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解决非线性剖析不收敛的技巧

大家都提到了收敛困难的问题为加快收敛应当注意一下几个问题:

1收敛容差ANSYS缺省的收敛准则会依据单元的不一样而检查不一样

的收敛力素和容差比如当采纳solid65和link8时,缺省的要检查F和

DISP两个力素其容差也是缺省的(Help中有)对于钢筋混凝土构造一般而

言其位移比较小仅使用F力素收敛即可但其容差也同时放松一

般采纳5%即可(缺省是5)命令:cnvtol,f,,0.05,2

2其余选项的设置

自动时间步翻开此选择能够让程序决定子步间荷载增量的大小及其

是增添或是减小收敛速度较快(命令autots,1)翻开后仿佛定义的子步数

不起控制作用了

翻开线性搜寻能够帮助收敛的速度(命令:lnsrch,1)

翻开展望器能够帮助收敛的速度(命令red,on)

均衡迭代次数在每一子步中的迭代次数缺省是25,将其增添比如改为

50(命令:neqit,50)

NSUBST此值不宜过小不然计算过程中总是调整影响计算速度

自然对于比较简单的算例或是散布模型可能不需要这样多的选项但

对于复杂的模型是需要的各位能够试一试

影响非线性收敛稳固性及其速度的要素好多：

1、模型——主若是构造刚度的大小。对于某些构造，从观点的角度

看，能够以为它是几何不变的稳固系统。但假如构造邻近的几个主要

构件刚度相差悬殊，在数值计算中便可能致使数值计算的较大偏差，

严重的可能会致使构造的几何可变性——忽视小刚度构件的刚度贡

献。如出现上述的构造，要剖析它，就得降低刚度很大的构件单元的

刚度，能够加细网格区分，或着改用高阶单元（BEAM-

SHELL,SHELL-SOLID)。构件的连结形式（刚接或铰接）等也可能

影响到构造的刚度。

2、线性算法（求解器）。ANSYS中的非线性算法主要有：稀少矩阵法

(SPARSEDIRECTSOLVER)、预共轭梯度法(PCGSOLVER)和波前法

(FRONTDIRECTSLOVER)。稀少矩阵法是性能很强盛的算法，一般默

认即为稀少矩阵法（除了子构造计算默认波前法外）。

预共轭梯度法对于3-D实体构造而言是最优的算法，但当构造刚度呈

现病态时，迭代不易收敛。为此介绍以下算法：

1）、BEAM单元构造，SHELL单元构造，或以此为主的含3

-DSOLID的构造，用稀少矩阵法；

2）、3-DSOLID的构造，用预共轭梯度法；

3）、当你的构造可能出现病态时，用稀少矩阵法；

4）、当你不知道用什么时，可用稀少矩阵法。

3、非线性迫近技术。在ANSYS里仍是牛顿－拉普森法和弧长法。

牛顿－拉普森法是常用的方法，收敛速度较快，但也和构造特色和步

长相关。弧长法常被某些人尊崇备至，它能算卖力加载和位移加载下

的响应峰值和降落响应曲线。但也发现：在峰值点，弧长法仍可能失

效，甚至在非线性计算的线性阶段，它也可能会没法收敛。

为此，尽量不要从开始即激活弧长法，仍是让程序自己激活为

好（不然出现无缘无故的问题）。子步（时间步）的步长仍是应适合，

自动时间步长也是很有必需的。

4、加快计算速度

在大规模构造计算中，计算速度是一个特别重要的问题。下边就怎样提

升计算速度作一些建议：

充分利用ANSYSMAP分网和SWEEP分网技术，尽可能获取六面体

网格，这一方面减小解题规模，另一方面提升计算精度。

在生成四周体网格时，用四周体单元而不要用退化的四周体单元。比

如95号单元有20节点，能够退化为10节点四周体单元，而92号单元

为10节点单元，在此状况下用92号单元将优于95号单元。选择正确的

求解器。对大规模问题，建议采纳PCG法。此法比波前法计算速度要快

10倍以上（前提是您的计算机内存较大）。对于工程问题，可将

ANSYS缺省的求解精度从1E-8改为1E-4或1E-5即可。

5、荷载步的设置直接影响到收敛。应当注意以下几点：

1、设置足够大的荷载步（将MAXMIUMSUBSTEP=1000000），

能够更简单收敛，防止发散的出现(nsub,nsbstp,nsbmx,nsbmn)