使用Abaqus进行仿真分析,建立载荷步(Create Step)时,有几个概念:
Timeperiod(分析总时间),
Incrementation(分析步),
Initial incrementsize(初始增量步),
Minimum increment size(最小增量步)
以及Maximum incrementsize(最大增量步),
它们对求解速度,甚至于求解能否顺利进行有较为重要的影响。
首先要明确,在静态分析中没有时间的概念,Timeperiod(分析总时间)不是实际的时间,但是还是有它的作用,看下面的公式:
初始增量步中的载荷大小=总的载荷大小×初始增量步/分析总时间
比如,设置的Time period=1,而Initialtime=0.1,定义的载荷是100N的话,第一步加载的载荷就是10N。所以如果对分析的问题收敛性没把握时,可以调小initialtime和time period之间的比值。
如果是和时间相关的蠕变分析、动力学分析,这个时间是实际时间,所以动态分析中这个时间您需要视情况而定进行修改。
Abaqus在进行计算,尤其是一些非线性问题的计算的时候,会将step拆分成很小的增量步,就是通过还很小的载荷增量下得到结果,然后再进行下一步的分析的。
我们看下Abaqus在增量步中是如何计算的:
首先根据用户指定的初始增量步大小进行迭代;
缺省状态下,若在某一增量步16次迭代中仍不收敛(或者出现发散),Abaqus会放弃当前增量步,并将增量步大小减小为当前增量步大小的0.25倍,重新开始迭代尝试;
若在减小后的增量步16次迭代中仍不收敛(或者出现发散),Abaqus会继续放弃当前的增量步,并将继续减小增量步的大小至当前增量步大小的0.25倍,重新开始迭代尝试;
Abaqus总是利用比较小的载荷增量来尝试找到收敛解。若此增量步仍不收敛,Abaqus将再次减小增量步的大小;
依此类推,直至得到收敛解,或者达到Abaqus所允许的一个增量步中最多5次增量步减小的限制,而终止分析;
如果连续2个增量步只需少于5次的迭代就获得收敛解,Abaqus会自动地将增量步的大小增大至当前增量步的1.5倍,继续进行下一个增量步的计算。
这个分析过程可以这样理解:对于初始增量步,如果设置过小,会增加计算过程;过大会导致不收敛的问题。这就是因为,如果过大abaqus折减了5次仍然没有收敛,就会停止运算,导致不收敛的问题。
这样最大增量步对于收敛性是没有要求的,但是合理的设置也会有一些很好的作用,比如我要看荷载变化下结构的变形,如果设置Timeperiod为1,Max increment 为0.1,那么我们肯定可以看到至少5次的结果了。
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