problemas convergencia abaqus

28 Ago Cómo evitar problemas de convergencia con Abaqus (parte 2)

Posted at 13:37h in Sin categorizar by

En el post de hoy vamos a ver como evitar problemas de convergencia que podemos encontrar en Abaqus, y  mejorar así nuestros análisis mediante elementos finitos..

Este será la segunda parte de una serie de tres posts sobre problemas de convergencia y en éste vamos a ver 15 procedimientos para ayudar a Abaqus a que el análisis converja correctamente.

Antes de empezar con este post te recomiendo que te leas problemas de convergencia (parte 1)
 
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15 procedimientos generales para evitar problemas de convergencia

Vamos ver diferentes aspectos a tener en cuenta y que van a ayudar a evitar problemas de convergencia con Abaqus.

  • 1. Utiliza el desplazamiento en lugar de la carga: Si aplicas una carga cuando todavía no hay contacto, el análisis no va a converger. Por ello, se recomienda aplicar un desplazamiento, y controlar la fuerza de reacción a través de los outputs. Puedes solicitar las fuerzas de reacción (RF) y desplazamientos (U) en el field output, y posteriormente crear una gráfica desplazamiento vs fuerza, para saber la fuerza en cada momento.
  • 2. Controla el tamaño de los incrementos para evitar que el ABAQUS se acerque a un cambio repentino de rigidez de forma demasiado agresiva: Configura el tamaño de incremento inicial, el tamaño de paso mínimo y el tamaño de paso máximo en un análisis estático (*STATIC).
    • El tamaño inicial del incremento debería normalmente estar en el rango de 0.01 a 0.1 para iniciar el análisis lentamente (DEFAULT=1.0).
    • El tamaño mínimo del paso puede ser disminuido para permitir que ABAQUS reduzca aún más (DEFAULT=1e-5).
    • El tamaño máximo del paso se puede reducir para evitar que el ABAQUS sobrepase un cambio repentino de rigidez y puede resultar en un funcionamiento más eficiente.

    Recuerda el orden en el que se encuentran definidos los paramentros en el .inp file:

Incremento inicial, step time, min, max

*STATIC

0.01, 1.0 ,1E-05, 0.1

  • 3. Crea un paso inicial con el propósito de iniciar el contacto: Si tienes dos instances que van a entrar en contacto, y algún tipo de fuerza o presión va a ser aplicada, primero crea un paso inicial en las que las instances entren en contacto, y en los siguiente paso, se aplicarán las cargas.
  • 4. Usa dashpot o elementos spring en nodos específicos: Si se quiere evitar que se queden nodos no restringidos.
  • 5. Si el hourglassing es un problema usa full integrated elements o hourglass control: Este es un error que se ve en los elementos continuos (no en los shell)
  • 6. Para ayudar a los análisis con problemas con rotaciones grandes utiliza la extrapolación parabólica:

*STEP, EXTRAPOLATION=PARABOLIC

  • 7. Desactivar la extrapolación de la corrección de desplazamiento para que ABAQUS no intente un cambio brusco de rigidez demasiado agresivo.

*STEP, EXTRAPOLATION=NO

  • 8. Para problemas con finite sliding entre superficies deformables curvas, usa el usymmtric matrix storage y solution scheme: En Abaqus/CAE se puede cambiar en el modulo step, en la pestaña Other

*STEP, UNSYMM=YES

  • 9. Para problemas locales de inestabilidad usa automated stabilization (en el modulo step) y controla la energía de amortiguacion (damping energy): Esto no se puede utilizar en RIKS, pero puede estar combinada con el control de desplazamiento

*STATIC, STABILIZE

*ENERGY OUTPUT or *ENERGY PRINT or *ENERGY FILE

ELSD
ESDDEN
ALLSD

  • 10. Para problemas globales de inestabilidad (pandeo/collapse) se puede usar RIKS.

Si vas a usar RIKS, no lo uses hasta que lo necesites, y entonces añades un Step  donde uses RIKS. Utilizando el control de desplazamiento es más efectivo que RIKS. Para el ¨backstracking” en el análisis RIKS, especifica un “maximum arc length” por debajo de 1.5

Antes de usar el tipo de análisis RIKS, consulta el Manual de Abaqus.

*STATIC, RIKS

  • 11. En los análisis con plasticidad en el material, incremente poco a poco la pendiente de la region perfectamente plástica en la definición del material
  • 12. Usa hybrid elements para elementos incomprensibles (coeficiente de Poisson cerca de 0.5)
  • 13. Parece obvio pero es bueno recordarlo, utiliza la última versión de Abaqus. Están solventados todos los errores encontrados en versiones anteriores.
  • 14. Reduce los criterios de convergencia (evite esto si es posible). Es posible que necesites hacer esto para un paso cuando se requiere contacto, pero despues de pasar ese punto critico, se deben volver a utilizar los parámetros predeterminados en los pasos siguientes.

*CONTROLS, PARAMETERES=FIELD

Hasta aquí los procedimientos para ayudar a Abaqus a superar esos problemas de convergencia.

Pero me dirás, ¿y cual es procedimiento número 15? Bueno, quizá es el mas importante, el que hago cada día, y el que debes realizar en cualquier análisis para evitar problemas de convergencia.

  • 15. Si tienes un problema de convergencia UTILIZA EL MANUAL DE ABAQUS 🙂

¿Necesitas mas información?

¿Te ha resultado interesante el post sobre como evitar problemas de convergencia con Abaqus? ¿Te gustaría que escribieramos sobre algún tema en particular?

 
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