Abaqus中的分析步和接觸

2016-12-27 by:CAE仿真在線來源:互聯網

一、 ABAQUS中的分析步

模擬計算的加載過程包含單個或多個步驟,所以要定義分析步。它一般包含分析過程選擇,載荷選擇,和輸出要求選擇。而且每個分析步都可以采用不同的載荷、邊界條件、分析過程和輸出要求。例如:步驟一:將板材夾于剛性夾具上。步驟二:加載使板材變形。步驟三:確定變形板材的自然頻率。增量步是分析步的一部分。在非線性分析中,一個分析步中施加的總載荷被分解為許多小的增量,這樣就可以按照非線性求解步驟來進行計算。當提出初始增量的大小后,ABAQUS會自動選擇后繼的增量大小。每個增量步結束時,結構處于(近似)平衡狀態,結果可以寫入輸出數據庫文件、重啟動文件、數據文件或結果文件中。選擇某一增量步的計算結果寫入輸出數據庫文件的數據稱為幀。迭代步是在一增量步中找到平衡解的一種嘗試。如果模型在迭代結束時不是處于平衡狀態,ABAQUS將進行另一輪迭代。隨著每一次迭代,ABAQUS得到的解將更接近平衡狀態;有時ABAQUS需要進行許多次迭代才能得到一平衡解。當平衡解得到以后一個增量步才完成,即結果只能在一個增量步的末尾才能獲得。

step,increment,attempt,iteration,的關系
1)step 分析步
2)increment 時間增量步
3)attempt 減小增量步的嘗試,即“cutback”
4)iteration 迭代
在一個計算中有可能用到多步分析,比如建一個土石壩,每激活(add)一個填筑層就是一個分析步step;
在每個step中,如果考慮非線性,step就會分成幾個增量步(increment)進行計算;
在每個increment中,會有減小增量步的嘗試(attempt),在每個attemp中,要進行迭代計算(iteration)。
如果迭代收斂,則在下一個increment中會增大時間增量步(比如第一個increment=0.2,則下一個會增大為0.3)
如果迭代無法達到收斂,則ABAQUS會自動減小時間增量步(減小increment),即所謂的“cutback”,如果仍然不能收斂,則會繼續減小時間增量步,默認的cutback最大次數為5次,也就是attempt最大=5,如果5次之后仍不能收斂則ABAQUS會停止分析,顯示錯誤:too many attempts made for this increment:analysis terminated.
increment時間增量步有最小值,默認的是1e-5,如果increment減小到比這還小,ABAQUS就會停止分析,出現錯誤:time increment required is less than the minimum specified.
increment的值可以在關鍵字*static中修改:
*static 1., 1., 1e-05, 1.
分別為初始增量步,分析時間步,最小增量步,最大增量步
可以用關鍵字*Step設定一個分析步中increment的最大步數,如:
*Step,INC=600 (the maximum number of increments in a step,默認的是100 )
*static和*Step中的increment是相同的,*Step,INC默認為100,而*static中默認為1e-5,并不是100*(1e-5)=1,這兩個數都是限值,即number of increments最大為100,而increment最小為1e-5。

二、 ABAQUS中接觸

1. 點對面離散與面對面離散

在點對面離散方法中,從面(slave surface)上的每個節點與該節點在主面(master surface)上的投影點建立接觸關系,每個接觸條件都包含一個從面節點和它的投影點附近的一組主面節點。使用點對面離散方法時,從面節點不會穿透(penetrate)主面,但是主面節點可以穿透從面。面對面離散方法會為整個從面(而不是單個節點)建立接觸條件,在接觸分析過程中同時考慮主面和從面的形狀變化。可能在某些節點上出現穿透現象,但是穿透的程度不會很嚴重。

在如圖l和圖2所示的實例中,比較了兩種情況。