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Abaqus血管支架仿真|分析步设置(中)：静态分析

江丙云

3年前浏览7868

3. 静态分析

提供真实的静态平衡解决方案，通常用于支架分析。

几何非线性：考虑到较大的挠度、变形和旋转，以及结构不稳定性(屈曲)和预加载因素，应打开几何非线性，以考虑非线性几何效应。

▲ 打开几何非线性

增量：为避免分析过早停止，使用自动时间递增（默认），通过增加增量的最大数（默认为100）和减少初始增量尺寸，以及减少最小增量尺寸。以此提升收敛。

▲ 增量设置

非对称矩阵存储：刚度矩阵中的不对称项会影响收敛性。在支架分析中，经常出现不对称项，比如面对面接触(当从面和主面不平行时会很明显)，节点到面的接触(当主面在3D中多面且高度弯曲时会非常明显)，摩擦(摩擦系数大于0.2时会很明显)。分析步应打开非对称矩阵存储。

▲ 打开非对称矩阵存储

不稳定性：当准静态问题变得不稳定时，部分或全部模型从一个稳定构型加速到下一个稳定构型。实际上，这个问题本质上是动态的：通常问题中的不稳定瞬态动态响应不受关注，相反，目标是将问题分析为准静态过程，局部或全局应变能转化为动能。

局部不稳定的根源有三个方面: 接触丢失，几何局部屈曲，摩擦粘-滑属性。其中，接触丢失的不稳定有以下情况，当结构在刚性表面上被拖拽时，储存对刚性表面的压缩所产生的应变能。如果失去接触，所储存的应变能将导致结构突然向前弹跳，这在支架分析中经常发生。由于没有质量模拟此动态效应，静态分析可能会出现收敛问题，如果接触限制了刚体运动，结果更可能会特别有问题。

▲ 接触不稳定

局部不稳定的症状为突然收敛困难与非常小的时间增量。解决具有局部不稳定性的准静态问题，一种方法是使用阻尼，使局部应变能转化为粘性耗散能，直到找到一个新的稳定结构；另一种方法是使用动态分析，Abaqus提供了基于隐式动力学过程的准静态专门解决技术，视频课程中会详细讨论。

自动粘滞阻尼：自动稳定方法采用体积比例阻尼，帮助控制局部动态不稳定。阻尼因子的自动选取是应用最广泛的一种方法。Abaqus根据收敛历史、粘滞阻尼耗散能量与总能量的比值，Abaqus自动计算阻尼因子，并能够自动调整阻尼因子，或者阻尼因子设置在一个步骤的持续时间内保持不变。当然，用户也可以直接指定阻尼系数，对于自适应自动稳定，用户指定的阻尼因子作为初始值。