179次 阅读
基于μC/OS-II和Simulink开发环境实现OSEK顺应性软件的设计

FlexDCA是Keysight的采样示波器测量工具

在电路设计中, 为了加快设计迭代,工程师们总是希望能一版设计成功,而这谈何容易,但是无论如何,这都是....
的头像 是德科技快讯 发表于 09-07 10:01 480次 阅读
FlexDCA是Keysight的采样示波器测量工具

利用FPGA设计软件开放性性能优化MAX+PLUS II仿真软件性能

举一个例子:对一个基于FPGA设计的雷达信号处理机,我们关心其在给定发现概率和虚警率的前提下的最小可....
的头像 电子设计 发表于 09-02 17:15 710次 阅读
利用FPGA设计软件开放性性能优化MAX+PLUS II仿真软件性能

无需编程,利用PSIM仿真模块生成DSP代码,实现BOOST升压硬件开发及实验(后续更新逆变实验)

(1)   概述:      PSIM是趋向于电力电子领域以及电机控制领域的仿真应用包软件。它将半导...
发表于 08-30 20:14 8321次 阅读
无需编程,利用PSIM仿真模块生成DSP代码,实现BOOST升压硬件开发及实验(后续更新逆变实验)

帮帮孩子吧

请问这些三角和阿尔法的电气符号都叫什么名字啊 还有谁能看出来这是拿哪个软件仿的吗...
发表于 08-29 09:30 202次 阅读
帮帮孩子吧

Graphcore采用新思科技基于Verdi调试的VCS仿真解决方案

Graphcore的Colossus GC200 IPU专为机器智能(Machine Intelli....
的头像 新思科技 发表于 08-28 15:46 731次 阅读
Graphcore采用新思科技基于Verdi调试的VCS仿真解决方案

芯华章科技采用了新思科技的ZeBu Server仿真

ZeBu Server 4是业界最快的硬件仿真系统,其性能是竞争产品的2倍,并提供了丰富的虚拟解决方....
的头像 新思科技 发表于 08-28 15:31 715次 阅读
芯华章科技采用了新思科技的ZeBu Server仿真

基于51单片机的出租车计价器仿真资料分享!(源程序)

功能说明:出租车在白天、晚上,每公里的价格是不同的,都要在程序的开始处进行定义。同时还定义了停车等人的价格,每当等待 30s...
发表于 08-26 11:44 750次 阅读
基于51单片机的出租车计价器仿真资料分享!(源程序)