ABAQUS standard中stabilization參數的使用心得

Robert_Su

最近由於工作需要,對於ABAQUS standard的stabilization功能做了一些研究,現將心得發文,歡迎指正.

ABAQUS在step與control control中各有stabilization功能,兩者使用的範圍不同,不過非不得已,儘量不要使用stabilization,以免設定錯誤,求解得到不正確的答案.

Contact control中的stabilization－
主要用於解決接觸過程中的剛體運動問題,很多題型並非全都可設定初始過盈或極小勁度彈簧,有時是在接觸過程中發生剛體運動(如http://forum.simwe.com/thread-852516-1-5.html),此時就需用到此功能.此功能需要在model tree的contact control的Stabilization中設定,預設是No stabilization,但調整為automatic stabilization時,雖然預設factor為1,但需比較計算結果中的history output的viscous damping energy(ALLSD)與total strain energy(ALLIE)的比例來調整factor.手冊中並沒有切確說明ALLSD與ALLIE的比例為多少才算合理,個人認為取5~10%應該是可接受的.

Step中的stabilization－
在分析過程中,可以幫助分析過程中元素表面產生挫曲(wrinkling)、材料發生不穩定、或者局部挫曲(buckling)的求解收斂,可於edit step打開,預設選項為None,個人建議使用Specify dissipated energy fraction,參數最好使用預設值,這個參數是調適過的,因此除去個人建模與設定的影響,計算的結果是可信任的.再進一步也可比較ALLSD與ALLIE的比例是否合理.

以上.

[ 本帖最后由 Robert_Su 于 2008-12-3 10:20 编辑 ]

d521cf

接触时用contact control时看ALLSD/ALLSE
用step中的stabilization时看ALLSD/ALLIE

Robert_Su

33# stree

看ALLSD/ALLIE值!!

zhgy1003

虽然不大懂，顶，谢谢楼主的分享精神

zgustc

我在计算中需要用到step中的stabilize FACTOR一般设定不超过1e-3
然后再接个同样的step不用stabilize重新算一遍
基于这样一个想法：
隐式算法只是求平衡态，计算过程对于最终计算结果没有影响
Robert_Su觉得这样来达到收敛和消除stabilize的影响怎么样？

Robert_Su

對於大米版主的提問有幾點不明白:
我在计算中需要用到step中的stabilize FACTOR一般设定不超过1e-3
然后再接个同样的step不用stabilize重新算一遍
1.如果在step中不用stabilize就可以計算,應該就不需要設定stabilization,不知大米版主這麼做的目的?是要比較兩者的誤差嗎?

隐式算法只是求平衡态，计算过程对于最终计算结果没有影响
2.根據個人經驗,計算過程對於最終結果應該沒有影響,不過如果stabilization factor不是用預設值(調大了),那麼不僅不能採用計算過程中的field output,最後的計算結果應該也要透過ALLSD與ALLSE做比較才能採用.

zgustc

我的意思是，假设我有个问题，对某非线性大变形零件需要加载到1000N
直接计算算到900N后，无法收敛

于是，我设个step1,加上stabilize，从900N的情况开始算，算到1000N
算收敛了，得到了加载1000N情况下的零件的平衡状态

然后，我在step1的基础上，再接着算个step2
这次我的加载还是1000N,但是不加stabilize了，
从用stabilize加载1000N的平衡状态开始算
再得到不用stabilize还是加载1000N的平衡状态

我这个step2的结果，是否能说我已经避免掉了设定stabilize带来的误差了呢？

zlxiaonan

大米的做法很诡异，step2的结果和避免误差貌似没有直接关系吧。只能说你用了stabilize以后，把计算的可收敛性往后推移了。你step2的stabilize数值应该存在于一个区间内，所以误差只能减小

bb20040128

原帖由 zgustc 于 2008-10-31 15:51 发表
我的意思是，假设我有个问题，对某非线性大变形零件需要加载到1000N
直接计算算到900N后，无法收敛

于是，我设个step1,加上stabilize，从900N的情况开始算，算到1000N
算收敛了，得到了加载1000N情况下的零件的 ...

个人觉得是有可能的 有一次在对一根索以初始应力方法施加预应力后 第一步就直接加载计算 结果不收敛 但是在加载之前设置一个空的计算步 不加外荷载 先找到预应力施加后的平衡态 第二步再加载就收敛了 个人觉得上次的做法和大米版主的想法差不多
STEP中的stabilization采用默认值2E-4后 ALLSD和ALLSE的比值 自动被控制在5%以下 如果有需要 还可以采用自适应控制来控制ALLSD和ALLSE的比值(6.7和6.8版本)

[ 本帖最后由 bb20040128 于 2008-10-31 18:30 编辑 ]

Robert_Su

同意7樓的說法,個人覺得如果在step-1計算結束後,ALLSD和ALLSE的比值控制得夠小(如7樓所述在5%以下),這一步的結果應可算是準確的,因此再繼續算step-2而不加stabilization,得到的結果也可算是準確的.

bb20040128

做了个例题 第二步不加stabilization也会出现ALLSD 但结果有些细微的变化 这个过程极其象用显式模拟准静态过程一样 随着STEP时间的增加 加载过程更加缓慢（把阻尼力视为外荷载的话） 结果更加稳定 个人认为多算一步后结果会更加准确 但算一步和算两步差极小 如果满足要求算一步就可以了 确实要使用的话 建议在使用stabilization的STEP里面时间设置2  这样可能比算两步效果更好(系统更加稳定 阻尼力加载更加缓慢 而且耗散能更小)
从左到右依次是：算一步（时间为1，使用stabilization） 算两步（时间之和为2，每步为1，第一步使用stabilization）算一步（时间为2，使用stabilization）
图传上来怪怪的 但标尺是一样的 大家凑合着看啦 看allsd-allse的斜率和allsd的最值就可以了

[ 本帖最后由 bb20040128 于 2008-10-31 23:17 编辑 ]

zlxiaonan

楼上的写的比较明白，懂了。

lxm9977

很多大变形的问题加了这个参数反而不收敛，呵呵

acyuy

谢谢了，呵呵。

Robert_Su

六小版主能否上傳個加了參數不收斂的題目讓小弟玩玩?

acyuy

楼主啊，我算了一个模型的分析，contact control 的factor 设为0.05和0.01的分析结果相差很大啊，你说大概是取0.05-0.1这个范围是可取的是吧。谢谢了。

Robert_Su

要看ALLSD與ALLSE的比例,contact control的stabilization factor 沒有固定的建議值.

acyuy

楼主，allsd-allse比值在ABAQUS里边能用图的形式看到么，只能看到单个的变化图，这样的话自己很难看清楚范围。

acyuy

知道比值的图象了，不过这个比值是指整个过程么，还是稳定的趋势呢。

Robert_Su

個人理解:只要關注的應力值的step time,ALLSD和ALLSE的值夠小,即表示這個step time的計算結果是準確的.

acyuy

那楼主的意思是不是看关注哪一段，如果哪一段比值够小，那一段的计算结果相对是准确的啊，呵呵。麻烦楼主了。

pdhj2005

以前计算没有考虑这个参数的设置，都是默认的。请问我的模型是型钢混凝土梁受扭，不设置stabilization中的参数会影响收敛吗？