Abaqus分析常见问题及解决方法(2):零主元和过约束 |
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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: ● MSG文件中警告信息的例子: ***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.. ● 问题分析: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。 ● 解决方法:避免过约束 如果在节点的某个自由度上同时定义了两个以上的约束条件,就会发生所谓“过约束”(overconstraint)。可能造成过约束的因素主要有:● 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。 例如,如果在节点上同时定义了绑定约束和边界条件,或者既约束了沿切向的位移,又定义了使用Lagrange摩擦或粗糙摩擦的接触关系,都会造成过约束。在对INP文件进行预处理时,Abaqus会检查模型中是否存在过约束,如果有过约束,会在DAT文件中显示以下警告信息:***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…… 这时分析往往会反复迭代而达不到收敛,即使达到了收敛,其分析结果也往往是错误的。对于这种问题,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**(例如名称为WarnNodeOverconTieContact),保存在ODB文件中。在Visualization功能模块中打开ODB文件,点击窗口顶部工具栏中的![]() 下一讲,将介绍负特征值(Negative Eigenvalue)问题的可能原因及解决方法。 |
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