小技巧 | 浅谈Abaqus非线性

我们有限元仿真中的非线性主要指的是结构非线性，要说非线性，我们先说说线性：

数学上，两个变量X、Y成线性关系，一般表示成：

Y=aX+b，(a,b为常数)

那么，当两个变量X、Y之间的关系不是这种一次函数，我们就称之为非线性了。

一般来说，结构非线性主要指的是两方面：结构的应力-应变不是直线关系，我们称之为非线性；载荷和位移（也就是输入和响应）之间不是直线关系，我们也称之为非线性。

结构非线性的来源一般分为三种：

1、材料非线性（金属的塑性、橡胶的超弹性、塑料等）；

2、几何非线性（大变形、大转角、大应变，结构的几何改变会影响产品的刚度）；

3、边界非线性（接触问题就是典型的边界非线性，边界条件无法在计算开始时得到，接触面积的变化会导致压力和载荷不再是直线关系）。

Abaqus有非常多的材料本构模型，可以模拟非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。同时，Abaqus中接触问题可以从法向和切向两个方面分布设定参数并控制，也正是由于如此多并且细致划分控制的参数，使得Abaqus软件在求解非线性问题方面具有极大的优势。

常见的控制提高非线性分析的收敛性方法有以下几个方面：

a)优化网格——网格好坏会影响计算收敛程度，适当提高网格密度可以提高收敛性；

b)调整接触刚度——接触刚度过大，会导致接触反力的突变，易造成收敛困难，合理调整接触刚度可以提高收敛性，当然，所谓的合理调整需要经过验证方可；

c)增加阻尼——阻尼是消耗能量的，增加阻尼可以减小结构的震荡，进而减小载荷突变，提高收敛性。