28 Ago Cómo solucionar problemas de convergencia con Abaqus (parte 1)
En el post de hoy vamos a ver los problemas de convergencia que podemos encontrar en Abaqus, las causas y cómo mejorar nuestros análisis.
Este será la primera parte de una serie de tres posts donde vamos a repasar los errores más comunes que podemos encontrar durante la preparación del set-up del análisis.
Pónte en contacto con contacto@4realsim.com para obtener más información sobre los servicios de Abaqus y/o FEA.
Síntomas de los problemas de convergencia
Es muy probable que alguna vez te hayas encontrado en la situación en la que el análisis no converge y no tienes muy claro que es lo que está pasando, y no sepas por dónde empezar a mirar.
Los síntomas de la mayoría de los problemas pueden ser encontrados en el message file (.msg). Los archivos .dat y .sta también contienen mucha información que puede ser relevante.
Algunos ejemplos comunes de mensajes que pueden indicar problemas de convergencia serían:
- ***WARNING: THE SOLUTION APPEARS TO BE DIVERGING
- ***WARNING: THE STRAIN INCREMENT HAS EXCEEDED FIFTY TIMES THE STRAIN TO CAUSE FIRST YIELD AT 7 POINTS
- ***WARNING: THE SYSTEM MATRIX HAS 3 NEGATIVE EIGENVALUES
- ***WARNING: ELEMENT 441 IS DISTORTING SO MUCH THAT IT TURNS INSIDE OUT
- ***NOTE: SUBDIVISION AFTER 12 ITERATIONS FOR SEVERE DISCONTINUITIES
- ***WARNING: OVERCLOSURE OF CONTACT SURFACES SLAVE_SURF AND MASTER_SURF IS TOO SEVERE – CUTBACK WILL RESULT
- ***WARNING: SOLVER PROBLEM. ZERO PIVOT WHEN PROCESSING NODE 1 D.O.F. 1
Causas of los problemas de convergencia
Muchas pueden ser las causas por las que un análisis no funciona, pero los problemas de convergencia más comunes en análisis no lineales son causados por un inadecuado modelado de nuestro set-up.
Esto es algo que podremos comprobar rápidamente. Aquí pongo algunos ejemplos.
- Definir restricciones conflictivas entre BCs, condiciones de contacto y/o MPCs
- No restringir adecuadamente el modelo
- Tener datos de materiales incompletos/inadecuados
- Usar un elemento inapropiado para el análisis
Otra causa común es que el sistema es inestable. Estos casos exigen que se utilice el tipo de elemento correcto o el uso de técnicas especiales para llevar a cabo el análisis.
¿Cómo ayudar a ABAQUS a encontrar una solución convergente?
Hay diferentes maneras y procedimientos que deberíamos realizar para asegurarnos de que el modelo se está construyendo correctamente y evitar futuros problemas de convergencia.
Vamos a ver algunos puntos que se deberían tener en cuenta en cada análisis.
La mejor manera de ayudar a ABAQUS es construir el modelo lentamente.
- No pongas cada detalle en su primer modelo, empieza por lo básico, prueba que converge y ve añadiendo instances, constraints, interactions, load, etc.
- Se puede añadir contactos, pero sin plasticidad, fricción, o geometría no lineal para obtener información sobre cómo se comporta el modelo antes de hacerlo más complejo
- Añade las piezas o instances de una en una para limitar el número de fuentes de problemas de convergencia, y tener el análisis bajo control.
Proporciona valores razonables para el incremento inicial, el tamaño mínimo del incremento y el tamaño máximo del incremento. Como norma general, usa el 10% del step time para el incremento inicial.
Las causas de los problemas de convergencia se informan en los archivos .msg, .dat, .odb y .sta, por lo que revísalos con frecuencia para entender qué está pasando en tu modelo
- No limites los datos escritos en el archivo de mensajes. (.msg)
- Para problemas sobre contacto usa *PRINT, CONTACT=YES para obtener una descripción detallada sobre el contacto en el archivo .msg
- Para cuestiones de material utiliza *PRINT, PLASTICITY=YES para obtener el output del elemento y números de los puntos de integración para los que los algoritmos de plasticidad no han podido converger en las rutinas de material.
- Solicita que durante el análisis se escriba otra información adicional en estos archivos que creas necesaria para ayudar a encontrar el origen del problema de convergencia que pudiera ocurrir.
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