cxb305 发表于 2006-5-16 16:13

[分享]ansys非线性收敛准则

本帖最后由 wdhd 于 2016-3-2 13:09 编辑

  


我最近做了一些非线性方面的计算,7也遇到了非线性计算中难以收敛的问题,现在就我分析使得一些感受写出来,希望对大家有用,如果有误,还望大家不吝指正。
ansys计算非线性时会绘出收敛图,其中横坐标是cumulative iteration number 纵坐标是absolute convergence norm。他们分别是累积迭代次数和绝对收敛范数,用来判断非线性分析是否收敛。
ansys在每荷载步的迭代中计算非线性的收敛判别准则和计算残差。其中计算残差是所有单元内力的范数,只有当残差小于准则时,非线性叠代才算收敛。ansys的位移收敛是基于力的收敛的,以力为基础的收敛提供了收敛量的绝对值,而以位移为基础的收敛仅提供表现收敛的相对量度。一般不单独使用位移收敛准则,否则会产生一定偏差,有些情况会造成假收敛.(ansys非线性分析指南--基本过程Page.6) 。因此ansys官方建议用户尽量以力为基础(或力矩)的收敛误差,如果需要也可以增加以位移为基础的收敛检查。ANSYS缺省是用L2范数控制收敛。其它还有L1范数和L0范数,可用CNVTOL命令设置。在计算中L2值不断变化,若L2<crit的时候判断为收敛了。也即不平衡力的L2范数小于设置的criterion时判断为收敛。
由于ANSYS缺省的criterion计算是你全部变量的平方和开平方(SRSS)*valuse(你设置的值),所以crition也有小小变化。如有需要,也可自己指定crition为某一常数, CNVTOL,F,10000,0.0001,0
就指定力的收敛控制值为10000*0.0001=1。
另外,非线性计算中用到的一个开关是SOLCONTROL
如关闭SOLCONTROL 选项,那么软件默认收敛准则:力或弯矩的收敛容差是0.001,而不考虑位移的收敛容差;如果打开SOLCONTROL 选项,同样的默认收敛准则:力或弯矩的收敛容差是0.005,而位移收敛容差是0.05。
非线性收敛非常麻烦,与网格精度、边界条件、荷载步等一系列因素有关,单元的特点对收敛的影响很大,单元的性态不好收敛则困难些;合理的步长可以使求解在真解周围不至于振荡,步长过小,计算量太大,步长过大,会由于过大的荷载步造成不收敛。网格密度适当有助于收敛,网格太密计算量太大,当然太稀计算结果会有较大的误差。究竟多少往往要针对问题进行多次试算。
如果不收敛,可以考虑一下方法改进
1.放松非线性收敛准则。
(CNVTOL #Sets convergence values for nonlinear analyses).
2.增加荷载步数。
(NSUBST #Specifies the number of substeps to be taken this load step)
3.增加每次计算的迭代次数(默认的25次)
(NEQIT #Maximum number of equilibrium iterations allowed each substep)
4 重新划分单元试试,后续会得到不同的答案。
就我的经验,前两种方法效果好一些,后一种方法不一定奏效。但应注意到,放大收敛准则其实是在降低计算精度的条件下得到近似解,并且放大的收敛准则是否与实际相符或有实际意义应仔细考虑。

zhenxingfei 发表于 2010-12-26 17:28

很不错啊!最近正在学习,谢谢楼主{:{39}:}
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