非线性收敛问题

wishangtian

具体问题如下：
有如下一个模型（附上建模命令流），其实就是模拟钻头的情况。

模型图示如下：
模型剖一半：
模型整体效果：
其中一个圆筒：
其中一个圆柱：


模型存在的问题：转速加到1000以上不收敛。实际问题要求转速达到4000。
悬赏要求：
1、可以更改的项目：
（1）建模方式以及网格划分方式
（2）约束可以考虑更改，这个模型主要是模拟钻头。更改约束最好根据钻头的情况更改。
（3）求解器可以选择。弧长法等方法可以选择。求解设置的很多参数都可以更改
（4）接触对方式可以选择。比如说选择刚柔接触
2、不可更改项目：
（1）材料参数
（2）载荷。 集中力和转速不得更改。要求转速4000收敛
（3）几何参数最好不要修改。
3、成果要求
转速4000，收敛（最主要的内容）。给出整理好的命令流。
求出参考命令流里面 关键点8的位置的径向变形量。


参考建模命令流：
finish
/clear
/PREP7  
ET,1,SOLID185   
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,EX,1,,6.4e5  
MPDATA,PRXY,1,,0.22
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,EX,2,,2.0e5  
MPDATA,PRXY,2,,0.3  
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,DENS,1,,15e-6
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,DENS,2,,7.8e-6   
!*  
TB,BISO,1,1,2,  
TBTEMP,0
TBDATA,,5460,0,,,,
TB,BISO,2,1,2,  
TBTEMP,0
TBDATA,,530,135,,,,
K,1,,4,,  
K,2,,6.2,,  
K,3,,4.5,28,
K,4,,3,28,  
K,5,,3,10,  
K,6,,4,10,
K,7,,3.004,5,   
K,8,,3.004,68,  
K,9,,0,68,  
K,10,,0,5,  
l,1,2   
l,2,3   
l,3,4   
l,4,5   
l,5,6   
l,6,1   
al,all  
l,7,8   
l,8,9   
l,9,10  
l,10,7  
al,7,8,9,10
aplot   
vrotat,1,2,,,,,9,10
!mesh the volume
allsel,all
ESIZE,2,0,  
lsel,,,,18,52,17
lsel,a,,,26,60,17
lsel,a,,,63,68,5
lesize,all,,,4
mat,2
VSEL,,,,1,7,2
CM,_Y1,VOLU
CHKMSH,'VOLU'   
VSWEEP,_Y1  
CMDELE,_Y1
mat,1
VSEL,,,,2,8,2
CM,_Y1,VOLU
CHKMSH,'VOLU'   
VSWEEP,_Y1  
CMDELE,_Y1

allsel,all
MP,MU,2,0.2
MAT,2   
MP,EMIS,2,7.88860905221e-031
R,3
REAL,3  
ET,2,170
ET,3,174
KEYOPT,3,9,0
KEYOPT,3,10,2   
R,3,
R,3,,,10,0.1,0,
RMORE,  
RMORE,,,1.0E20,0.008,1.0,   
RMORE,0.0,0,1.0,,1.0,0.5
RMORE,0,1.0,1.0,0.0,,1.0
! Generate the target surface   
ASEL,S,,,10,21,11
ASEL,A,,,32,42,10
CM,_TARGET,AREA
TYPE,2  
NSLA,S,1
ESLN,S,0
ESURF  
! Generate the contact surface  
ASEL,S,,,6,39,11
CM,_CONTACT,AREA
TYPE,3  
NSLA,S,1
ESLN,S,0
ESURF
cmdele,all
allsel,all
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
施加约束
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
csys,1
allsel,all
nrotat,all
asel,,,,3,36,11
da,all,uz
da,all,ux
allsel,all
allsel,all
dtran
arclen,on,
!eqslv,front
!EQSLV,PCG,1E-8  
NLGEOM,1
NSUBST,20,
AUTOTS,1
NEQIT,1000  
TIME,1
!LNSRCH,1
PRED,ON,,ON

OMEGA,0,0,4000,0      
ksel,,,,8
nslk,s
f,all,fx,-250
allsel,all

/solu
allsel,all
solve

[ 本帖最后由 wishangtian 于 2007-9-18 19:14 编辑 ]

htbbzzg

虽然楼主说材料性能不能改变，但是我的看法，问题可能就出在材料性能上。从你的材料弹性模量看，你的长度单位应该是 mm，E 是 MPa，因此应该使用 t-mm-s 单位制才是协调的单位，可是你的密度是 7.8e-6 等，大了 1000 倍 (即为 kg-mm-s 单位制，这时 E 的单位应该是 kPa)，这样一来，惯性力也大了 1000 倍，如果将密度改为 e-9 ，原来转速 1000 能收敛，那么现在收敛的转速肯定会超过 4000 很多。
按上述想法试了一下，不用弧长法，结果 Keyp 点 8 处的径向位移为 0.393 mm。
如果你同意上述意见，由于改动非常少，悬赏的积分就留着以后再用吧。

[ 本帖最后由 htbbzzg 于 2007-9-25 17:03 编辑 ]

jinpingzhu

太难了     收敛这个东西   都不知从哪里入手阿

galen_03

刚上来透透气，就看到新贴
调整接触刚度咯，罚函数，
好久不玩了，我都忘了，500分啊，真诱人～～
看来版主动了真气了

ppp546

是啊，是啊，是啊

wishangtian

原帖由 galen_03 于 2007-9-17 16:13 发表
刚上来透透气，就看到新贴
调整接触刚度咯，罚函数，
好久不玩了，我都忘了，500分啊，真诱人～～
看来版主动了真气了

你试试看啊。
500分咯。
上次我发的划分网格的悬赏就有人做出来了，也是500分。

-------------------------------
如果有人无法调收敛，并且认为此例在4000转速下无法收敛，
如果他/她能够证明此例的确不可能收敛，说得能够让人信服，那么悬赏也可以给他/她。

silver79

OMEGA,0,0,40,0      
ksel,,,,8
nslk,s
f,all,fx,-250
allsel,all
/solu
allsel,all
solve


我这里不知道怎么回事到40都无法收敛，更题不上1000了

约束是外圆筒下底面约束x，z向，内圆柱与外圆筒之间通过接触相关联，考虑摩擦悉数使得内圆柱z向获得约束，载荷是内圆柱上表面受一个径向力
是这样吗？

[ 本帖最后由 silver79 于 2007-9-18 08:36 编辑 ]

wishangtian

原帖由 silver79 于 2007-9-18 08:29 发表
OMEGA,0,0,40,0      
ksel,,,,8
nslk,s
f,all,fx,-250
allsel,all
/solu
allsel,all
solve


我这里不知道怎么回事到40都无法收敛，更题不上1000了

约束是外圆筒下底面约束x，z向，内圆柱与外圆 ...

目前约束是这样处理的。
也可以考虑采用别的约束方式。有可能需要在别的地方加上些什么约束。

silver79

外圆筒的约束可能不应该是约束x，z向，而应该是约束y，z向，这么修改之后可以到1600仍然保持收敛，毕竟y向的转动是施加一个离心力上去，我们静力分析并不是真的要结构发生转动
我试验了下，就算不施加任何转动，如果约束x，z向也无法收敛,从变形上来看，由于离心力引起的变形应该是径向的，约束x,z所引起的变形是转动，这样是不符合实际情况
csys,1
allsel,all
nrotat,all
asel,,,,3,36,11
nsla,s,1
d,all,uy
d,all,uz
allsel,all
allsel,all
dtran
arclen,on,
!eqslv,front
!EQSLV,PCG,1E-8  
!NLGEOM,1
NSUBST,20,
AUTOTS,1
NEQIT,1000  
TIME,1
!LNSRCH,1
PRED,ON,,ON

!OMEGA,0,0,1600,0      
ksel,,,,8
nslk,s
f,all,fx,-250
allsel,all

[ 本帖最后由 silver79 于 2007-9-19 08:15 编辑 ]

wishangtian

这个x，z的方向是在圆柱坐标系下考虑的

silver79

是在圆柱坐标系下考虑
离心力不可能引起结构的转动

wangyancai

怎么没有人回答了呢？版主说了大家算的时候可以适当增加过盈量，可以不用弧长算法，也可以用1/4模型，只施加惯性力（也即不施加关键点8的径向集中载荷），算出的接触压力周向均匀也算正确。500分呢，快行动吧！

wangyancai

高手呢,赶紧回答问题啊,让大家也都长长见识

maniujing

可以看一下湖南大学土木学院的《桥梁结构仿真分析》，上面写得比较详细！

pengpai_1978

请问版主，圆筒要和圆柱一起转动吗？两者是不是要紧紧连接到一起？

wangyancai

圆筒要和圆柱一起转动,

yuanxueming1981

这本书在哪可以下载啊

wangyancai

原帖由 htbbzzg 于 2007-9-25 15:09 发表
虽然楼主说材料性能不能改变，但是我的看法，问题可能就出在材料性能上。从你的材料弹性模量看，你的长度单位应该是 mm，E 是 MPa，因此应该使用 t-mm-s 单位制才是协调的单位，可是你的密度是 7.8e-6 等，大了 ...

我按照楼上说的把密度改成7.8e-9,15e-9了,速度加了2000,可运行的时候照样说单元扭曲,怎么回事?

wangyancai

原帖由 htbbzzg 于 2007-9-25 15:09 发表
虽然楼主说材料性能不能改变，但是我的看法，问题可能就出在材料性能上。从你的材料弹性模量看，你的长度单位应该是 mm，E 是 MPa，因此应该使用 t-mm-s 单位制才是协调的单位，可是你的密度是 7.8e-6 等，大了 ...

模型材料属性如下图所示

wishangtian

原帖由 htbbzzg 于 2007-9-17 10:10 发表
悬赏的积分就留着以后再用吧。

悬赏发出来分就已经扣掉了。
最佳答案是你的，当然给你了