别再问学ANSYS还是Abaqus了：CAE工程师的核心价值不在软件

在ANSYS结构仿真中，判断结果是否收敛以及解决不收敛问题是实际工程分析的核心挑战。以下是针对ANSYS Workbench 的实操指南，涵盖收敛判断方法、监控工具和不收敛时的解决方案。01—收敛性判断方法在workbench中，有如下三种方法来查看计算是否收敛：1. 监控求解器输出信息在计算开始后，在solution information中查看命令行消息，默认的选项为solver output： 默认容差：力残差通常需小于0.5%（也可自定义）。出现如下消息表示收敛成功，计算完成。 出现Error表示不收敛，具体可查看报错信息，判断模型的改进方向。 2. 图形化监测工具在计算开始后，在solution information下拉菜单选择Force Convergence ，可观察力的收敛残差曲线。 静力学计算的不收敛的情况多半如下图：力的收敛曲线在残差标准线之上，红色虚线表示子步计算失败，继续将子步做二等分计算。 静力学计算的收敛的情况如下图：计算时间稳步增加，绿色的虚线表示子步收敛。蓝色虚线表示加载步收敛。 对于显式动力学，通常观察能量平衡来判断内能（Strain Energy）、动能（Kinetic Energy）、外力功（External Work）应平衡。能量误差（|内能+动能-外力功|/外力功）应<5%，下图这个超过5%了，可判断为收敛性不佳。 3.收敛标准的设置：通过Analysis Settings > Nonlinear Controls调整收敛容差，一般采用程序默认，在自己有一定的工程经验后可根据自己的判断来适当收严或放宽。 默认的收敛容差为0.5%02—解决不收敛的办法1. 网格优化问题：报错信息提示网格有畸变。这种报错有一部分原因是网格的问题，也可能是边界有问题，总之第一步是先检查网格质量。操作：在提示的网格单元附近区域局部加密网格。提高单元阶数检查网格质量关于如何查找高畸变网格的位置，可以通过报错的单元ID来查找 2. 接触设置调整问题：接触力不收敛或穿透过大。操作：修改接触算法：在接触对的Details中，将Formulation从Pure Penalty改为Augmented Lagrange。勾选Normal Stiffness = Aggressive（提高接触刚度）。启用自动时间步：在Analysis Settings中，设置Auto Time Stepping = On，Initial Substeps=100。调整接触探测：在接触Details中，设置Detection Method =Nodal-Normal to Target（减少穿透）。3. 载荷步与子步控制问题：材料非线性或大变形导致发散。操作：分步加载：在Analysis Settings中，设置Number of Steps=2，第一个步施加50%载荷，第二步加载至100%。增加子步数：在Analysis Settings中，设置Initial Substeps=50Minimum Substeps=20Maximum Substeps=1000启用大变形：在Analysis Settings中勾选Large Deflection = On（适用于几何非线性）。4. 约束与稳定性问题：刚体 位移或数值不稳定。 操作：添加弱弹簧：在Analysis Setting中找到Stabilization，选择Weak Springs 为On。检查约束：确保所有自由度的刚体运动被限制（如对称模型需施加对称约束）。5. 数值阻尼（适用于振荡）操作：调整阻尼系数：在Stabilization下设置Damping Factor =0.1（默认0.2，值越小越严格）。以上方法为，确定边界条件无误的前提下进行的。在不收敛时第一步应该先检查边界条件简化的是否合理！以上为上周调试大变形模型而引发的思考。如有不足，评论区指正！来源：CAE十级退堂鼓