修改最适合使用 Helius PFA 的控制参数。
有一种被广泛接受的观点,即在使用隐式有限元求解器时很难在复合结构的渐进式失效分析中实现良好收敛(或根本无法实现任何收敛)。事实上,许多渐进式失效分析提前终止并非由于全局结构失效,而仅仅是因为有限元代码无法以特定载荷步获得收敛解。根据此问题,已优化了 Helius PFA 以提高复合材料结构渐进式失效模拟的收敛率和稳定性。但是,为了充分利用其卓越的收敛特性,必须更改一些默认设置,这些设置可控制 Abaqus/Standard 使用的非线性求解过程。这些更改可以使用 *CONTROLS 关键字语句实施。请注意,这些求解不适用于 Abaqus/Explicit 分析。
在 Abaqus/Standard 中,非线性求解过程的默认设置基于牛顿-拉弗森算法的基本假定。此状态(即复合材料结构的非线性响应)在全局和局部级别都足够平滑。但是,在复合材料结构的渐进式失效模拟中,复合材料结构的非线性响应不平滑,尤其是在局部级别(其中材料失效导致瞬时减少材料模量)。此非平滑材料响应是造成难以获取渐进式失效分析中的收敛的主要因素之一。Helius PFA 管理材料非线性的方法专门用于处理这一局部不平滑的材料响应。但是,必须更改 Abaqus 收敛控制参数的默认设置以便允许 Helius PFA 改进有限元模拟的收敛特征。这些默认设置可以通过 *CONTROLS 关键字语句的第一个数据行更改。*CONTROLS 关键字语句应紧跟在 *STATIC 关键字语句之后放置在输入文件中。*CONTROLS 关键字语句中的第一行包含 11 个量。这 11 个量的默认值显示在下面的 *CONTROLS 关键字语句中。
*CONTROLS, PARAMETERS=TIME INCREMENTATION 4,8,9,16,10,4,12,5,5,3,50
定性地说,应对这些默认值进行的更改旨在大幅增加平衡迭代次数,Abaqus/Standard 将在代码评估减少(或缩进)时间增量大小的需要之前执行这些平衡迭代。如果在有限元求解中使用 Helius PFA,则 Abaqus 输入文件应使用以下 *CONTROLS 关键字语句。
*CONTROLS, PARAMETERS=TIME INCREMENTATION 1000,1000,1000,1000,1000, , , , ,10,1000
请注意,量 1、2、3、4、5 和 11 的值已设置为 1000,而第 10 个量的值已设置为 10。对于数据行上的所有其他量,可以接受默认值。这些更改强制 Abaqus 等待完成 1000 次平衡迭代,然后再评估减少时间增量大小的需要。
所有准静态分析的 Abaqus 输入文件中都存在熟悉的 *STATIC 关键字语句。*STATIC 语句所使用的单个数据行包含四个量,这四个量共同指定所需的时间增量方案。第一个量指定初始时间增量的大小。第二个量指定在当前步长中分析的时间总量。第三个量指定在当前步长中使用的最小许用时间增量大小。第四个量指定在当前步长中使用的最大许用时间增量大小。由于使用 Helius PFA 会显著改善 Abaqus 获取任何特定时间增量的收敛解的能力,所以可能无需任何时间增量减少即可执行整个分析;因此,您可能希望使用您在 *STATIC 关键字语句中常规使用的参数进行实验。
接触和错误失效
当接触包含在 Helius PFA 模拟中时,上面的求解控制组 (*CONTROLS) 可能在接触最初建立时生成错误的失效预测。因此,建议初始接触在不包含上方求解控制的单独步骤中建立。