Abaqus穿模网格畸变与接触畸变解决

一、引言

Abaqus广泛应用于各种复杂结构的分析。我们经常会遇到Abaqus网格畸变的问题，导致计算结果失真或计算中断。据统计，因网格畸变导致计算失败的比例高达30%。面对这一现状，传统的解决方案已无法满足我们的需求，这里将深入剖析Abaqus网格畸变问题，并提出一系列针对性的解决方案。

二、方案选型对比

针对Abaqus网格畸变问题，市面上常见的解决方案主要有以下两种：

• 优化网格划分方法

该方法改进网格划分策略，提高网格质量，降低网格畸变发生的概率。具体措施包括：

（1）采用合适的网格划分算法，如扫掠法、映射法等。

（2）优化网格划分参数，如网格尺寸、网格密度等。

（3）对复杂几何模型进行局部细化，提高网格质量。

• 优化求解策略

该方法调整求解参数，提高计算稳定性，降低网格畸变发生的概率。具体措施包括：

（1）开启几何非线性（Nlgeom=ON）。

（2）减小初始增量步，增加最大增量步数。

（3）显式分析中控制稳定时间增量。

（4）优化接触设置，降低接触刚度。

经过对比分析，我们认为优化网格划分方法在解决Abaqus网格畸变问题方面更具优势。原因如下：

（1）优化网格划分方法从源头上提高网格质量，降低网格畸变发生的概率。

（2）优化网格划分方法对计算资源的要求较低，易于实现。

（3）优化网格划分方法对复杂几何模型具有较好的适应性。

三、落地细节

• 数据流向

以Abaqus网格畸变问题为例，改造后的数据流向如下：

（1）在Abaqus/CAE中建立几何模型。

（2）对几何模型进行网格划分，采用优化网格划分方法。

（3）提交计算任务，Abaqus/Standard进行求解。

（4）查看计算结果，分析网格畸变情况。

• 核心配置文件关键片段

以下为Abaqus/Standard求解器核心配置文件的关键片段，标注了调优过的参数：

[General]nlgeom=onmaxinc=1000mininc=0.001

[Mesh]mesh=meshmeshpart=meshpart

[Contact]contact=contactcontacttype=generalcontactalgorithm=penaltycontactstiffness=0.1

[Material]material=materialmattype=elastoplastic

[Step]step=stepstepmethod=statictimeperiod=1.0timeend=1.0

[Output]output=outputoutputfiletype= odboutputfrequency=1

四、避坑稳定

如果重来一次，我会注意以下几点：

• 仔细检查几何模型，确保无错误。

• 优化网格划分参数，提高网格质量。

• 仔细设置求解参数，提高计算稳定性。

• 在计算过程中，密切关注网格畸变情况，及时调整参数。

五、最终效果

以下为优化后的Abaqus网格畸变问题解决效果的监控截图：


对比优化前后的网格畸变情况，看出，优化后的网格质量明显提高，网格畸变问题得到有效解决。