文章主要介绍了Abaqus/Standard分析中过约束问题的解决方法。过约束是指在节点的某个自由度上同时定义了两个以上的约束条件,可能造成过约束的因素包括接触、边界条件、连接单元、子模型边界和各种约束等。对于某些过约束,Abaqus无法自动找出好的解决方法,分析往往会反复迭代而达不到收敛,这时需要在建模时就避免出现过约束。如果Abaqus在分析过程中发现了过约束,将会自动为这些节点创建一个集 合,保存在ODB文件中,可以在Visualization功能模块中打开ODB文件,点击窗口顶部工具栏中的,利用显示组来高亮度显示此节点集 合,从而发现出现过约束的位置。
对于Abaqus/Standard分析,如果模型中存在过约束则会在MSG文件中出现下列警告信息:
***WARNING: Solver problem. Zero pivot when processing D.O.F. 1 of 1 nodes. The nodes have been identified in node set WarnNodeSolvProbZeroPiv_1_1_1_1_1.
***WARNING: OVERCONSTRAINT CHECKS: The model is overconstrained in this increment due to the interactions among nodes in node set WarnNodeOverconZeroPivotStep1Inc1Iter1..
出现Zero Pivot警告信息的最常见原因是模型中存在过约束。如果Abaqus无法自动解决过约束问题,就会在MSG文件中显示上述Zero Pivot和Overconstraint Checks警告信息,这时分析往往不会收敛。
● 接触:从面节点会受到沿主面法线方向的约束;
● 边界条件;
● 连接单元(connector);
● 子模型边界(*SUBMODEL);
● 各种约束,例如耦合约束(*COUPLING)、刚体约束(*RIGID BODY)、绑定约束(*TIE)、旋转周期对称约束(*TIE, CYCLIC SYMMETRY)、多点约束(*MPC)、线性方程约束(*EQUATION)等。
***WARNING: OVERCONSTRAINTCHECKS.
在接下来的分析过程中会有两种可能:
● 对于一些常见的过约束,Abaqus会自动去除不需要的约束条件,在MSG文件中不会看到Zero Pivot(零主元)和Overconstraint Checks警告信息,可以得到正确的分析结果。
例如在本书第10.1节的实例中,在对称面的螺纹连接处,即施加了绑定约束,又定义了对称边界条件,产生了过约束。Abaqus会自动去除这些节点上的对称边界条件(不会影响分析结果的正确性),并在DAT文件中显示下列警告信息:
***WARNING: DEGREE OF FREEDOM 3 HAS BEEN ELIMINATED AT NODE 9 INSTANCE BOLT-STEP-1 BOUNDARY CONDITION TYPE ZSYMM MAY NOT BE APPLIED AT THIS NODE
***WARNING: 34 nodes have dof on which incorrect boundary conditions may have been specified.
The nodes have been identified in node set WarnNodeBCIncorrectDof.
● 对于某些过约束,Abaqus无法自动找出好的解决方法,就会在MSG文件中显示以下警告信息:
***WARNING: SOLVER PROBLEM. ZERO PIVOT……
OVERCONSTRAINT CHECKS: An overconstraint was detected……
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