解决非线性分析不收敛技巧
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ANSYS的非线性收敛准则描述:计算收敛过程图CNVTOL, Lab, VALUE, TOLER, NORM, MINREFANSYS中,非线性收敛准则主要有力的收敛,位移的收敛,弯矩的收敛和转角的收敛。
一般用力的控制加载时,可以使用残余力的2-范数控制收敛;而位移控制加载时,最好用位移的范数控制收敛。
When SOLCONTROL,ON, TOLER Defaults to 0.005 (0.5%) for force and moment, and 0.05 (5%) for displacement when rotational DOFs are not present.When SOLCONTROL,OFF, defaults to 0.001 (0.1%) for force and moment.收敛精度一般可放宽至5%,以提高收敛速度。
加快收敛的方法有一下几种:1可以增大荷载子步数,nsubst,nsbstp,nsbmn,carry2修改收敛准则,cnvtol,lab,value,toler,norm,minref3 打开优化的非线性默认求解设置和某些强化的内部求解算法,solcontrol,key1,key2,key3,vtol(一般情况下,默认是打开的)4重新划分网格,网格的单元不宜太大或太小, 一般在5~10厘米左右5 检查模型的正确性下面计算收敛过程图中的各个曲线的具体含义是什么?非线性计算是一个迭代计算的过程,曲线表示两次迭代之间的误差,图中分别表示力和位移在迭代过程中的每次迭代之间的误差关于ansys中收敛准则(cnvtol)理解ansys中依据缺省的收敛准则,程序将对不平衡力SRSS与VALUE*TOLER的值进行比较;而VALUE的缺省值是在SRSS和MINREF中取较大值。
现假如TOLER的缺省值是0.1的话,这个准则是不是可以理解成后一次的SRSS是前一次的SRSS的01倍就收敛啦?请指点我是这样理解的例如下面的命令流:cnvtol,f,5000,0.0005,0cnvtol,u,10,0.001,2如果不平衡力(独立的检查每一个自由度)小于等于5000*0.0005(也就是2.5),并且如果位移的变化小于等于10*0.001时,认为子步是收敛的。
假如不收敛是由于数值计算导致的,可以采用下述方法来加强收敛性:1、使用小的时间步长2、如果自适应下降因子是关闭的,打开它,相反,如果它是打开的,且割线模量刚度正在被连续地使用,那么关闭它。
3、使用线性收索,特别是当大变形或大应变被激活时4、预测器选项有助于加速缓慢收敛的问题,但也可能使其他的问题变的不稳定。
5、可以将缺省的牛顿-拉普森选项转换成修正的或初始刚度牛顿-拉普森选项,这两个选项比全牛顿-拉普森选项更稳定,但这两个选项仅在小挠度和小应变塑性分析中有效荷载子步数的调整,荷载子步数的调整要根据自己的经验了,这里很难找到确切的规律,可以按照20、50、100、200、400、800等去试算,一般可以得到较好的收敛解。
描述:计算收敛过程图图片:CNVTOL, Lab, V ALUE, TOLER, NORM, MINREFANSYS中,非线性收敛准则主要有力的收敛,位移的收敛,弯矩的收敛和转角的收敛。
一般用力的控制加载时,可以使用残余力的2-范数控制收敛;而位移控制加载时,最好用位移的范数控制收敛。
When SOLCONTROL, ON, TOLER Defaults to 0.005 (0.5%) for force and moment, and 0.05 (5%) for displacement when rotational DOFs are not present.When SOLCONTROL, OFF, defaults to 0.001 (0.1%) for force and moment.收敛精度一般可放宽至 5%,以提高收敛速度。
加快收敛的方法有一下几种:1可以增大荷载子步数,nsubst,nsbstp,nsbmn,carry2修改收敛准则,cnvtol,lab,value,toler,norm,minref3 打开优化的非线性默认求解设置和某些强化的内部求解算法,solcontrol,key1,key2,key3,vtol(一般情况下,默认是打开的)4重新划分网格,网格的单元不宜太大或太小, 一般在5~10厘米左右5 检查模型的正确性下面计算收敛过程图中的各个曲线的具体含义是什么?非线性计算是一个迭代计算的过程,曲线表示两次迭代之间的误差,图中分别表示力和位移在迭代过程中的每次迭代之间的误差关于ansys中收敛准则(cnvtol)理解ansys中依据缺省的收敛准则,程序将对不平衡力SRSS与VALUE*TOLER的值进行比较;而VALUE的缺省值是在SRSS和MINREF中取较大值。
failed to converge in nonlinear analysis“Failed to converge in nonlinear analysis”是一个工程或科学计算中常见的错误消息,特别是在进行有限元分析(FEA)或其他数值模拟时。
这个消息表示非线性求解过程没有收敛到一个解。
简单来说,计算机在尝试解决一个复杂的数学问题时无法达到一个确定的答案。
非线性分析是用来模拟材料或系统在不遵循简单比例关系(即非线性关系)的情况下的行为。
在结构工程、流体力学、热传导等多个领域都有广泛应用。
当分析“不收敛”时,意味着在指定的迭代次数或时间内,计算结果没有稳定下来,或者说没有找到一个满足所有方程和边界条件的解。
这可能是由于多种原因造成的,比如模型设置不正确、材料属性定义不准确、网格划分不合适、初始条件或边界条件设置错误等。
解决这个问题通常需要检查和调整模型的各种参数和设置,包括但不限于:1. 牛顿-辛普森方法:这是用于求解非线性问题的一种迭代方法。
如果这个方法不收敛,可能需要调整其参数,比如松弛因子或迭代次数。
2. 刚度急剧减少:在迭代过程中,如果系统的刚度(抵抗变形的能力)急剧减少,可能会导致求解不稳定。
这可能需要重新评估材料属性或检查模型中的接触和约束条件。
3. 网格过度扭曲:如果计算网格由于大变形而过度扭曲,可能会导致求解不准确或不收敛。
这可能需要改进网格划分、使用更复杂的网格类型(如自适应网格)或减少模拟中的最大允许变形。
4. 其他数值参数:非线性分析有许多可调整的参数,比如收敛准则(判断解是否足够接近真实解的标准)、载荷增量大小、时间步长等。
这些都需要根据具体问题来调整。
总的来说,“Failed to converge in nonlinear analysis”是一个提示你需要仔细检查模型设置和数值参数的错误消息。
解决这个问题通常需要一定的专业知识和经验,可能需要多次尝试和调整。
提⾼COMSOL⾮线性稳态模型的收敛性因为CSDN感觉跟COMSOL有愁,标题⽤上就说⼴告,⽆奈改变标题,以求可以通过。
⼀、问题描述⾮线性稳态(与时间⽆关)问题在求解的过程中,有时收敛很慢。
通常来说,模型中求解的控制⽅程本⾝,与求解变量相关的材料属性、载荷或边界条件等,都可能在模型中引⼊⾮线性。
⼀般来说,多物理场耦合问题都是⾮线性的。
⼆、解决办法通常这类问题与⽤于求解⾮线性稳态模型的迭代算法有关。
⼀般⽽⾔,该算法为⽜顿法。
也就是说,软件在求解时,求解器会从⽤户指定的初始值开始,计算所有与解相关的项。
然后,软件计算⼀个初始解,并基于此迭代地重新计算解,同时分析这些中间解对⾮线性的影响。
当逐次迭代之间求解结果的差值⾜够⼩,或者当残差⾜够⼩时,我们就可以认为该问题收敛到指定的容差。
对于⼀个适定问题, 初始值不当,⾮线性求解器⽆法通过重复迭代逼近解,或因⽹格不够细化⽽⽆法解析解的空间变化,都可能造成求解器收敛缓慢(或根本不收敛)。
1. 初始值在⼤多数物理场接⼝中,未知数的默认初始值均为零。
“传热”接⼝是例外情况,其温度场的默认“初始值”为 293.15K 或 20℃。
当初始值没有为这种迭代⽅法提供良好的起点时,收敛会很差。
如果我们已知所求解变量的近似估值,则可以将其作为“初始值”框中的表达式输⼊。
然⽽,除了⼀些传热问题外,我们通常很难获得所求解变量的近似估值,因此需要考虑使⽤替代⽅法。
2. 载荷缓慢变化⼀般来说,如果⾮线性系统的载荷为零,则该系统将处于静⽌状态,即,解为零。
因此,如果施加的载荷⾮常⼩,那么初始值为零⼏乎总是合理的。
如果施加的载荷⾜够⼩,⾮线性求解器从初始条件为零开始计算,将得到收敛解。
也就是说,您可以先求解具有很⼩但⾮零载荷的模型。
基于此,如果逐渐附加载荷增量,则先前计算的解就可以作为合理的初始条件。
对这个逻辑进⾏扩展,如果您想要求解⾮线性系统中的任意载荷,则可求解⼀系列中间问题,在此过程中逐渐增加载荷值,并且每次都使⽤上⼀步的解作为下⼀步的初始条件。
非线性方程求解算法的收敛性分析在数学和工程领域中,非线性方程求解是一项重要的任务。
与线性方程相比,非线性方程由于其复杂性而具有更高的挑战性。
因此,开发一种有效且收敛性良好的求解算法显得尤为重要。
本文将对非线性方程求解算法的收敛性进行分析,并探讨影响收敛性的因素。
一、非线性方程求解算法综述非线性方程求解算法广泛用于科学计算和工程应用中,例如在数值模拟、优化问题以及信号处理等领域。
常见的求解算法包括二分法、牛顿迭代法、割线法、弦截法等。
尽管这些算法在不同问题上具有一定的适用性,但它们在求解非线性方程时都存在收敛性问题。
二、收敛性的定义和评价在讨论收敛性之前,我们首先需要明确收敛性的定义。
对于一个求解算法而言,收敛性表示算法能够找到非线性方程的根,并且随着迭代次数的增加,逼近于精确解。
评价一个算法的收敛性通常需要考虑三个方面:收敛速度、收敛域和全局收敛性。
1. 收敛速度收敛速度是指求解算法逼近根的速度。
通常情况下,我们希望算法具有快速收敛的性质,以提高求解效率。
常见的判断收敛速度的方法有用残差准则和定义迭代次数等。
2. 收敛域收敛域表示求解算法在何种范围内能够保证收敛性。
对于一些特定的求解算法,收敛域可能受到限制。
因此,在选择求解算法时,需要考虑非线性方程的特性,以确定算法的收敛域是否满足问题要求。
3. 全局收敛性全局收敛性意味着算法以任意的初值作为起点,都能够收敛到方程的根。
虽然一些算法可能在特定的条件下保证收敛性,但在全局范围内可能存在无法收敛的情况。
三、影响收敛性的因素收敛性的质量取决于多个因素。
下面我们将讨论几个主要的影响因素。
1. 初始值的选取初始值的选取在非线性方程求解中起着至关重要的作用。
不同的初始值可能导致算法的收敛性不同。
因此,合理选择初始值对于求解算法的收敛性至关重要。
2. 方程的特征方程的特征也会对求解算法的收敛性产生影响。
例如,方程的非线性程度、奇点的存在等都可能导致算法的收敛性发生变化。
基于不同方法解决非线性问题的分析摘要: 本文主要研究非线性方程的数值解法中的二分法,迭代法以及牛顿下山法对于解决非线性问题所体现出来的各自不同的特点 .通过实例来比较,分析在求解非线性方程时各自的优缺点。
借以研究这三种方法在求解非线性方程时各自的作用,方便学习及利用以上三种方法快速,准确地解决非线性问题.关键词: 二分法,迭代法,牛顿下山法,优缺点.1.引言: 代数方程求根问题是古老的数学问题,是在16世纪就找到了三次,四次方程的求根公式.但直到19世纪才证明n>=5次的一般代数方程式不能用代数公式求解.因此,需要研究用数值方法求得满足一定精度的代数方程式的近似解. 在工程和科学技术中许多问题常常归结为求解非线性方程式问题,例如在控制系统的设计领域,人口增长的研究等. 在科学研究和工程设计中, 经常会遇到的一大类问题是非线性方程f(x)=0 的求根问题,其中f(x)为非线性函数。
方程f(x)=0的根, 亦称为函数f(x)的零点 如果f(x)可以分解)()(*)(x g m x f x x -=,其中m 为正整数且0)(*≠x g .当m>1时称x *是f(x)的m 重零点,或称方程f(x)=0的m 重根;当m=1时称x*为单根.2.分析比较2.1二分法在非线性方程求解中的应用2.1.1问题的提出在无阻尼强迫震荡的研究中会碰到函数h(x)=xsin(x).寻找在区间[0,2]内的值x,满足h(x)=1(函数sin(x)用弧度计算)。
[1]2.1.2二分法的思路求方程根的一种最直观,最简单的数值方法是二分法(Dichotomy ).设函数f(x)在区间[a,b]上连续,且[a,b]为有根区间,不妨设f(a)<0,f(b)>0.首先将区间[a,b]二分,即取中点2/)(0b a x+=,若0)(0=x f ,则x x 0=就是方程式f(x)=0的根.否则,若0)(0<x f ,方程的有根区间变为[(a+b)/2,b];若0)(0>x f ,方程的有根区间变为[a,(a+b)/2],将新的有根区间记为[b a 11,],长度2/)(11a b a b -=-为[a,b]的一半.重复上述过程,即取a 2=(b a 11+)/2,将[b a 11,]再二分,又可得到新的有根区间],[22b a ,长度2/)(1122a b a b -=-为[b a 11,]的一半. 通过每次把f(x)的零点所在小区间收缩一半的方法,使区间的两个端点逐步迫近函数的零点,以求得零点的近似值,这种方法叫做二分法。
常见abaqus不收敛的原因ABAQUS是一种常用的有限元软件,用于分析和模拟各种结构和材料的力学行为。
在使用ABAQUS进行仿真过程中,经常会出现收敛失败的情况。
本文将详细介绍常见的ABAQUS不收敛的原因,并提供解决这些问题的方法。
1. 手动或自动设置的初始条件不良。
ABAQUS在求解过程中需要一个合适的初始条件,这决定了模型的初始状态。
如果初始条件不良,例如过大的位移或应变,可能导致计算过程中出现不收敛的情况。
解决方法是通过更合理的物理条件或使用自适应方法来确定初始条件。
2. 材料模型选择不当。
ABAQUS提供了多种材料模型,如线性弹性模型、非线性弹性模型和塑性模型等。
如果选择的材料模型与实际情况不符,就可能导致不收敛。
解决方法是根据材料的实际力学性质选择合适的材料模型,并进行参数调整。
3. 网格划分不合理。
网格划分是有限元分析的基础,网格的密度和形状对计算结果有很大影响。
如果网格划分不合理,例如网格过于粗糙或过于细密,都可能导致不收敛。
解决方法是通过调整网格密度或使用自适应网格划分方法来改善网格质量。
4. 载荷施加不正确。
载荷是有限元分析的重要组成部分,如果载荷施加不正确,例如方向、大小或时间的选择不合理,都可能导致不收敛。
解决方法是仔细检查载荷的定义及施加方式,确保其符合实际需要。
5. 边界条件设置错误。
ABAQUS的分析结果受模型的边界条件影响较大,如果边界条件设置不正确,例如固定约束、强度约束或位移约束等设置错误,都可能导致不收敛。
解决方法是仔细检查边界条件的定义及约束设置,确保其与实际情况相符。
6. 求解算法选择不当。
ABAQUS提供了多种求解算法,如直接求解、迭代求解和增量迭代求解等。
根据具体情况选择合适的求解算法非常重要,如果选择不当,可能导致不收敛。
解决方法是根据具体模型和计算要求选择合适的求解算法,并进行参数调整。
7. 材料参数和模型参数设置不准确。
材料参数和模型参数是有限元分析的重要输入,如果设置不准确,例如材料的弹性模量、塑性硬化模型的参数或摩擦系数等设置错误,都可能导致不收敛。
1:ansys中的等效应力是什么物理含义? (2)2.ansys后处理中负值的应力是压应力还是拉应力? (3)3解决非线性分析不收敛的技巧! (3)4非线性计算完的收敛图线,如何看他的收敛性呢,每条颜色的线代表什么意思呢? (4)5求教accat及lccat命令 (5)6有关分块后的merge问题。
(5)7请教如何用APDL命令程序提取单元相关信息。
(5)8.ansys的刚度矩阵是在那一步骤生成的,如何读出,其格式如何 (5)9在混凝土的计算中,如何选择裂缝模型 (6)10.请问TB命令怎么用??TB命令是用在非线性材料里吗?那么mp和TB有什么区别啊?一般什么情况下可以用TB命令? (7)11.ansys 如何输入yield stress. 712、将Ansys计算结果输出到Tecplot的完整命令流! (7)13、【原创】将数组中数据导入表中命令流,然后用曲线画出 (8)14、有一个问题,就是我想看我在建模时用的是什么单位,本来是mm的,我可能用成cm 了,怎么查看?1115、ansys是否可以自动搜索实体边界 (11)16、问一下疲劳计算得出的结果都是什么意思??补充资料 (11)17、温度荷载问题 (12)18、如何把指定位置的节点的节点号提取出来?用什么命令? (12)19、划分网格后修改单元属性问题 (12)20、快速去掉窗口的ansys标志 (13)21、merge节点与glue-mesh的区别 (13)22、glue不glue的区别??? (13)23、画等应力线大全,呵呵 (13)24、荷载步数太多了,该怎么办? (14)25、我能否在建立好模型后再定义我的元素属性 (14)26、怎样划分不平行于全球坐标系xy的面 (15)27、如何查看层间应力值? (15)28、在ANSYS中用表面效应单元加任意方向的荷载 (15)29、撰写论文中图像的灰度处理 (16)30、提取材料号2的所有体积命令是什么呢?. 1731、请教:solve后的warning怎样才能不用手动点OK?. 1732、循环计算生成的转矩结果数据如何保存成TXT文件 (17)33、请问不在同一平面的两个面如何合成一个面啊??? (17)34、关于hardpoint。
解决非线性分析不收敛的技巧
影响非线性收敛稳定性及其速度的因素很多:
1、模型——主要是结构刚度的大小。
对于某些结构,从概念的角度看,可以认为它是几何不变的稳定体系。
但如果结构相近的几个主要构件刚度相差悬殊,在数值计算中就可能导致数值计算的较大误差,严重的可能会导致结构的几何可变性——忽略小刚度构件的刚度贡献。
如出现上述的结构,要分析它,就得降低刚度很大的构件单元的刚度,可以加细网格划分,或着改用高阶单元(BEAM->SHELL,SHELL->SOLID)。
构件的连接形式(刚接或铰接)等也可能影响到结构的刚度。
2、线性算法(求解器)。
ANSYS中的非线性算法主要有:稀疏矩阵法(SPARSE DIRECT SOLVER)、预共轭梯度法(PCG SOLVER)和波前法(FRONT DIRECT SLOVER)。
稀疏矩阵法是性能很强大的算法,一般默认即为稀疏矩阵法(除了子结构计算默认波前法外)。
预共轭梯度法对于3-D实体结构而言是最优的算法,但当结构刚度呈现病态时,迭代不易收敛。
为此推荐以下算法:
1)、BEAM单元结构,SHELL单元结构,或以此为主的含3-D SOLID的结构,用稀疏矩阵法;
2)、3-D SOLID的结构,用预共轭梯度法;
3)、当你的结构可能出现病态时,用稀疏矩阵法;
4)、当你不知道用什么时,可用稀疏矩阵法。
3、非线性逼近技术。
在ANSYS里还是牛顿-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,但也和结构特点和步长有关。
弧长法常被某些人推崇备至,它能算出力加载和位移加载下的响应峰值和下降响应曲线。
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,它也可能会无法收敛。
为此,尽量不要从开始即激活弧长法,还是让程序自己激活为好(否则出现莫名其妙的问题)。
子步(时间步)的步长还是应适当,自动时间步长也是很有必要的。
4、加快计算速度
在大规模结构计算中,计算速度是一个非常重要的问题。
下面就如何提高计算速度作一些建议:
充分利用ANSYS MAP分网和SWEEP分网技术,尽可能获得六面体网格,这一方面减小解题规模,另一方面提高计算精度。
在生成四面体网格时,用四面体单元而不要用退化的四面体单元。
比如95号单元有20节点,可以退化为10节点四面体单元,而92号单元为10节点单元,在此情况下用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,建议采用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。
应该注意以下几点:
1、设置足够大的荷载步(将MAXMIUM SUBSTEP=1000000),可以更容易收敛,避免发散的出现(nsub,nsbstp,nsbmx,nsbmn);
2、设置足够大的平衡迭代步数,默认为25,可以放大到很大(100)(eqit,eqit);
3、将收敛准则调整,以位移控制时调整为0.05,以力控制为0.01(CNVTOL,lab,value,tole r,norm,minref)。
4、对于线性单元和无中间节点的单元(SOLID65和SOLID45),关闭EXTRA DISPLAC EMENTS OPTIONS(在OPTIONS中)。
5、对于CONCRETE材料,可以关闭压碎功能,将CONCRETE中的单轴抗压强度设置为-1(tadata,mat,shrcf-op,shrcf-cl,UntensSt,UnCompSt(-1))。