材料非线性与接触非线性(出现接触状态突变错误)

狂拳之血 · 发表于 2014-12-8 15:48:53

其实问题很简单，模型和施加的力都很简单。但是我调试很久都无法解决这个问题，希望有大侠可以帮帮忙。
一个橡胶密封圈，简化为二维模型，先第一步纵向压紧，然后第二步右侧施加力。但是第二步计算总是不收敛，出现过很多问题，我调试不出来了，希望有前辈可以解答一下。
附上我初始的代码，我后来调试过的代码由于依然没收敛，就不放上了。
在这里先谢过了。

/PREP7
!*
*SET,L1,10e-3
*SET,L2,12.675e-3
*SET,L3,11.366e-3
*SET,L5,2.616e-3
*SET,L4,(L1-L5)/2
*SET,L6,1.366e-3
*SET,D,0.063e-3
*SET,DC,1.708e-3
*SET,DE1,0.205e-3
*SET,DE2,0.339e-3
*SET,E1,43e6
*SET,v1,0.499
*SET,C10,0.2e6
*SET,C01,6e6
*SET,dd,0.000279
*SET,E2,210e9
*SET,v2,0.29
*SET,f,0.2
*SET,LL,DC-D-L6
K,1,-L1,-LL,,
K,2,L1,-LL,,
K,3,L1,L2-LL,,
K,4,-L1,L2-LL,,
K,5,-L1,L2+D,,
K,6,-L5/2,L2+D,,
K,7,-L5/2,L2+D+L6,,
K,8,L5/2,L2+D+L6,,
K,9,L5/2,L2+D,,
K,10,L1,L2+D,,
K,11,L1,L2+D+L3,,
K,12,-L1,L2+D+L3,,
K,13,0,L2+D+L6-DC/2,,
L,1,2
L,2,3
L,3,4
L,4,1
L,5,6
L,6,7
L,7,8
L,8,9
L,9,10
L,10,11
L,11,12
L,12,5
A,1,2,3,4
A,5,6,7,8,9,10,11,12
CYL4,0,L2+D+L6-DC/2,DC/2
aplot
!*
ET,1,PLANE183
!*
ET,2,PLANE183
!*
KEYOPT,1,1,0
KEYOPT,1,3,2
KEYOPT,1,6,1
!*
TB,HYPE,1,1,2,MOON
TBTEMP,0
TBDATA,,C10,C01,dd,,,
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,E1
MPDATA,PRXY,1,,v1
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,2,,E2
MPDATA,PRXY,2,,v2
!*
TYPE, 1
MAT, 1
REAL,
ESYS, 0
SECNUM,
!*
FLST,2,1,5,ORDE,1
FITEM,2,3
AESIZE,P51X,0.0001,
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,0
!*
CM,_Y,AREA
ASEL, , , , 3
CM,_Y1,AREA
CHKMSH,'AREA'
CMSEL,S,_Y
!*
AMESH,_Y1
!*
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
CMDELE,_Y2
!*
aplot
!*
TYPE, 2
MAT, 2
REAL,
ESYS, 0
SECNUM,
!*
FLST,2,2,5,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,-2
AESIZE,P51X,0.001,
FLST,5,2,5,ORDE,2
FITEM,5,1
FITEM,5,-2
CM,_Y,AREA
ASEL, , , ,P51X
CM,_Y1,AREA
CHKMSH,'AREA'
CMSEL,S,_Y
!*
AMESH,_Y1
!*
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
CMDELE,_Y2
!*
!*
CM,_NODECM,NODE
CM,_ELEMCM,ELEM
CM,_KPCM,KP
CM,_LINECM,LINE
CM,_AREACM,AREA
CM,_VOLUCM,VOLU
/GSAV,cwz,gsav,,temp
MP,MU,1,f
MAT,1
MP,EMIS,1,7.88860905221e-031
R,3
REAL,3
ET,3,169
ET,4,172
R,3,,,1.0,0.1,0,
RMORE,,,1.0E20,0.0,1.0,
RMORE,0.0,0,1.0,,1.0,0.5
RMORE,0,1.0,1.0,0.0,,1.0
KEYOPT,4,3,0
KEYOPT,4,4,0
KEYOPT,4,5,1
KEYOPT,4,7,0
KEYOPT,4,8,0
KEYOPT,4,9,0
KEYOPT,4,10,2
KEYOPT,4,11,0
KEYOPT,4,12,0
KEYOPT,4,2,0
! Generate the target surface
LSEL,S,,,5
LSEL,A,,,6
LSEL,A,,,7
CM,_TARGET,LINE
TYPE,3
NSLL,S,1
ESLN,S,0
ESURF
CMSEL,S,_ELEMCM
! Generate the contact surface
LSEL,S,,,13
LSEL,A,,,14
LSEL,A,,,15
CM,_CONTACT,LINE
TYPE,4
NSLL,S,1
ESLN,S,0
ESURF
ALLSEL
ESEL,ALL
ESEL,S,TYPE,,3
ESEL,A,TYPE,,4
ESEL,R,REAL,,3
/PSYMB,ESYS,1
/PNUM,TYPE,1
/NUM,1
EPLOT
ESEL,ALL
ESEL,S,TYPE,,3
ESEL,A,TYPE,,4
ESEL,R,REAL,,3
CMSEL,A,_NODECM
CMDEL,_NODECM
CMSEL,A,_ELEMCM
CMDEL,_ELEMCM
CMSEL,S,_KPCM
CMDEL,_KPCM
CMSEL,S,_LINECM
CMDEL,_LINECM
CMSEL,S,_AREACM
CMDEL,_AREACM
CMSEL,S,_VOLUCM
CMDEL,_VOLUCM
/GRES,cwz,gsav
CMDEL,_TARGET
CMDEL,_CONTACT
!*
!*
CM,_NODECM,NODE
CM,_ELEMCM,ELEM
CM,_KPCM,KP
CM,_LINECM,LINE
CM,_AREACM,AREA
CM,_VOLUCM,VOLU
/GSAV,cwz,gsav,,temp
MP,MU,1,0.2
MAT,1
R,4
REAL,4
ET,5,169
ET,6,172
KEYOPT,6,9,0
KEYOPT,6,10,2
R,4,
RMORE,
RMORE,,0
RMORE,0
! Generate the target surface
LSEL,S,,,3
CM,_TARGET,LINE
TYPE,5
NSLL,S,1
ESLN,S,0
ESURF
CMSEL,S,_ELEMCM
! Generate the contact surface
LSEL,S,,,15
LSEL,A,,,16
CM,_CONTACT,LINE
TYPE,6
NSLL,S,1
ESLN,S,0
ESURF
ALLSEL
ESEL,ALL
ESEL,S,TYPE,,5
ESEL,A,TYPE,,6
ESEL,R,REAL,,4
/PSYMB,ESYS,1
/PNUM,TYPE,1
/NUM,1
EPLOT
ESEL,ALL
ESEL,S,TYPE,,5
ESEL,A,TYPE,,6
ESEL,R,REAL,,4
CMSEL,A,_NODECM
CMDEL,_NODECM
CMSEL,A,_ELEMCM
CMDEL,_ELEMCM
CMSEL,S,_KPCM
CMDEL,_KPCM
CMSEL,S,_LINECM
CMDEL,_LINECM
CMSEL,S,_AREACM
CMDEL,_AREACM
CMSEL,S,_VOLUCM
CMDEL,_VOLUCM
/GRES,cwz,gsav
CMDEL,_TARGET
CMDEL,_CONTACT
/MREP,EPLOT
eplot
FINISH
/SOL
ANTYPE,0
NLGEOM,1
NSUBST,120,100000,100
OUTRES,ERASE
OUTRES,ALL,1
NCNV,2,0,0,0,0
PRED,ON
RESCONTRL,DEFINE,ALL,1,1
TIME,1
FLST,2,1,4,ORDE,1
FITEM,2,1
!*
/GO
DL,P51X, ,UX,
FLST,2,1,4,ORDE,1
FITEM,2,11
!*
/GO
DL,P51X, ,ALL,
FLST,2,1,4,ORDE,1
FITEM,2,1
!*
/GO
DL,P51X, ,UY,LL
FINISH
/POST1
FINISH
/SOL
!*
TIME,1
AUTOTS,1
NSUBST,50,100000,30,1
KBC,0
!*
TSRES,ERASE
!*
PRED,ON
LSWRITE,1,
!*
FLST,5,22,2,ORDE,4
FITEM,5,892
FITEM,5,-902
FITEM,5,937
FITEM,5,-947
CM,_Y,ELEM
ESEL, , , ,P51X
CM,_Y1,ELEM
CMSEL,S,_Y
CMDELE,_Y
!*
/GO
!*
SFE,_Y1,1,PRES, ,6900000, , ,
!*
esel,all
eplot
!*
TIME,2
AUTOTS,1
NSUBST,150,100000,100,1
KBC,0
!*
TSRES,ERASE
!*
PRED,ON
LSWRITE,2,

复制代码

htbbzzg · 发表于 2014-12-9 09:54:16

只提供收敛的代码，不知道你的问题在哪里。只有提供不收敛的代码，才有可能分析问题在哪里。
不过，从你提供的图片来看，是否发生了穿透？

狂拳之血 · 发表于 2014-12-9 10:37:04

htbbzzg 发表于 2014-12-9 09:54
只提供收敛的代码，不知道你的问题在哪里。只有提供不收敛的代码，才有可能分析问题在哪里。
不过，从你提 ...

谢谢你，每次都是你来帮我解答，这个代码是不收敛的啊！难道在你那收敛了？

狂拳之血 · 发表于 2014-12-9 10:41:56

这是我的一点心得，大家给点建议。
主要存在的难点有两个：一是超弹性体不可压缩性的材料非线性，二是接触非对称刚度矩阵求解，两者都易引起求解发散，而两者并存，难度可想而知。
一般在计算过程中，密封圈先给予预位移载荷，然后在一边施加压力(施加在接触单元上，不然不容易选择施加点)。分两步进行。
当然先设置材料、几何参数
file:///C:/Users/Armstrong/AppData/Local/YNote/Data/armstrong_xue@163.com/59ea040cafde452bbf3b540f741c023d/clipboard.png

划分网格之后就设置接触。

file:///C:/Users/Armstrong/AppData/Local/YNote/Data/armstrong_xue@163.com/df558cb65be943d29d07c5a9cd7ae1b9/clipboard.png

然后就是求解设置了：

非线性设置：

计算结果：

这玩意真是要把我搞崩溃，也不知道现在这个结果是否可靠，希望大神们指点一二！

狂拳之血 · 发表于 2014-12-9 10:50:19

htbbzzg 发表于 2014-12-9 09:54
只提供收敛的代码，不知道你的问题在哪里。只有提供不收敛的代码，才有可能分析问题在哪里。
不过，从你提 ...

我又看了一下，确实发生了穿透，有warning的提醒，而且虽然收敛了，还是有接触突变状态的警告。请问这是为什么呢？

狂拳之血 · 发表于 2014-12-9 18:25:09

对了，忘了一个很重要的技巧：
施加压力可以分两步，第一步先让其稍微走一点，然后再把所有载荷都加上，这样容易收敛！

htbbzzg · 发表于 2014-12-10 07:37:36

本帖最后由 htbbzzg 于 2014-12-10 07:44 编辑

因为看了你的说明中 "附上我初始的代码，我后来调试过的代码由于依然没收敛，就不放上了。"，以为你没有提供不收敛的命令流，看来是误会了，请见谅。
从你这次提供的图片来看，有几个地方可以改进：
1  你对 PLANE183 单元设置的是平面应变，不过这种密封圈一般应该是轴对称的吧？       你在后面定义接触对时设置 "超单元用法" 为轴对称是没有用的，不会改变 PLANE183 单元的属性。
2  法向接触刚度因子，你设置为 0.8，可以再小一点，改为 0.1；计算收敛后修改 FKN 为 1，再求解一次。这样做可能比你现在的结果好一些。
3  第二个载荷步的子步数，你设置为 1，最小和最大子步数没有设置，这样很难收敛；虽然你打开了自动载荷步，但是作用不大，仍然不易收敛。建议分别改为：
      100， 1e6,10

狂拳之血 · 发表于 2014-12-10 15:18:41

htbbzzg 发表于 2014-12-10 07:37
因为看了你的说明中 "附上我初始的代码，我后来调试过的代码由于依然没收敛，就不放上了。"，以为你没 ...

谢谢你的回复！我已经改正了。没想到换一种几何情况还是不收敛！我继续调试看看，谢谢提点

狂拳之血 · 发表于 2014-12-10 15:20:43

htbbzzg 发表于 2014-12-10 07:37
因为看了你的说明中 "附上我初始的代码，我后来调试过的代码由于依然没收敛，就不放上了。"，以为你没 ...

主要是我很奇怪为什么会有接触状态突变的情况呢？

htbbzzg · 发表于 2014-12-11 07:26:06

本帖最后由 htbbzzg 于 2014-12-11 07:28 编辑

接触属性中有很多参数可以调节，还是要看你的具体情况。
至于接触突变，一般是指前面计算时发生了接触的部位，后续计算时又不接触了。这种情况多数是可以继续计算下去的，不影响最终结果。

狂拳之血 · 发表于 2014-12-11 16:58:47

htbbzzg 发表于 2014-12-11 07:26
接触属性中有很多参数可以调节，还是要看你的具体情况。
至于接触突变，一般是指前面计算时发生了接触的部 ...

嗯，明白了，谢谢！我还在尝试中，有问题还会提问

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