本章主要介紹了下列內(nèi)容(如果沒有特別說明，均指ABAOUS/Standard分析)。

1）點(diǎn)對(duì)面離散和面對(duì)面離散：在點(diǎn)對(duì)面離散方法中，從面上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)與該節(jié)點(diǎn)在主面上的投影點(diǎn)建立接觸關(guān)系，從面節(jié)點(diǎn)不會(huì)穿透主面，但是主面節(jié)點(diǎn)可以穿透從面;面對(duì)面離散方法會(huì)為整個(gè)從面(而不是單個(gè)節(jié)點(diǎn))建立接觸條件，在接觸分析過程中同時(shí)考慮主面和從面的形狀變化，可能在某些節(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)穿透現(xiàn)象，但是穿透的程度不會(huì)很嚴(yán)重。

2）有限滑動(dòng)與小滑動(dòng)：如果兩個(gè)接觸面之間的相對(duì)滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)量較大(例如，大于接觸面上的單元尺寸)，就應(yīng)該選擇有限滑動(dòng)，它的計(jì)算成本較高;如果兩個(gè)接觸面之間的相對(duì)滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)量很小(例如，小于接觸面單元尺寸的20%)，則應(yīng)選擇小滑動(dòng)。

3）輸出接觸力：可以在歷史變量輸出(historyoutput)中選中CFN，或者在INP文件中使用關(guān)鍵詞*CONTACT PRINT。

4）嚴(yán)重不連續(xù)迭代與平衡迭代：如果在一次迭代中某個(gè)節(jié)點(diǎn)的接觸狀態(tài)或摩擦狀態(tài)發(fā)生了變化，即為嚴(yán)重不連續(xù)選代;當(dāng)所有節(jié)點(diǎn)的接觸狀態(tài)和摩擦狀態(tài)都不再發(fā)生變化，即為平衡迭代(equilibrium iterations)。嚴(yán)重不連續(xù)迭代是接觸分析中必然會(huì)出現(xiàn)的正?，F(xiàn)象,并不意味著模型中存在錯(cuò)誤。正常情況下，每次迭代中發(fā)生嚴(yán)重不連續(xù)變化的節(jié)點(diǎn)數(shù)目會(huì)逐漸減少，直至進(jìn)人平衡迭代，最終達(dá)到收斂。

5）ABAOUS/Standard 在分析接觸問題時(shí)采用的是主-從接觸算法，需要進(jìn)行大量的選代運(yùn)算，可能出現(xiàn)收斂問題。ABAQUS/Explicit采用通用接觸算法或接觸對(duì)算法，不需要迭代因此不存在收斂問題。

6）邊界條件缺乏約束是靜力分析中最容易犯的錯(cuò)誤之一，這時(shí)往往會(huì)在MSG文件中出現(xiàn)數(shù)值奇異(numerical singularity)或零主元(zero pivot)的警告信息。在建立靜力分析模型時(shí)，必須在模型每個(gè)實(shí)體的所有平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度上定義足夠的邊界條件，以避免它們出現(xiàn)不確定的剛體位移。

7）建立模型時(shí)應(yīng)盡量利用對(duì)稱性，只取1/2、1/4甚至是1/8建模，以避免出現(xiàn)不確定的剛體位移，使整個(gè)模型的支承狀況變得更加穩(wěn)固，降低收斂的難度，減小模型的規(guī)模，縮

短計(jì)算時(shí)間。

8）模型中僅僅靠兩個(gè)外力來達(dá)到靜力平衡是不夠的，必須要借助于邊界條件處的支反力達(dá)到平衡。只有這樣，才能保證滿足靜力平衡方程的位移解是唯一的，靜力分析才能夠收

斂。

9）如果能夠?qū)δＰ椭付ㄎ灰?，就不要施加力載荷，這樣可以大大降低收斂的難度。

10）對(duì)于所有不會(huì)發(fā)生位移的自由度，都應(yīng)在邊界條件中設(shè)定位移為0。在每一個(gè)分析步中，在某個(gè)自由度上如果沒有施加力載荷，就要有邊界條件來約束這個(gè)自由度:如果施加了力載荷，就一定要去掉這個(gè)自由度上的邊界條件。

11）需要施加力載荷時(shí)，應(yīng)該首先利用位移邊界條件讓接觸關(guān)系平穩(wěn)地建立起來，然后在下一個(gè)分析步中再施加力載荷。

12）盡量不要依靠摩擦來約束剛體的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，而應(yīng)該根據(jù)工程實(shí)際定義盡可能多的邊界條件，原因是，在分析剛開始時(shí)，各個(gè)接觸關(guān)系還沒有建立起來，摩擦力無法起到約束作用。

13）出現(xiàn)“零主元”和““過約束”警告信息的原因可能是約束不足或約束過多。

14）如果在節(jié)點(diǎn)的同一個(gè)自由度上同時(shí)定義了兩個(gè)或兩個(gè)以上的約束，就是“過約束”。如果“過約束”警告信息僅僅出現(xiàn)在DAT文件中，而沒有出現(xiàn)在MSG文件中，就說明ABAQUS已經(jīng)自動(dòng)解決了這個(gè)過約束問題，不需要再由用戶來修改模型。如果在MSG文件中顯示了“過約束”警告信息，讀者應(yīng)找出約束過多或約束不足的位置，并自己更正相應(yīng)的錯(cuò)誤。

15）出現(xiàn)“負(fù)特征值”警告信息的原因包括約束不足、出現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)的單元和材料特性異常?！柏?fù)特征值”不一定意味著模型中有錯(cuò)誤，只要此警告信息不是出現(xiàn)在增量步的最后一次迭代，就沒有問題。

16）定義接觸時(shí)應(yīng)設(shè)置合適的位置誤差限度(ADJUST參數(shù))，既要保證從面節(jié)點(diǎn)和主面在初始狀態(tài)下就能夠相互接觸，又要避免出現(xiàn)不應(yīng)有的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)變化。

17）模型中重要區(qū)域的網(wǎng)格必須細(xì)化，以提高計(jì)算精度，不重要區(qū)域的網(wǎng)格一定要粗一些，以節(jié)省計(jì)算時(shí)間，切勿不假思索地為整個(gè)模型劃分均勻的網(wǎng)格。

18）如果在 Visualization功能模塊中看到單元變?yōu)榻惶娉霈F(xiàn)的梯形形狀，說明模型中的

減縮積分單元出現(xiàn)了沙漏模式的數(shù)值問題，應(yīng)盡量使用非協(xié)調(diào)模式單元。

19）如果是有限滑移，從面節(jié)點(diǎn)在分析過程中應(yīng)該始終處于主面法線的覆蓋范圍之內(nèi)而不能落到主面之外。從面應(yīng)該盡可能地小，并且不要包含那些不可能發(fā)生接觸的區(qū)域。

20）錯(cuò)誤信息“TOOMANYATTEMPTSMADEFORTHISINCREMENT(嘗試次數(shù)過多)”僅僅是告訴用戶分析無法收斂這一現(xiàn)象，在大多數(shù)情況下不能通過修改初始增量步長或最大增量步數(shù)來解決此問題，而應(yīng)該查找模型本身存在的問題。

21）一對(duì)接觸面的法向應(yīng)該是互相指向?qū)Ψ降模绻佑|面的法向錯(cuò)誤，就會(huì)出現(xiàn)

“過盈量太大”的提示信息。

22）主面上不能有尖角，以避免法線方向上發(fā)生奇異而導(dǎo)致收斂問題。

23）如果模型在分析過程中會(huì)出現(xiàn)較大的位移，應(yīng)該在Step功能模塊中打開幾何非線性開關(guān)(將Nlgeom設(shè)為ON)。

（內(nèi)容、圖片來源：《ABAQUS有限元分析常見問題解答》，侵刪）

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