耀唐解读
结构仿真分析时经常遇到不收敛情况？
对于此类问题很多人不知所措，盲目去修改网格，浪费了很多时间还没解决问题。本期CAE团队给大家介绍几个Abaqus软件不收敛的解决方案，可以很大程度上帮助大家改善Abaqus结构分析不收敛问题。
收敛是一个经济学、数学名词，是研究函数的一个重要工具，是指会聚于一点，向某一值靠近。
数值计算中，某个物理量从波动状态逐渐趋向一个稳定值即为收敛，结构非线性分析中一般是某个残差（力残差、位移残差）趋向于零。反之，无法获得这样一个稳定的值，或残差无法达到目标阈值，则认为是不收敛或发散，即没有求得结果。
我们知道结构不收敛一般都是出现在非线性分析中，因为非线性分析迭代步中刚度矩阵会发生变化，需要更新刚度矩阵，多次迭代平衡方程。
一般来说，只有大变形和接触容易发生不收敛问题，材料非线性也是在进入塑性后发生了大变形才会引起不收敛问题。
对于接触不收敛的问题则主要是两点：穿透和接触状态突变（振荡）。
发生穿透的节点后续可能会穿过接触搜索区域，导致非真实的物理现象和网格畸形；接触状态振荡则导致平衡方程迭代过程的更新出现较大变化，易引起矩阵奇异。对于接触来说，较大刚度对应会得到较小的几何穿透，与真实物理情景相符，但易引起接触振荡；较小刚度则与真实情况相悖，因此在接触刚度上需要寻找一种平衡，既能更快地收敛，又能与真实情况接近。
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Abaqus Visualization模块在计算报错后，可以通过Job Diagnostics功能查看迭代不收敛的原因和位置，通过这个工具，可以快速找出问题所在，然后判断是模型问题还是设置问题，或需要调整其它参数；
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对于接触穿透，可以通过调整接触属性法向行为，由Hard接触改为更柔和的法向接触关系，可以大大改善穿透引起的接触不收敛；
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对于其它形式的振荡，都可以通过阻尼来改善。阻尼能够起到衰减能力，减小振荡振幅的效果，无论是物理形式还是数值形式的振荡。因此可以更容易得到物理量的收敛；
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如果仍然无法得到收敛结果，也可以采用显式动力学分析来求解，显式动力学不同于隐式分析的牛顿辛普森迭代法，显式分析采用时间差分格式求解，没有收敛问题，很适合解决强非线性问题。缺点是计算量比较大，需要平衡计算成本。
通过修改设置参数来实现的收敛结果，我们一般需要做参数无关性分析，即使用改善收敛的参数不同赋值分别进行分析。如果结果变化不大则可以认为此参数不影响结果，类似于网格无关性分析。
几个简单的方法，希望可以给大家带来收敛问题的帮助。
适当的简化模型，在仿真结果与计算效率之间平衡，才是更适合工程的方案。
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