出于多种原因,大变形分析中可出现收敛问题。
出现此问题时,将在大变形分析作业进度表中看到以下消息:
* 收敛失败 *
或
* 出现发散 *
看到这些警告时,请查看表左侧那列,其中显示有分析过程中使用过的不同策略 (KSTRA)。这些策略在“求解方法”部分进行了介绍。
如果表中 KSTRA 的最后一个值在 0-4 范围内,则该解符合要求。如果该值为 5,则表示结构或翘曲分析程序已经放弃平衡迭代,结果很可能不可靠。
可以通过绘制载荷-变形图(读入结果时需要载荷变形历史记录)评估解的准确性。执行完策略 5 的几个步之后,该图通常变得不稳定,这表示解不准确。之所有使用策略 5 是因为,处理非线性问题时,程序会在执行策略 5 的几个步后恢复并返回到更低级策略。
使用“载荷控制”载荷增加方法时,分析不能越过极限点。“”靠近该点时,分析将采用越来越小的步并尝试更高级的非线性策略。达到极限点后,分析可能保持在其最高级策略 (KSTRA=5)。
尽管许多情况下可以通过增大“控制最大步长的因子”来加快分析速度,但当载荷路径中存在真实极限点时,最好将步限制在 5% 左右,否则分析可能超出限制载荷。“”通过跟踪相关节点的历史记录可以轻松找到极限点。载荷-变形图在极限点处的斜率将趋于零。
如果出现这种情况(策略 5 中增量过长),并非总是指示极限点。也可能指示分析本身存在问题。要查出问题,请执行以下步骤:
1. 运行小变形分析(如果尚未运行)。检查响应是否合理。建模错误(或执行翘曲分析时的不合理收缩)可导致非线性解失败。
2. 检查约束条件。在翘曲分析中,如果因过度约束模型而导致收缩应变与约束冲突,通常将导致大变形分析的解失败,即便线性结果是合理的。
3. 查看某些相关节点的载荷-变形图。如果存在真实极限点或者只是一个非线性区域,则该图的斜率应逐渐减小,直至趋于水平。或者,出现收敛问题前查看多个步的偏移形状(这需要读取多个结果)。载荷路径中的高度非线性区域(即塑料零件的挫曲)通常显示为形状随载荷的微小变化出现显著变化。
4. 有时,如果载荷步过大,载荷-变形斜率的递减趋势就不怎么明显(尤其在越过极限点时)。要了解更多详细信息,按如下步骤重新运行分析:
查看分析日志并检查作业进度表。注意策略 (KSTRA) 变为 5 之前步对应的载荷级别 (RFAC),将其称之为值 RFAC*。
现在重新运行结构或翘曲分析,但此次强制分析在 RFAC* 区域中采取更小步。例如,如果在 RFAC* = 0.55 时出现问题,则输入一系列如下所示步作为载荷因子增量:
0.1,0.1,0.1,0.1,0.1。
现在,将““每步增加的最大载荷因子””设置为 0.005 左右。当分析开始取代载荷步进(RFAC = 0.5 之后)时,所有步的最大值将限制在 0.005。然后重复上述步骤 3,结果应显示 RFAC* 附近的详细响应。
如果此研究显示由于载荷路径中的高度非线性区域造成解失败,则有力证明塑料零件存在挫曲问题。实际上,这更证明存在问题而不是从挫曲分析获取任何结果。然而出于设计目的,通常会使用挫曲分析,因为该分析可显著提高分析速度。