关于ansys中收敛的介绍
关于ansys 中收敛的介绍
1、何为收敛？
在这里我引用一个会员的提问来解释这个问题：
Q:结构非线性静力分析经常出现收敛这个词，如：收敛容限，收敛准则，收敛的解，位移收敛检验等，请解释，thanks!
A: 个人是这样理解的：
谈到收敛总会和稳定性联系在一起，简单的说，就是在进行求解过程中的一些中间值的误差对于结果的影响的大小，当中间量的误差对于你的数值积分的结果没有产生影响，就说明你的积分方法是稳定的，最终你的数值积分的结果就会收敛于精确解；当中间量的误差导致数值积分结果与精确解有很大的差别时，就说明你的方法稳定性不好，你的数值积分结果不会收敛于精确解。
我想当你对于稳定性和收敛的概念真正理解后，那些名词对于你来说，并不是问题，力学的问题最终都会和数学联系在一起，建议你看看数值积分方面的教程，学好了数学，力学对于你来说就是a piece of cake。
Q:那么说收不收敛，最终都是因为采用的计算方法和计算参数选取的问题了？A:就本人所学的专业来说，很大程度上取决于所采用的算法，我学的是结构工程，举个例子吧: 当在进行结构动力时程分析时，采用的几种方法有线性加速度法，威尔逊－theta 法，对于线性加速度法，当时间步长大于周期的0.5 倍时，计算结果很可能出现不收敛，而当时间步长小于0.1 倍的周期时，才有可能获得稳定的计算结果；而威尔逊－theta 法，实质上就是线性加速度法的修正形式，很多实例表明当theta 值大于1.37 时，这种算法是无条件稳定的。当然影响计算结果是否收敛的原因有很多，比如初始条件，我所指的仅仅是我所学专业的
一个问题的很小的一个方面。
A: 说白了，就是数学。牵涉到实际的计算问题时，才发现数学实在是太有用了，不过可惜数学实在学得不好。
A: 收敛的问题，就好像你往水里扔一块石头激起的波浪，慢慢会平息下来，这就收敛了。计算的时候就是这样，数据在每次迭代的时候在精确解的周围震荡，最后无限趋向于精确解。我想学过级数的人就应该知道，里面就有个无穷级数的和收敛的问题。
数学真的非常重要，特别是研究做的比较深入以后，有些东西别人没
做过，要靠自己推导，有些迭代方法也需要自己证明是否收敛，或者
方法的可靠性等等，都需要比较扎实的数学基础。有时候想解决一个
问题，却苦于没有数学工具，这让我觉得学校教育应该在现代数学的一些方面多做些介绍，至少应该让人大概知道一个问题应该朝哪个方面去想，就算不懂，学起来也有个方向。
A: 首先说明，我对收敛问题没有做过专门研究，只是在学习中多次遇到，说说我对收敛的理解，当然，也提出点疑问。
1）收敛问题，是不是可以定义为当前解法中解是不是趋近于真实解的问题。
2）我觉得现在有一种，或者说一类方法，就是求问题数值解的问题。
这类问题并不要求或难以求出解析解。对这类问题的一个解决思路是：假设初始解，通过目标函数对初始解进行反馈，调整，从而去接近于
真实解或最优解。这类解法有一个重要的问题，就是下一步的解要比当前解更趋近于真实解的问题。我认为这就是收敛问题的由来。
A: 你提到了几个数值积分方法，都有一定的局限性。
哈尔滨工业大学的王焕定教授提出过一种“高阶单步法”，据说，这
个方法是无条件稳定，且可在大步长的情况下获得良好的计算精度。可能的话，向您推荐这个方法。
二、引起不收敛的因素
1、模型——主要是结构刚度的大小。对于某些结构，从概念的角度看，可以认为它是几何不变的稳定体系。但如果结构相近的几个主要构件刚度相差悬殊，在数值计算中就可能导致数值计算的较大误差，严重的可能会导致结构的几何可变性——忽略小刚度构件的刚度贡献。
如出现上述的结构，要分析它，就得降低刚度很大的构件单元的刚度，可以加细网格划分，或着改用高阶单元(BEAM->SHELL,SHELL->SOLI。D) 构件的连接形式(刚接或铰接)等也可能影响到结构的刚度。
2、线性算法(求解器) 。
ANSYS中的非线性算法主要有：稀疏矩阵法(SPARSED IRECTS OLVER、) 预共轭梯度法(PCG SOLVER和) 波前法(FRONTD IRECTS LOVER。) 稀疏矩阵法是性能很强大的算法，一般默认即为稀疏矩阵法(除了子结构计算默认波前法外)。预共轭梯度法对于3-D 实体结构而言是最优的算
法，但当结构刚度呈现病态时，迭代不易收敛。为此推荐以下算法：
1）、BEAM单元结构，SHELL单元结构，或以此为主的
含3-D SOLID 的结构，用稀疏矩阵法；
2）、3-D SOLID的结构，用预共轭梯度法；
3）、当你的结构可能出现病态时，用稀疏矩阵法；
4）、当你不知道用什么时，可用稀疏矩阵法。
3、非线性逼近技术。
在ANSYS里还是牛顿－拉普森法和弧长法。牛顿－拉普森法是常用的方法，收敛速度较快，但也和结构特点和步长有关。弧长法常被某些人推崇备至，它能算出力加载和位移加载下的响应峰值和下降响应曲线。但也发现：在峰值点，弧长法仍可能失效，甚至在非线性计算的线性阶段，它也可能会无法收敛。
为此，尽量不要从开始即激活弧长法，还是让程序自己激活为好（否则出现莫名其妙的问题）。子步（时间步）的步长还是应适当，自动时间步长也是很有必要的。
4、加快计算速度。在大规模结构计算中，计算速度是一个非常重要的问题。下面就如何提高计算速度作一些建议：
充分利用ANSYSM AP分网和SWEEP分网技术，尽可能获得六面体网格，这一方面减小解题规模，另一方面提高计算精度。
在生成四面体网格时，用四面体单元而不要用退化的四面体单元。比如95 号单元有20 节点，可以退化为10 节点四面体单元，而92 号单元为10 节点单元，在此情况下用92号单元将优于95 号单元。选择正确的求解器。对大规模问题，建议采用PCG法。此法比波前法计算速度要快10 倍以上(前提是您的计算机内存较大) 。对于工程问题，可将ANSYS缺省的求解精度从1E-8 改为1E-4 或1E-5 即可。
5、荷载步的设置直接影响到收敛。
应该注意以下几点：
1、设置足够大的荷载步(将MAXMIUM SUBSTEP=1000)0，00可以更容易收
敛，避免发散的出现(nsub,nsbstp,nsbmx,nsbmn) ；
2 、设置足够大的平衡迭代步数，默认为25，可以放大到很大(100)(eqit,eqit) ；
3、将收敛准则调整，以位移控制时调整为0.05 ，以力控制为0.01 CNVTOL,lab,value,toler,norm,minref) 。
4、对于线性单元和无中间节点的单元( SOLID65 和SOLID45)，关闭EXTRA DISPLACEMENTS OPTI(ON在SOPTIONS中)。
5、对于CONCRET材E料，可以关闭压碎功能，将CONCRET中E的单轴抗压强度设置为-1(tadata,mat,shrcf-op,shrcf-cl,UntensSt,UnCompSt(-1)) 。
三、如果不收敛，可以考虑以下方法改进
1、放松非线性收敛准则
(CNVTOL Sets convergence values for nonlinear analysis) 。
2、增加荷载步数(NSUBST Specifies the number of substeps to be taken this load
step)
3、增加每次计算的迭代次数(默认的25 次)
(NEQIT Maximum number of equilibrium iterations allowed each substep）
4、重新划分单元试试，后续会得到不同的答案
四、收敛验证许多问题可以造成非线性求解不收敛，在缺省情况下，ANSYS如果发现问题不收敛，求解就会终止，并且最后的不收敛结果会导入结果文件供分析。用户必须在后处理之前知道求解是不收敛的，ANSYS用以下方法指定求解是不收敛的：
1、错误文件：会清楚的指出不收敛的解，并且会对不收敛的可能加以说明；
2、通用后处理器post1 中的查询命令result summary ，不收敛的求解结果会被指定为子步数目为999999。
五、收敛增强工具（只针对热分析）
ANSYS中收敛增强工具用于加速收敛，提高收敛，如果求解控制被关闭，这些工具必须谨慎选取，选取不正确会妨碍收敛。
Nonliner ——Line seach 当热传到率有很大改变时会通过减少比例因子来增加N-R 存储的热流向量，当有非常的非线性情况出现，如相变或热冲击分析，使用这个工具很有效，缺省时关闭。
Nonliner ——predictor （收敛提高预测器）根据前面的结果预测温度的结果，他在模型的非线性相应随时间变化过程中改变平滑的情况下
非常有效，ANSYS缺省条件下自动预测每个子步后的结果，预测器可
以使用手工打开和关闭。
Nonliner ——monitor 定义3 个变量来跟踪模型特定节点的温度相应和范例热流率。
六、ANSYS的非线性收敛准则
CNVTOL, Lab, VALUE, TOLER, NORM, MINREF ANSYS中非线性收敛准则主要有力的收敛，位移的收敛，弯矩的收敛和转角的收敛。一般用力的控制加载时，可以使用残余力的2- 范数控制收敛；而位移控制加载时，最好用位移的范数控制收敛。
WhenS OLCONTROL,OTNO, LERD efaults to 0.005 (0.5%) for force and moment,
and 0.05 (5%) for displacement when rotational DOFsa re not present. WhenS OLCONTROL,OFdFe, faults to 0.001 (0.1%) for force and moment.
收敛精度一般可放宽至5%，以提高收敛速度。加快收敛的方法有一下几种：
1、可以增大荷载子步数,nsubst,nsbstp,nsbmn,carry
2、修改收敛准则,cnvtol,lab,value,toler,norm,minref
3、打开优化的非线性默认求解设置和某些强化的内部求解算法，
solcontrol,key1,key2,key3,vtol (一般情况下，默认是打开的)
4、重新划分网格, 网格的单元不宜太大或太小, 一般在5～10 厘米左右
5、检查模型的正确性七、计算收敛过程图中的各个曲线的具体含义是什么？非线性计算是一个迭代计算的过程，曲线表示两次迭代之间的误差，图中分别表示力和位移在迭代过程中的每次迭代之间的误差。
关于ansys 中收敛准则（cnvtol）理解ansys中依据缺省的收敛准则，程序将
对不平衡力SRSS与VALUE*TOLER 的值进行比较；而VALUE的缺省值是在
SRSS和MINREF中取较大值。现假如TOLER的缺省值是0.1 的话，这个准则是
不是可以理解成后一次的SRSS是前一次的SRSS的0.1 倍就收敛啦? 我是这样
理解的例如下面的命令流: cnvtol,f,5000,0.0005,0
cnvtol,u,10,0.001,2
如果不平衡力（独立的检查每一个自由度）小于等于5000*0.0005（也就是
2.5 ），并且如果位移的变化小于等于10*0.001 时，认为子步是收敛的。
ANSYS中收敛准则，程序默认力与位移共同控制，并且收敛的控制系数好像是
0.001 。这样的收敛精度一般很难使塑性分析收敛，对于一般的塑性分析收敛问
ansys前后处理的一些技巧
收集的一些ansys前后处理技巧 1.ANSYS后处理时如何按灰度输出云图？ 1）你可以到utilitymenu-plotctrls-style-colors-window colors试试 2）直接utilitymenu-plotctrls－redirect plots 2 将云图输出为JPG 菜单->PlotCtrls->Redirect Plots->To JPEG Files 3.怎么在计算结果实体云图中切面? 命令流 /cplane /type 图形界面操作 <1.设置工作面为切面 <2.PlotCtrls-->Style-->Hidden line Options 将[/TYPE]选项选为section 将[/CPLANE]选项选为working plane 4.非线性计算过程中收敛曲线实时显示 solution>load step opts>output ctrls>grph solu track>on 5.运用命令流进行计算时,一个良好的习惯是: 使用SELECT COMMEND后.........其后再加上ALLSEL......... 6.应力图中左侧的文字中，SMX与SMN分别代表最大值和最小值 如你plnsolv,s,eqv 则 SMX与SMN分别代表最大值等效应力和最小值等效应力 如你要看的是plnsolv,u 则SMX与SMN分别代表位移最大值和位移最小值 不要被S迷惑 mx(max) mn(min) 7.在非线性分析中，如何根据ansys的跟踪显示来判断收敛？ 在ansys output windows 有 force convergenge valu 值和 criterion 值当前者小于后者时，就完成一次收敛 你自己可以查看 两条线的意思分别是: F L2：不平衡力的2范数 F CRIT：不平衡力的收敛容差， 如果前者大于后者说明没有收敛，要继续计算 当然如果你以弯矩M为收敛准则那么就对应 M L2 和 M CRIT 希望你现在能明白 8.两个单元建成公共节点，就成了刚性连接，不是接触问题了。做为接触问题，两个互相接触的单元的节点必须是不同的。 9.接触单元 主要分为有厚度和无厚度的，有厚度主要以desai 为代表，无厚度的则以goodman 为代表。尽管古得曼也提出了相应的本构关系，但是如今goodman 单元成了无厚度接触单元的代名词，相应的本构关系现在也作了较大的改进。
ansys收敛问题
1.一般首先是改变初值，尝试不同的初始化，事实上好像初始化很关键，对于收敛～ 2.Ansys的收敛最基础的是网格的质量，这个靠经验 3.首先查找网格问题，如果问题复杂比如与模型、边界、初始条件都有关系。 4.边界条件、网格质量 5.有时初始条件和边界条件严重影响收敛性，曾经作过一个计算反反复复，通过修改网格，重新定义初始条件，包括具体的选择的模型，还有老师经常用的方法就是看看哪个因素不收敛，然后寻找和它有关的条件，改变相应参数。就收敛了 6.A.检查是否哪里设定有误.B.从算至发散前几步,看presure分布,看不出来的话,再算几步, 看看问题大概出在那个区域,连地方都知道的话,应该不难想出问题所在. C.网格,配合第二点作修正, 或是认命点,就重建个更漂亮的,或是更粗略的来除错... D.再找不出来的话,我会换个solver... 7.我解决的办法是设几个监测点，比如参数变化较大的地方，若这些地方的参数变化很小，就可以认为是收敛了，尽管此时残值曲线还没有降下来。 8.记得好像调节松弛因子也能影响收敛，不过代价是收敛速度。 9.网格有一定的影响，最主要的还是初始和边界条件 载荷步、载荷子步均是对所施加荷载的一种描述方式。在施加荷载的时候需要对载荷步、载荷子步进行定义。 载荷步仅仅是为了获得解答的载荷配置，它的作用是在给定时间间隔内的一组荷载。在线性静态或稳态分析中，可以使用不同的载荷步、施加不同的载荷组合。在瞬态分析中，多个载荷步载荷历程曲线的不同区段来描述荷载随时间的变化情况。 在有一些分析中需要用到载荷子步。载荷子步是正在求解的载荷步中的时间点，是对载荷步描述的进一步细化。 在所有的静态和瞬态分析中，ANSYS通过指定分析中载荷步结束的时间来定义载荷步。这样，在瞬态分析或其他有关速率的静态分析中，时间具有实际意义；在于速率无关的分析中，时间是作为识别载荷步以及载荷子步的“计数器”来跟踪载荷步，并无实际意义。 时间步则一般在非线性问题或瞬态动力学问题求解中使用，是每一次迭代求解的步长，设置过大则容易不收敛。非线性求解被分成三个操作级别：载荷步、子步、平衡迭代。“顶层”级别由在一定“时间”范围内你明确定义的载荷步组成。假定载荷在载荷步内是线性地变化的。在每一个载荷是步内，为了逐步加载可以控制程序来执行多次求解（子步或时间步）。在每一个子步内，程序将进行一系列的平衡迭代以获得收敛的解。小的时间步通常导致较好的精度，但这是以增多的运行时间为代价的。 ANSYS提供两种方法来控制子步数：直接设定子步数或时间步长或自动时间步长。采用自动时间步长时，ANSYS程序，基于结构的特性和系统的响应，来自动调整每一子步的时间步长。如果结构的行为从线性变化到非线性，或者想要在系统响应的非线性部分期间变化时间步长，可以激活自动时间步长以便随需要调整时间步长，获得精度和计算代价之间的良好平衡。如果不能确保问题成功地收敛，则可以使用自动时间分布来激活ANSYS程序的二分法。二分法是对收敛失败自动矫正的方法。应用二分法时，只要平衡迭代不收敛，就把时间步长减半，然后从最后收敛的子步自动重新计算。如果已二分的时间步再次收敛失败，程序将再次分割时间步长然后重新计算，持续过程一直到获得收敛或者到达设置的最小时间步长
解决ansys下非线性分析不收敛
解决非线性分析不收敛的技巧 影响非线性收敛稳定性及其速度的因素很多： 1、模型——主要是结构刚度的大小。对于某些结构，从概念的角度看，可以认为它是几何不变的稳定体系。但如果结构相近的几个主要构件刚度相差悬殊，在数值计算中就可能导致数值计算的较大误差，严重的可能会导致结构的几何可变性——忽略小刚度构件的刚度贡献。 如出现上述的结构，要分析它，就得降低刚度很大的构件单元的刚度，可以加细网格划分，或着改用高阶单元（BEAM->SHELL,SHELL->SOLID)。构件的连接形式（刚接或铰接）等也可能影响到结构的刚度。 2、线性算法（求解器）。ANSYS中的非线性算法主要有：稀疏矩阵法(SPARSE DIRECT SOLVER)、预共轭梯度法(PCG SOLVER)和波前法(FRONT DIRECT SLOVER)。稀疏矩阵法是性能很强大的算法，一般默认即为稀疏矩阵法（除了子结构计算默认波前法外）。预共轭梯度法对于3-D实体结构而言是最优的算法，但当结构刚度呈现病态时，迭代不易收敛。为此推荐以下算法： 1）、BEAM单元结构，SHELL单元结构，或以此为主的含3-D SOLID的结构，用稀疏矩阵法； 2）、3-D SOLID的结构，用预共轭梯度法； 3）、当你的结构可能出现病态时，用稀疏矩阵法； 4）、当你不知道用什么时，可用稀疏矩阵法。 3、非线性逼近技术。在ANSYS里还是牛顿－拉普森法和弧长法。牛顿－拉普森法是常用的方法，收敛速度较快，但也和结构特点和步长有关。弧长法常被某些人推崇备至，它能算出力加载和位移加载下的响应峰值和下降响应曲线。但也发现：在峰值点，弧长法仍可能失效，甚至在非线性计算的线性阶段，它也可能会无法收敛。 为此，尽量不要从开始即激活弧长法，还是让程序自己激活为好（否则出现莫名其妙的问题）。子步（时间步）的步长还是应适当，自动时间步长也是很有必要的。 4、加快计算速度 在大规模结构计算中，计算速度是一个非常重要的问题。下面就如何提高计算速度作一些建议： 充分利用ANSYS MAP分网和SWEEP分网技术，尽可能获得六面体网格，这一方面减小解题规模，另一方面提高计算精度。 在生成四面体网格时，用四面体单元而不要用退化的四面体单元。比如95号单元有20节点，可以退化为10节点四面体单元，而92号单元为10节点单元，在此情况下用92号单元将优于95号单元。 选择正确的求解器。对大规模问题，建议采用PCG法。此法比波前法计算速度要快10倍以上（前提是您的计算机内存较大）。对于工程问题，可将ANSYS缺省的求解精度从1E-8改为1E-4或1E-5即可。 5、荷载步的设置直接影响到收敛。应该注意以下几点： 1、设置足够大的荷载步（将MAXMIUM SUBSTEP=1000000），可以更容易收敛，避免发散的出现(nsub,nsbstp,nsbmx,nsbmn)；
Ansys使用技巧-非线性收敛准则
ansys计算非线性时会绘出收敛图，其中横坐标是cumulative iteration number 纵坐标是absolute convergence norm。他们分别是累积迭代次数和绝对收敛范数，用来判断非线性分析是否收敛。 ansys在每荷载步的迭代中计算非线性的收敛判别准则和计算残差。其中计算残差是所有单元内力的范数，只有当残差小于准则时，非线性叠代才算收敛。ansys的位移收敛是基于力的收敛的,以力为基础的收敛提供了收敛量的绝对值，而以位移为基础的收敛仅提供表现收敛的相对量度。一般不单独使用位移收敛准则,否则会产生一定偏差,有些情况会造成假收敛.(ansys非线性分析指南--基本过程Page.6) 。因此ansys官方建议用户尽量以力为基础（或力矩）的收敛误差，如果需要也可以增加以位移为基础的收敛检查。ANSYS缺省是用L2范数控制收敛。其它还有L1范数和L0范数，可用CNVTOL命令设置。在计算中L2值不断变化，若L2 ANSYS的非线性收敛准则 ansys非线性问题 ANSYS的非线性收敛准则--转自中华钢结构论坛 CNVTOL, Lab, VALUE, TOLER, NORM, MINREF ANSYS中,非线性收敛准则主要有力的收敛，位移的收敛，弯矩的收敛和转角的收敛。一般用力的控制加载时，可以使用残余力的2-范数控制收敛；而位移控制加载时，最好用位移的范数控制收敛。 When SOLCONTROL,ON, TOLER Defaults to 0.005 (0.5%) for force and moment, and 0.05 (5%) for displacement when rotational DOFs are not present. When SOLCONTROL,OFF, defaults to 0.001 (0.1%) for force and moment. 收敛精度一般可放宽至 5%，以提高收敛速度。 加快收敛的方法有一下几种： 1可以增大荷载子步数,nsubst,nsbstp,nsbmn,carry 2修改收敛准则,cnvtol,lab,value,toler,norm,minref 3 打开优化的非线性默认求解设置和某些强化的内部求解算法，solcontrol,key1,key2,key3,vtol（一般情况下，默认是打开的） 4重新划分网格,网格的单元不宜太大或太小, 一般在5～10厘米左右 5 检查模型的正确性 下面计算收敛过程图中的各个曲线的具体含义是什么？ 非线性计算是一个迭代计算的过程，曲线表示两次迭代之间的误差，图中分别表示力和位移在迭代过程中的每次迭代之间的误差 关于ansys中收敛准则(cnvtol)理解 ansys中依据缺省的收敛准则，程序将对不平衡力SRSS与VALUE*TOLER的值进行比较；而VALUE的缺省值是在SRSS和MINREF中取较大值。现假如TOLER的缺省值是0.1的话，这个准则是不是可以理解成后一次的SRSS是前一次的SRSS的01倍就收敛啦？ 请指点 我是这样理解的例如下面的命令流: cnvtol,f,5000,0.0005,0 cnvtol,u,10,0.001,2 一．何为收敛？在这里我引用一个会员的提问来解释这个问题： Q:结构非线性静力分析经常出现收敛这个词，如：收敛容限，收敛准则，收敛的解，位移收敛检验等，请解释，thanks! A: 个人是这样理解的： 谈到收敛总会和稳定性联系在一起， 简单的说，就是在进行求解过程中的一些中间值的误差对于结果的影响的大小，当中间量的误差对于你的数值积分的结果没有产生影响，就说明你的积分方法是稳定的，最终你的 数值积分的结果就会收敛于精确解；当中间量的误差导致数值积分结果与精确解有很大的差别时，就说明你的方法稳定性不好，你的数值积分结果不会收敛于精确解。 我想当你对于稳定性和收敛的概念真正理解后，那些名词对于你来说，并不是问题，力学的问题最终都会和数学联系在一起，建议你看看数值积分方面的教程，学好了数学，力学对于你来说就是a piece of cake。 Q:那么说收不收敛，最终都是因为采用的计算方法和计算参数选取的问题了？ A: 就本人所学的专业来说，很大程度上取决于所采用的算法，我学的是结构工程，举个例子吧 :当在进行结构动力时程分析时，采用的几分方法有线性加速度法，威尔逊－theta法，对于线性加速度法，当时间步长大于周期的0.5倍时，计算结果很可能出现不收敛，而当时间步长小于0.1倍的周期时，才有可能获得稳定的计算结果；而威尔逊－theta法，实质上就是线性加速度法的修正形式，很多实例表明当theta值大于1.37时，这种算法是无条件稳定的。当然影响计算结果是否收敛的原因有很多，比如初始条件，我所指的仅仅是我所学专业的一个问题的很小的一个方面。 A: 说白了，就是数学。 牵涉到实际的计算问题时，才发现数学实在是太有用了，不过可惜数学实在学得不好。 ansys非线性收敛总结 智创仿真 2016年8月6日1750 文章来源于网络，讲解很系统，可以经典收藏，由于无法查证出处，无意冒犯，如有不 妥，请联系我 ansys非线性收敛总结 ansys计算非线性时会绘出收敛图，其中横坐标是cumulative iteration number 纵坐标是absolute convergence norm。他们分别是累积迭代次数和绝对收敛范数，用来判断非线性分析是否收敛。 ansys在每荷载步的迭代中计算非线性的收敛判别准则和计算残差。其中计算残差是所有单元内力的范数，只有当残差小于准则时，非线性叠代才算收敛。 ansys的收敛是基于力的收敛的,以力为基础的收敛提供了收敛量的绝对值，而以位移为基础的收敛仅提供表现收敛的相对量度。一般不单独使用位移收敛准则,否则会产生一定偏差,有些情况会造成假收敛.(ansys非线性分析指南--基本过程Page.6) 。因此ansys官方建议用户尽量以力为基础（或力矩）的收敛误差，如果需要也可以增加以位移为基础的收敛检查。 ANSYS缺省是用L2范数控制收敛。其它还有L1范数和L0范数，可用CNVTOL命令设置。在计算中L2值不断变化，若L2 解决非线性分析不收敛的技巧 大家都提到了收敛困难的问题为加速收敛应该注意一下几个问题: 1收敛容差ANSYS缺省的收敛准则会根据单元的不同而检查不同的收敛力素和容差例如当采用solid65和link8时,缺省的要检查F和DISP两个力素其容差也是缺省的(Help中有)对于钢筋混凝土结构一般而言其位移比较小仅使用F力素收敛即可但其容差也同时放松一般采用5%即可(缺省是5)命令:cnvtol,f,,0.05,2 2 其它选项的设置 自动时间步打开此选择可以让程序决定子步间荷载增量的大小及其是增加或是减小收敛速度较快(命令autots,1)打开后似乎定义的子步数不起控制作用了 打开线性搜索可以帮助收敛的速度(命令:lnsrch,1) 打开预测器可以帮助收敛的速度(命令red,on) 平衡迭代次数在每一子步中的迭代次数缺省是25,将其增加例如改为50(命令: neqit,50) NSUBST此值不宜过小否则计算过程中老是调整影响计算速度 当然对于比较简单的算例或是分布模型可能不需要如此多的选项但对于复杂的模型是需要的各位可以试试 影响非线性收敛稳定性及其速度的因素很多： 1、模型——主要是结构刚度的大小。对于某些结构，从概念的角度看，可以认为它是几何不变的稳定体系。但如果结构相近的几个主要构件刚度相差悬殊，在数值计算中就可能导致数值计算的较大误差，严重的可能会导致结构的几何可变性——忽略小刚度构件的刚度贡献。如出现上述的结构，要分析它，就得降低刚度很大的构件单元的刚度，可以加细网格划分，或着改用高阶单元（BEAM->SHELL, SHELL->SOLID)。构件的连接形式（刚接或铰接）等也可能影响到结构的刚度。 2、线性算法（求解器）。ANSYS中的非线性算法主要有：稀疏矩阵法(SPARSE DIRECT SOLVER)、预共轭梯度法(PCG SOLVER)和波前法(FRONT DIRECT SLOVER)。稀疏矩阵法是性能很强大的算法，一般默认即为稀疏矩阵法（除了子结构计算默认波前法外）。预共轭梯度法对于3-D实体结构而言是最优的算法，但当结构刚度呈现病态时，迭代不易收敛。为此推荐以下算法： 1）、BEAM单元结构，SHELL单元结构，或以此为主的含3 -D SOLID的结构，用稀疏矩阵法； 2）、3-D SOLID的结构，用预共轭梯度法； 3）、当你的结构可能出现病态时，用稀疏矩阵法； 4）、当你不知道用什么时，可用稀疏矩阵法。 3、非线性逼近技术。在ANSYS里还是牛顿－拉普森法和弧长法。牛顿－拉普森法是常用的方法，收敛速度较快，但也和结构特点和步 ANSYS收敛问题 如何判断收敛？ 【解答】 （1) 看载荷步,其中的子步数会出现999999时,代表你的模型在迭代计算中是不收敛的； （2) 在后处理!READ RESULTS---BY PICKED （3) 出现对话框：solution is done！就表示收敛了！ 对于低频电磁(不包括耦合场分析)的收敛判断手段： （1）基于失势A （2）基于电流段Current Segments （3）（1）and （2） （4）基于标失MAG （5）基于磁通MAG Flux （6）（4）and （5） *0)首先你通过typical value 和 typical value的tolerance 指定标准值value * tolerance *1)对于A和MAG , ANSYS拿各个节点处前后两次平衡迭代的那些差值的L2范数(或L1或无穷大范数)与你指定的标准比较,从而判断收敛 *2)对于Flux和Current segments, ANSYS拿他们的那些不平衡值(就是你施加给电流(或电流段)值与程序计算的值之间的差)的L2范数(或L1或无穷大范数)与你指定的标准比较,从而判断收敛 *3)的标失磁场分析ANSYS推荐基于Flux判断收敛, 2D静磁分析ANSYS推荐基于Current segments来判断收敛. 一般都按默认的来就行了。 详细问题： 系统提示出现严重扭曲的解决办法？ 【解答】 1)如果系统提示单元严重扭曲,说明变形很大了,将载荷降低,再试 试! 2)打开了大变形开关 3)使用超弹性单元，ANSYS里有这种单元用于模拟塑性材料的 4)单元加密； 5)增加子步数，载荷慢慢加； 6)最后一点较为关键，考虑接触对的材料性能； 非线性和接触的不收敛处理方式？ 【解答】 先将接触模型（单元）去掉，计算，看材料非线性的收敛情况；再将材料非线性先改为线性材料，做接触模型，看其收敛情况；如果是材料非线性引起的不收敛，需适当修改材料参数或采取其他一些办法，如果是接触引起的不收敛，需调整接触参数，如接触刚度等。这样能针对不同的问题，采取不同的解决方案，能快一些。 ANSYS做材料非线性尤其是塑性，很难收敛的，我现在对它的材料非线性功能都放弃了，运算时间很长。我做材料非线性是这样的：将材料改为线性，运行一个载荷步，由后处理中调出结果，与屈服强度进行比较，进行刚度降级，修改材料参数，继续运行，与ANSYS本身的运行原理差不多，但可以快一些，需要用APDL语言编制循环语句，可以人为控制。 材料由非线性改为线性，结果是不可能合理的，这样做只是查看不收敛是由什麽引起，如果计算收敛，说明接触部分参数合理，不必做过多的调整。 收敛。 关于ansys中收敛的介绍 2010-09-26 16:25:12| 分类：默认分类| 标签：|举报|字号大中小订阅 一、何为收敛？ 在这里我引用一个会员的提问来解释这个问题： Q:结构非线性静力分析经常出现收敛这个词，如：收敛容限，收敛准则，收敛的解，位移收敛检验等，请解释，thanks! A: 个人是这样理解的： 谈到收敛总会和稳定性联系在一起，简单的说，就是在进行求解过程中的一些中间值的误差对于结果的影响的大小，当中间量的误差对于你的数值积分的结果没有产生影响，就说明你的积分方法是稳定的，最终你的数值积分的结果就会收敛于精确解；当中间量的误差导致数值积分结果与精确解有很大的差别时，就说明你的方法稳定性不好，你的数值积分结果不会收敛于精确解。 我想当你对于稳定性和收敛的概念真正理解后，那些名词对于你来说，并不是问题，力学的问题最终都会和数学联系在一起，建议你看看数值积分方面的教程，学好了数学，力学对于你来说就是a piece of cake。 Q:那么说收不收敛，最终都是因为采用的计算方法和计算参数选取的问题了？ A:就本人所学的专业来说，很大程度上取决于所采用的算法，我学 的是结构工程，举个例子吧:当在进行结构动力时程分析时，采用的几种方法有线性加速度法，威尔逊－theta法，对于线性加速度法，当时间步长大于周期的0.5倍时，计算结果很可能出现不收敛，而当时间步长小于0.1倍的周期时，才有可能获得稳定的计算结果；而威尔逊－theta法，实质上就是线性加速度法的修正形式，很多实例表明当theta 值大于1.37时，这种算法是无条件稳定的。当然影响计算结果是否收敛的原因有很多，比如初始条件，我所指的仅仅是我所学专业的一个问题的很小的一个方面。 A: 说白了，就是数学。牵涉到实际的计算问题时，才发现数学实在是太有用了，不过可惜数学实在学得不好。 A: 收敛的问题，就好像你往水里扔一块石头激起的波浪，慢慢会平息下来，这就收敛了。计算的时候就是这样，数据在每次迭代的时候在精确解的周围震荡，最后无限趋向于精确解。我想学过级数的人就应该知道，里面就有个无穷级数的和收敛的问题。 数学真的非常重要，特别是研究做的比较深入以后，有些东西别人没做过，要靠自己推导，有些迭代方法也需要自己证明是否收敛，或者方法的可靠性等等，都需要比较扎实的数学基础。有时候想解决一个问题，却苦于没有数学工具，这让我觉得学校教育应该在现代数学的一些方面多做些介绍，至少应该让人大概知道一个问题应该朝哪个方面去想，就算不懂，学起来也有个方向。 A: 首先说明，我对收敛问题没有做过专门研究，只是在学习中多次 怎么知道ANSYS的结果是收敛的？ 最近做了一些非线性方面的计算，也遇到了非线性计算中难以收敛的问题，现在把分析时的一些感受写出来，希望对大家有用，如果有误，还望大家不吝指正。 ansys计算非线性时会绘出收敛图，其中横坐标是cumulative iteration number 纵坐标是absolute convergence norm。他们分别是累积迭代次数和绝对收敛范数，用来判断非线性分析是否收敛。左上角写着呢，青色的是收敛判据，紫色的是每次迭代总合力值，要紫色的值小于等于青色的值才能收敛。从第一张图可知。计算结果没有收敛。 如我贴图所示，青、红为收敛判据，紫、蓝为迭代总合力、力矩的计算值，紫、蓝小于青、红为收敛，该图显示计算收敛。 F代表力,M代表弯矩； L2代表2范数，crit代表收敛准则。 当L2小于crit时，就代表收敛了。 图的右上角有图例： 一般蓝色的表示根据收敛准则的收敛容限计算得到值而紫色的表示实际结构计算得到的误差当紫色线低于蓝色线时，表示此子步收敛，一般的情况是，一旦紫色线低于蓝色线，此子步收敛后，在此基础上在增加一个子步的荷载增量，所以，此时，一般，紫色线会突然升高很多，跃过蓝色线，收敛准则有很多，常用的有1范数、2范数、无穷范数，这在数值分析的书上有说明，两条曲线是收敛线，两条曲线是方程分析中的收敛值，当方程中的收敛值小于收敛线时，收敛才能保证！！ ansys计算非线性时会绘出收敛图，其中横坐标是cumulative iteration number 纵坐标是absolute convergence norm。他们分别是累积迭代次数和绝对收敛范数， 用来判断非线性分析是否收敛。 五、设置求解参数 对于接触问题，通常可以设置如下求解参数： (1) 设置结果输出方式：选择 Every substep，输出所有子步的结果： (2) 打开求解过程的图形追踪 (3) 激活求解控制 (4)设置时间步长 (5) 设置收敛准则 还可以设置其他求解选项，如线性搜索等，这里不再详述。 五、求解 点击 Solve > Current LS，弹出两个表框，一个是 /Status Command，可以查看所有的求解设 置： 如求解设置无误，可以点击该表框右上角的×号关闭该边框，然后在另一个表框中点击 OK，开始求解： 开始求解之后，可以显示 Output 窗口，查看求解过程中的一些信息，比如，对于本例陆续出现如下有关存在初始间隙和由于存在摩擦改用非对称求解器的信息： 事实上，我们只对下面平板施加了约束，对小球和上面平板未施加约束，需要靠它们之间及小球与下面平板之间的接触来造成约束。在没有发生接触之前，整个模型确实是缺少约束的。 第一个错误信息说明出错的表现是 Uz 值过大；在第二个错误信息 中对出现这一问题的原因进行了分析–模型中存在只有靠接触表面闭 合 (即发生接触) 才能与其它部分连到一起的部分，并提出使 用 CNCHECK 检查模型的建议。 在 Output 窗口中出现错误信息的同时，在 GUI 窗口中会出现 Error 信息框，给出与 Output 窗口中类似的出错信息。 不过，出现出错信息并不一定意味着计算过程就此结束。在两个错误信息框中都有一个 Proceed 按钮，点击该按钮，可以使程序继续执行该分析过程。 这里选择对两个错误信息框都点击 Proceed 使分析继续执行： 以下是两个错误信息框： 但是查看 Output 窗口中的信息，会发现时间值不是一直上升的： a n s y s收敛准则简介 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】 Ansys收敛准则 收敛准则主要有力的收敛，位移的收敛，弯矩的收敛和转角的收敛。一般用力的控制加载时，可以使用残余力的2-范数控制收敛；而位移控制加载时，最好用位移的范数控制收敛。收敛精度默认为 %，但一般可放宽至 5%，以提高收敛速度。 使用力收敛是绝对的,而位移收敛并不一定代表你的计算真的收敛,但很多情况下使用位移更容易得到想要的结果 ANSYS中的收敛准则默认情况如下： cnvtol,lab,value,toler,norm,minref 1）在solcontrol 为打开状态时，对于力和力矩来说是默认值为；对于没有转角自由度的DOF，其默认值为。 2）在solcontrol 为关闭状态时，对于力和力矩来说，其默认值为。 默认情况下solcontrol 为打开状态，因此如果用户完全采用默认的话，对于力和力矩来说是默认值为；对于没有转角自由度的DOF，其默认值为。 在分析中追踪到沿荷载挠度曲线反向“漂移回去”，是一个典型的难题，这是由于太大或者太小的弧长半径引起的。研究荷载-挠度曲线可以 搞清楚这一点，。然后可应用nsubst和arclen命令调整弧长半径大小和范围。 加快收敛的方法有一下几种： 1可以增大荷载子步数 nsubst,nsbstp,nsbmn,carry 2修改收敛准则 cnvtol,lab,value,toler,norm,minref 3打开优化的非线性默认求解设置和某些强化的内部求解算法，solcontrol,key1,key2,key3,vtol（一般情况下，默认是打开的） 4重新划分网格网格的单元不宜太大或太小一般在5～10厘米左右 5 检查模型的正确性 1) 关于位移判据当结构受力后硬化严重时,位移增量的微小变化将引起失衡力的很大偏差.另外,当相邻两次迭代得到的位移增量范数之比跳动较大时,将把一个本来收敛的问题判定为不收敛.所以在这两种情况下不能用位移准则. 2) 关于力判据当物体软化严重时,或材料接近理想塑性时,失衡力的微小变化将引起位移增量的很大偏差.所以在这种情况下不能用失衡力判据 如果单独用位移控制收敛,就可能出现第一次跌代后力和位移是收敛的,但第二次就跌代计算的位移很小,可能认为是收敛的解,实际离真正的解很远.应当使用力收敛检查或以位移为基础检查,不单独使用她们. 怎么知道ANSYS的结果是收敛的？ ansys计算非线性时会绘出收敛图，其中横坐标是cumulative iteration number 纵坐标是absolute convergence norm。他们分别是累积迭代次数和绝对收敛范数，用来判断非线性分析是否收敛。左上角写着呢，青色的是收敛判据，紫色的是每次迭代总合力值，要紫色的值小于等于青色的值才能收敛。从第一张图可知。计算结果没有收敛。如我贴图所示，青、红为收敛判据，紫、蓝为迭代总合力、力矩的计算值，紫、蓝小于青、红为收敛，该图显示计算收敛。 F代表力,M代表弯矩； L2代表2范数，crit代表收敛准则。 当L2小于crit时，就代表收敛了。 一般蓝色的表示根据收敛准则的收敛容限计算得到值,而紫色的表示实际结构计算得到的误差当紫色线低于蓝色线时，表示此子步收敛，在此基础上在增加一个子步的荷载增量.收敛准则有很多，常用的有1范数、2范数、无穷范数，这在数值分析的书上有说明，两条曲线是收敛线，两条曲线是方程分析中的收敛值，当方程中的收敛值小于收敛线时，收敛才能保证！！ ansys计算非线性时会绘出收敛图，其中横坐标是cumulative iteration number 纵坐标是absolute convergence norm。他们分别是累积迭代次数和绝对收敛范数，用来判断非线性分析是否收敛。 ansys在每荷载步的迭代中计算非线性的收敛判别准则和计算残差。其中计算残差是所有单元内力的范数，只有当残差小于准则时，非线性叠代才算收敛。ansys 的位移收敛是基于力的收敛的,以力为基础的收敛提供了收敛量的绝对值，而以位移为基础的收敛仅提供表现收敛的相对量度。一般不单独使用位移收敛准则,否则会产生一定偏差,有些情况会造成假收敛。因此ansys官方建议用户尽量以力为基础（或力矩）的收敛误差，如果需要也可以增加以位移为基础的收敛检查。ANSYS缺省是用L2范数控制收敛。其它还有L1范数和L0范数，可用CNVTOL 命令设置。在计算中L2值不断变化，若L2 关于ansys 中收敛的介绍 1、何为收敛？ 在这里我引用一个会员的提问来解释这个问题： Q:结构非线性静力分析经常出现收敛这个词，如：收敛容限，收敛准则，收敛的解，位移收敛检验等，请解释，thanks! A: 个人是这样理解的： 谈到收敛总会和稳定性联系在一起，简单的说，就是在进行求解过程中的一些中间值的误差对于结果的影响的大小，当中间量的误差对于你的数值积分的结果没有产生影响，就说明你的积分方法是稳定的，最终你的数值积分的结果就会收敛于精确解；当中间量的误差导致数值积分结果与精确解有很大的差别时，就说明你的方法稳定性不好，你的数值积分结果不会收敛于精确解。 我想当你对于稳定性和收敛的概念真正理解后，那些名词对于你来说，并不是问题，力学的问题最终都会和数学联系在一起，建议你看看数值积分方面的教程，学好了数学，力学对于你来说就是a piece of cake。 Q:那么说收不收敛，最终都是因为采用的计算方法和计算参数选取的问题了？A:就本人所学的专业来说，很大程度上取决于所采用的算法，我学的是结构工程，举个例子吧: 当在进行结构动力时程分析时，采用的几种方法有线性加速度法，威尔逊－theta 法，对于线性加速度法，当时间步长大于周期的0.5 倍时，计算结果很可能出现不收敛，而当时间步长小于0.1 倍的周期时，才有可能获得稳定的计算结果；而威尔逊－theta 法，实质上就是线性加速度法的修正形式，很多实例表明当theta 值大于1.37 时，这种算法是无条件稳定的。当然影响计算结果是否收敛的原因有很多，比如初始条件，我所指的仅仅是我所学专业的 一个问题的很小的一个方面。 A: 说白了，就是数学。牵涉到实际的计算问题时，才发现数学实在是太有用了，不过可惜数学实在学得不好。 A: 收敛的问题，就好像你往水里扔一块石头激起的波浪，慢慢会平息下来，这就收敛了。计算的时候就是这样，数据在每次迭代的时候在精确解的周围震荡，最后无限趋向于精确解。我想学过级数的人就应该知道，里面就有个无穷级数的和收敛的问题。 数学真的非常重要，特别是研究做的比较深入以后，有些东西别人没 做过，要靠自己推导，有些迭代方法也需要自己证明是否收敛，或者 方法的可靠性等等，都需要比较扎实的数学基础。有时候想解决一个 问题，却苦于没有数学工具，这让我觉得学校教育应该在现代数学的一些方面多做些介绍，至少应该让人大概知道一个问题应该朝哪个方面去想，就算不懂，学起来也有个方向。 A: 首先说明，我对收敛问题没有做过专门研究，只是在学习中多次遇到，说说我对收敛的理解，当然，也提出点疑问。 1）收敛问题，是不是可以定义为当前解法中解是不是趋近于真实解的问题。 2）我觉得现在有一种，或者说一类方法，就是求问题数值解的问题。 这类问题并不要求或难以求出解析解。对这类问题的一个解决思路是：假设初始解，通过目标函数对初始解进行反馈，调整，从而去接近于 真实解或最优解。这类解法有一个重要的问题，就是下一步的解要比当前解更趋近于真实解的问题。我认为这就是收敛问题的由来。 A: 你提到了几个数值积分方法，都有一定的局限性。 关于ansys中收敛准则(cnvtol)理解 ansys中依据缺省的收敛准则，程序将对不平衡力SRSS与VALUE*TOLER的值进行比较；而VALUE的缺省值是在SRSS和MINREF中取较大值。现假如TOLER 的缺省值是0.1的话，这个准则是不是可以理解成后一次的SRSS是前一次的SRSS的0.1倍就收敛啦？ 请指点 我是这样理解的例如下面的命令流: cnvtol,f,5000,0.0005,0 cnvtol,u,10,0.001,2 如果不平衡力（独立的检查每一个自由度）小于等于5000*0.0005（也就是2.5），并且如果位移的变化小于等于10*0.001时，认为子步是收敛的。 ANSYS中收敛准则，程序默认力与位移共同控制，并且收敛的控制系数好像是0.001。这样的收敛精度一般很难使塑性分析收敛，对于一般的塑性分析收敛问题，前几个荷载步（弹性阶段）用力与位移共同控制，进入塑性后用力控制或位移控制，也可以先用力后用位移控制（位移控制比较容易收敛），至于控制系数取多少，自己根据需要逐步放大直至收敛！也有人建议最后用能量来控制收敛，convergence value 是收敛值，convergence norm是收敛准则。ansys可以用cnvtol命令,如：cnvtol,f,10000,0.00001,2,,其中f是指采用力结果，10000是收敛绝对值，0.00001是收敛系数，2是收敛2范数。 收敛准则应该是指选取那种结果进行收敛判定，通常有三种选择，分别是力（f），位移（u）、和能量。当然这三种形式可以单独使用也可以联合使用。收敛准则的另一层意思应该是选取什么范数形式（1、2、3范数）。一般结构通常都选取2范数格式。而收敛值只是收敛准则中的一部分，如cnvtol命令中的收敛绝对值与收敛系数的乘积就应该是你所指的收敛值（convergence value）。 ansys 使用收敛准则有L1，L2，L~~（无穷大）三个收敛准则。 在工程中，一般使用收敛容差（0.05）就可以拉。 建议使用位移收敛准则( cnvtol,u,0.05,,, )与力收敛准则( cnvtol,f，0.05,,, )。因为仅仅只使用一个收敛准则，会存在较大的误差。 假如你只能是使用一个收敛准则，建议你提高收敛容差（0.01以下）。 ansys计算非线性时会绘出收敛图，其中横坐标是cumulative iteration number 纵坐标是absolute convergence norm。他们分别是累积迭代次数和绝对收敛范数，用来判断非线性分析是否收敛。 ansys在每荷载步的迭代中计算非线性的收敛判别准则和计算残差。其中计算残差是所有单元内力的范数，只有当残差小于准则时，非线性叠代才算收敛。ansys的位移收敛是基于力的收敛的,以力为基础的收敛提供了收敛量的绝对值，而以位移为基础的收敛仅提供表现收敛的相对量度。一般不单独使用位移收敛准则,否则会产生一定偏差,有些情况会造成假收敛.(ansys非线性分析指南--基本过程Page.6) 。因此ansys官方建议用户尽量以力为基础（或力矩）的收敛误差，如果需要也可以增加以位移为基础的收敛检查。ANSYS缺省是用L2范数控制收敛。其它还有L1范数和L0范数，可用CNVTOL命令设置。在计算中L2值不断变化，若L2ANSYS的非线性收敛准则
关于ansys中收敛的介绍
ansys非线性收敛总结(转载)
ansys解决非线性分析不收敛的技巧
ANSYS收敛问题
ansys收敛准则
ANSYS计算之后结果不收敛如何分析
ANSYS 中如何使用接触向导定义接触对 (续4)
ansys收敛准则简介
怎么知道ANSYS的结果是收敛的
关于ansys中收敛的介绍
关于ANSYS中的收敛问题