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Abaqus分析常见问题及解决方法(2):零主元和过约束

3年前浏览42205

本文摘要(由AI生成):

文章主要介绍了Abaqus/Standard分析中过约束问题的解决方法。过约束是指在节点的某个自由度上同时定义了两个以上的约束条件,可能造成过约束的因素包括接触、边界条件、连接单元、子模型边界和各种约束等。对于某些过约束,Abaqus无法自动找出好的解决方法,分析往往会反复迭代而达不到收敛,这时需要在建模时就避免出现过约束。如果Abaqus在分析过程中发现了过约束,将会自动为这些节点创建一个集 合,保存在ODB文件中,可以在Visualization功能模块中打开ODB文件,点击窗口顶部工具栏中的,利用显示组来高亮度显示此节点集 合,从而发现出现过约束的位置。


对于Abaqus/Standard分析,如果模型中存在过约束则会在MSG文件中出现下列警告信息:

●  MSG文件中警告信息的例子:

***WARNING: Solver problem. Zero pivot when processing D.O.F. 1 of 1 nodes. The nodes have been identified in node set WarnNodeSolvProbZeroPiv_1_1_1_1_1.

***WARNING: OVERCONSTRAINT CHECKS: The model is overconstrained in this increment due to the interactions among nodes in node set WarnNodeOverconZeroPivotStep1Inc1Iter1..

● 问题分析:

出现Zero Pivot警告信息的最常见原因是模型中存在过约束。如果Abaqus无法自动解决过约束问题,就会在MSG文件中显示上述Zero Pivot和Overconstraint Checks警告信息,这时分析往往不会收敛。

● 解决方法:避免过约束

如果在节点的某个自由度上同时定义了两个以上的约束条件,就会发生所谓“过约束”(overconstraint)。可能造成过约束的因素主要有:

●  接触:从面节点会受到沿主面法线方向的约束;

●  边界条件;

●  连接单元(connector);

●  子模型边界(*SUBMODEL);

●  各种约束,例如耦合约束(*COUPLING)、刚体约束(*RIGID BODY)、绑定约束(*TIE)、旋转周期对称约束(*TIE, CYCLIC SYMMETRY)、多点约束(*MPC)、线性方程约束(*EQUATION)等。

例如,如果在节点上同时定义了绑定约束和边界条件,或者既约束了沿切向的位移,又定义了使用Lagrange摩擦或粗糙摩擦的接触关系,都会造成过约束。
在对INP文件进行预处理时,Abaqus会检查模型中是否存在过约束,如果有过约束,会在DAT文件中显示以下警告信息:

***WARNING: OVERCONSTRAINTCHECKS.

在接下来的分析过程中会有两种可能:

●  对于一些常见的过约束,Abaqus会自动去除不需要的约束条件,在MSG文件中不会看到Zero Pivot(零主元)和Overconstraint Checks警告信息,可以得到正确的分析结果。

例如在本书第10.1节的实例中,在对称面的螺纹连接处,即施加了绑定约束,又定义了对称边界条件,产生了过约束。Abaqus会自动去除这些节点上的对称边界条件(不会影响分析结果的正确性),并在DAT文件中显示下列警告信息:

***WARNING: DEGREE OF FREEDOM 3 HAS BEEN ELIMINATED AT NODE 9 INSTANCE BOLT-STEP-1 BOUNDARY CONDITION TYPE ZSYMM MAY NOT BE APPLIED AT THIS NODE

***WARNING: 34 nodes have dof on which incorrect boundary conditions may have been specified.

The nodes have been identified in node set WarnNodeBCIncorrectDof.

●  对于某些过约束,Abaqus无法自动找出好的解决方法,就会在MSG文件中显示以下警告信息:

***WARNING: SOLVER PROBLEM.  ZERO PIVOT……

OVERCONSTRAINT CHECKS:  An overconstraint was detected……

这时分析往往会反复迭代而达不到收敛,即使达到了收敛,其分析结果也往往是错误的。对于这种问题,需要在建模时就避免出现过约束。
如果Abaqus在分析过程中发现了过约束,将会自动为这些节点创建一个集 合(例如名称为WarnNodeOverconTieContact),保存在ODB文件中。在Visualization功能模块中打开ODB文件,点击窗口顶部工具栏中的图片 ,利用显示组来高亮度显示此节点集 合,从而发现出现过约束的位置。

下一讲,将介绍负特征值(Negative Eigenvalue)问题的可能原因及解决方法。

Abaqus代码&命令理论科普仿真体系
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首次发布时间:2021-05-07
最近编辑:3年前
力学与Abaqus仿真
博士 | 副教授 达成所愿 索见未来 助力科技 实现...
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未登录
2条评论
永不放弃的猫
这个人很神秘,什么也没留下
1月前
感谢分享
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仿真秀0130101539
签名征集中
2年前
老师,您好,想咨询一下,如何在主结构上附加子系统K,C,M的属性
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