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abaqus学习系列

2020-08-05 来源:个人技术集锦
abaqus学习系列 快速处理模型中的刚体位移

在abaqus静⼒分析中,必须在模型中所有实体的所有平移和转动⾃由度上定义⾜够的约束条件,以避免它们出现不确定的刚体位移。否则就会看到msg⽂件中出现

WARNING: SOLVER PROBLEM. NUMERICAL SINGULARITY这时分析⼀般⽆法收敛。u 问题:

在进⾏带有接触的静⼒分析时,经常有警告说⼀个点⾃由度1,⾃由度2值都很⼤,但是检查发现这个点没问题,边界条件什么的也没问题,这怎么回事呢?

***WARNING: SOLVER PROBLEM. NUMERICAL SINGULARITY WHEN PROCESSING NODE 15294D.O.F. 2 RATIO = 2.48305E+11u解答

\"NUMERICAL SINGULARITY WHEN PROCESSING NODE 15294 D.O.F. 2 RATIO = 2.48305E+11\说明NODE15294 所在的实体在⽅向2上出现⽆限⼤的刚体位移。

在分析的⼀开始,接触和摩擦关系没有完全建⽴起来,可以在此实体上的任意⼀点和地⾯之间定义⼀个很软的弹簧,以消除刚体位移。⽅法是:interaction模块,菜单special / springs-dashpots / create, 选connect points to ground, 选节

点,Degree of freedom 设为出现了刚体位移的⾃由度,spring stiffness为⼀个较⼩的值(太⼩则不⾜以消除刚体位移,太⼤则会影响变形)。

spring 所在的节点在弹簧⽅向的位移乘以spring stiffness,就是弹簧所分担的载荷,它应该远远⼩于在此⽅向上的外载荷。如果模型位移很⼩,我常常把spring stiffness设为1.

⼆维模型中, 如果某个实体上没有任何边界条件,则在3个⾃由度(U1,U2,UR3)上可以出现刚体位移,所以每个实体需要⾄少3个接地弹簧,且不能在同⼀个节点上,安全的做法是,在两个不同节点上分别定义⾃由度1,2上的接地弹簧,即每个实体4个接地弹簧. 注意实体单元没有旋转⾃由度,所以⾃由度4,5,6上的接地弹簧不起作⽤。

三维模型中, 如果某个实体上没有任何边界条件,则在6个⾃由度上可以出现刚体位移,所以每个实体需要⾄少6个接地弹簧,且不能在同⼀个节点上,安全的做法是,在三个不同节点上分别定义⾃由度1,2,3上的接地弹簧,即每个实体9个接地弹簧。

另外⼀种消除刚体位移的⽅法是,不是⽤接地弹簧,⽽是在step 1中在可能出现刚体位移的实体的某个区域上定义临时的固⽀边界条件,step 1结束后,接触和摩擦关系已经完全建⽴起来,就可以在后⾯的step中再去掉这些固⽀边界条件。 注意上述⽅法的适⽤范围是: 不确定的刚体位移最终是靠模型中的接触关系来消除,弹簧或临时的固⽀边界条件只是暂时起作⽤。可能的话,尽量还是要让每个部件在每个⾃由度上都有⾜够的边界条件(例如利⽤对称性),否则可能出现收敛问题。

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