abaqus重启动.pdf

第 1 页 共 12 页 9 连续分析的技巧 9 1 重启分析 9 1 1 重启分析 总览 运行分析时 可以将模型和状态写入重启动所需的文件里 Abaqus standard 需要重启文 件 res 分析数据 mdl 和 stt 部件 prt 输出数据 odb 以及线性动力和子结构 数 据 文 件 sim 而ABAQUS EXPLICIT则 包 括 重 启 文 件 res 分 析 数 据 abq mdl pac stt 部件 prt 结果 sel 以及输出 odb 这些文件统称为重启文 件 完成上一步运算 继续下一 步运算 输出文件只需包含模型信息 结果文件不是必需的 可以不要 写重启文件 要重启分析 必须在上一步分析时输出所需的文件 如果不写重启信息 STANDARD 将不创建重启文件 而EXPLICIT只在分析开始和结束生成状态文件 用户可以控制写入重启文件的数据量 如果每一个step都定义重启 输出量可以改变 线性扰动分析不能写重启信息 静力应力分析 扰动 6 2 2 直接求解的稳态动力分析6 3 4 特征值提取6 3 6 瞬态模态动力分析6 3 7 基于模态的稳态动力分析6 3 8 基于子空间稳态动力分析6 3 9 反应谱分析6 3 10 随机响应分析6 3 11 输入文件用法 RESTART WRITE 可在模型数据或历程数据 CAE 用法 Output Restart Requests 在 CAE 里 重启总是和一个特定的分析步关联 全程分析可不定义重启 每一步默认创建重启 STANDARD分析步默认重启频率frequency of 0 EXPLICIT 默认 intervals of 1 控制重启文件的输出频率 用户可以指定写入STANDARD重启文件和EXPLICIT状态文件的输出频率 但不能指 定写入的变量 每次写入一组完整的重启信息 因此 若不控制重启信息的输出频率 使重 启文件可能相当庞大 如果 STANDARD要求以精确的时间间隔写入重启数据 每次写数据 时都要求解一次 此时输出频率过高的话 增量数增加 计算机时也大幅提高 第 2 页 共 12 页 指定 STANDARD 增量步的输出频率 默认情况下 STANDARD 在可由用户定义的频率值N 除尽的增量数写入重启数据 还有分 析步结束的时候 不考虑此时的增量数 STANDARD在循环分析时只在循环加载末写入 重启信息 这样STANDARD 在可由 N 除尽的迭代数 以及分析步结束时写重启文件 输入文件用法 RESTART WRITE FREQUENCY N 默认N 1 Abaqus CAE 用法 Step module Output Restart 要求在分析步频率一栏输入N 默认 N 0 不写重启文件 指定 STANDARD 时间间隔的输出频率 STANDARD可以按照用户指定的时间间隔n划分分析步 并在时间间隔末写重启数据 一 个分析步共n 个指定输出点 如果指定n 的数值 默认情况下程序将分析步准确的划分为n 个等长间隔 在每个间隔点写重启文件 或者 可以选择在间隔点指定的那个增量步末写重 启数据 输入文件用法 RESTART WRITE NUMBER INTERVAL n TIMEMARKS YES 在精确的时间间隔输出结果 RESTART WRITE NUMBER INTERVAL n TIMEMARKS NO 指定时间间隔点后的增量步输出 Abaqus CAE用法 Step module Output Restart 表 9 1 1 1 支持时间间隔重启的STANDARD过程 第 3 页 共 12 页 时间增量 如果按照间隔数指定输出频率 STANDARD 自动调整时间增量以确保在精确的时间点 写入重启数据 有些情况下 在时间点前的时间增量比分析步允许的最小时间增量小 但是 在consolidation transient mass diffusion transient heat transfer transient couple thermal electrical 和 transient coupled temperature displacement 等分析中程序不会违背许可的 最小时间增量 在这些分析过程中 如果时间增量比允许的最小时间增量小 程序将采用最 小时间增量 并在时间点后面的第一个增量写入重启数据 如果输出频率以间隔数来指定 分析所用的增量数可能提高 对运行分析不利 指定 EXPLICIT状态文件的输出频率 EXPLICIT将分析步按用户指定的时间间隔数n划分 并在分析步开始 间隔末输出 一个分析步共n 1 个输出点 默认情况下 在间隔指定的增量步末写状态文件 或者 将 分析步划分n 个等长间隔 在每个精确的时间点写入数据 但结果一直在分析步结束输出 所以只需要分析步末的结果就没有必要输出精确时间间隔的结果 如果分析出现问题 无法继续或完成 比如单元过度扭曲 EXPLICIT尝试保存最后完 成的增量 输入文件用法 RESTART WRITE NUMBER INTERVAL n TIMEMARKS NO 指定时间间隔后面的增量输出 RESTART WRITE NUMBER INTERVAL n TIMEMARKS YES 指定在精确的时间间隔输出 默认为n 1 Abaqus CAE 用法 Step module Output Restart 重启文件的结果覆盖 用户可以指定在重启文件或状态文件每个分析仅保留一个增量 或一个迭代 以缩减 文件规模 同一个分析中 step 每次覆盖前一个增量 迭代 用户可以分别指定不同step 是否覆盖 因为 EXPLICIT默认只在分析末输出 推荐覆盖与指定时间间隔联合使用 这样 重启文件的数据预先由间隔数给出 为避免系统崩溃导致数据丢失 STANDARD 输出 指定增量的结果时 程序没有覆盖上 一组保存的数据 实际上 程序一直会保留一组数据作为备用 当确定下一组数据写入重启 文件 仅仅释放掉指定保存的那组数据并改写 预留的数据不会删除 除非要写入下个增量 结果 这样 如果分析顺利结束 分析的最后一个step 要求覆盖结果的话 该step 总是多 第 4 页 共 12 页 出一组数据 用户能看到重启的倒数第二组数据也保留下来 覆盖重启数据的优点是尽量减小重启文件的保存空间 而缺点是如果EXPLICIT分析因 系统错误终止 当前 step的所有数据可能丢失 但 STANDARD出现这种数据丢失的可能很 小 输入文件用法 RESTART WRITE OVERLAY STANDARD采用的命令选项 RESTART WRITE OVERLAY NUMBER INTERVAL n EXPLICIT采用的命令选项 Abaqus CAE 用法 Step module Output Restart 重启分析 通过指定重启或状态 分析数据和上一个分析创建的part 文件被读入新分析 重启文 件必须在上一个job 的完成基础上 EXPLICIT还需 pac 文件和 sel 文件 由于重启文件很大 必须提供足够的磁盘空间 STANDARD 输入文件处理器估计重启文件所需的空间 用户可以指定新分析从哪一点开始 分析不能从线性扰动重新开始 输入文件用法 RESTART READ 选择 READ 参数时 RESTART 必须在模型部分定义 通常作为 HEADING 后的第一个选项出现 Abaqus CAE 用法 Job module job editor toggle on Restart as the Job Type 确定重启的分析 STANDARD重启分析必须指定包含指定step和增量的重启文件名称 EXPLICIT必须 指定包含指定step 和间隔的状态文件 如果重启文件内不存在指定的step和增量 迭代或间隔数 程序将报错 输入文件用法 abaqus job job name oldjob oldjob name Abaqus CAE 用法 Any module Model Edit Attributes model name Restart toggle on Read data from job and enter the oldjob name 指定重启分析的点 为 STANDARD 指定重启分析的开始点 直接循环分析除外 STANDARD 可以从直接循环分析除外的任何分析重新开始 如果不指定step或增量 将从重启文件的最后step和增量开始 输入文件用法 RESTART READ STEP step INC increment Abaqus CAE 用法 Any module Model Edit Attributes model name Restart 为 EXPLICIT指定重启的开始点 输入文件用法 RESTART READ STEP step INTERVAL interval Abaqus CAE Usage Any module Model Edit Attributes model name Restart 分析不变的重启分析 如果 分析不变 重启分析只需定义接下来的分析步 重启文件已存有所有信息 继续不变的STANDARD分析 当重启分析只是简单的继续一个很长的step 比如该 step可能因为超过job 时间限值而 中止 分析仅需读入重启数据 第 5 页 共 12 页 输入文件用法 RESTART READ Abaqus CAE 用法 Any module Model Edit Attributes model name Restart toggle on Read data from job 继续不变的EXPLICIT分析 执行重启分析仅仅是继续一个长step 该 step可能超出CPU 时间限值而中止 不用重 启分析 采用恢复分析即可 这时 不需要任何数据 除非采用了子程序 输入文件用法 abaqus job job name recover Abaqus CAE用法 Job module job editor toggle on Recover Explicit as the Job Type 截断 step 重启分析时 用户可以在该step 完成前进行分割 比如 默认情况下 如果前一个分 析是 STANDARD过程 用户指定重启点在step p 重启分析从step p 最后保存的增量开始 完成该 step 但是 如果指定重启点在step p 的第 n 增量 且重启前该step中止 那么重启 分析从 step p 的第 n 增量开始 先在增量n 处结束 step p 再继续新定义的step 这时 该 step在重启点被截断 不管前面分析给定的结束时间 认为该 step 完成 尽管有可能部分荷 载没有加载完毕 重启分析的历程数据部分将定义继续分析 在 EXPLICIT截断分析 step 必须指定重启的间隔 如果重启开始的那个step正常完成 也可以截断该step 在该 step 重启一遍增加输出 以更高频率写重启文件 在EXPLICIT step 内出现不可预计的问题时 截断step是有必要 的 比如 接触面定义因为难以预计的位移需要修正 当step 正常完成 重启从最后的增 量 迭代或间隔开始 那么截断step没有影响 如果重启从截断的job 开始 空间不足 超出运行时间等 一般不用截断step 旧的 step先完成 再开始新的 step 如果从过早中止的step 末 如超出增量步数或不收敛 开始 重启分析 必须截断step 加入新的step 定义 若不截断 程序会尝试继续旧的step 输入文件用法 RESTART READ STEP p INCREMENT n END STEP 除直接循环分析外的standard重启 RESTART READ STEP p ITERATION n ENDSTEP 从直接循环分析开始的standard 重启 RESTART READ STEP p INTERVAL n END STEP Explicit 重启 Abaqus CAE用法 Any module Model Edit Attributes model name Restart toggle on Read data from job Step name step toggle on Restart from increment interval enterthe increment or interval and toggle on and terminate the step at this point 参照幅值 应当注意的是荷载和边界条件是否参照幅值曲线 如果幅值以总时间给定 荷载和边界 根据幅值定义施加 如果幅值以step 时间 默认 定义 荷载和边界条件将一直保持step 中止 时的数值 温度 场变量和质量流率在新step 中没有重新定义的话 将保持在前step 里的大小 如果没有定义幅值曲线 这些参量的数值根据过程默认的的幅值继续施加 STANDARD的自动稳定 应该注意 standard 的 step被截断时开始激活自动稳定 这种的发生有可能在采用自动稳 第 6 页 共 12 页 定的伪静态过程 7 1 1 中间 也可能在采用自动粘滞阻尼的接触分析 29 2 13 中 这时 可能出现粘滞力 粘滞力不会传递到下一步step 因而导致收敛困难 建议在采用自动稳定的伪静态过程在下一个step 中强制施加稳定控制 用户可以根据 STANDARD输出的 msg 文件里的最后数值来指定阻尼系数 对于接触对的自动粘滞阻尼 如果还没有完全建立接触 建议再次施加阻尼 但不能保证该阻尼与前step的相同 为 STANDARD重启分析选择初始时间增量 如果前 step 被截断 要慎重选择新step 的时间周期和初始时间增量 瞬态分析里 新 step的初始时间增量应当接近前step的重启点时刻的时间增量 伪静态分析初始时间增量应 当是荷载和预加边界条件与重启时刻的相近 非线性分析重启分析第一增量步施加的荷载增量应当接近前分析最后收敛的增量 重启分析第一增量步的荷载 重启分析里保留的荷载 重启分析初始时间增量 重启分析第一step 的总时间 举例 假设 STANDARD的 job 因为达到指定的最大增量数而停止运行 原输入文件如下 HEADING STEP INC 4 STATIC DIRECT 0 1 1 0 CLOAD 1 2 20 0 RESTART WRITE FREQUENCY 2 END STEP 运算在 step 1 第四增量中止 施加了 8 0 的荷载 重启分析的输入文件如下 完成加载 HEADING RESTART READ STEP 1 INC 4 END STEP STEP INC 120 STATIC DIRECT 0 1 0 6 CLOAD 第 7 页 共 12 页 1 2 20 0 END STEP 注意集中力按照前step施加 上面的例子假定前分析最后收敛的增量施加的荷载增量为2 0 因此 重启分析的初始 时间增量保证荷载增量为2 0 重启分析保留12 0 的荷载 2 0 8 0 代入方程计算初始时 间增量 重启分析的第一个step 时间为0 6 这样 step 末施加 20 0 的荷载 累计时间为1 0 重启分析的初始时间增量就是0 1 重启分析增加定义 接着重启分析的step 后 可以定义多个新的step 也可以增加新的幅值 面 节点组 和单元组等定义 但已有的组不能更改 STANDARD 的模型部分添加新面定义有一些限制 只能参照基于面的荷载定义 27 4 或者输出用户定义的面截面 4 1 2 举例 假设 EXPLICIT的 job 因为超出CPU 时间限制而停止 用户希望增加包含新边界定义 的 step 2 重启文件如下 完成step 1 的余下部分 再运行step 2 HEADING RESTART READ STEP 1 This defines Step 2 STEP DYNAMIC EXPLICIT 003 BOUNDARY OP NEW END STEP 重启分析的历程数据定义 重启分析的step历程数据的沿用规则和原始分析相同 重启分析预先定义场 重启分析可以指定场信息 27 6 1 定义 STANDARD的温度场变量 必须在初始分析 也定义了初始温度场 27 2 1 或是预定义温度场变量 有子程序的重启分析 子程序不会写入STANDARD重启文件 或EXPLICIT状态文件 所以 如果原始分析 包含子程序 那么重启分析必须再次包含子程序或恢复重启数据里的附加结果 4 1 1 重 启可以修改子程序 但须谨慎可能导致无效求解 同步读写重启文件 用户可以继续前一个分析作为重启分析 并将结果写入新的重启文件或状态文件 比 如 如果前一个分析是EXPLICIT 用户在当前分析可以指定重启点是step p 重启输出频 率是 n 那么分析从step p 最后保存的间隔重新开始 重启状态基于新的n 值写入后续的 第 8 页 共 12 页 steps 用户重启前面的分析但不写重启文件 可以指定输出频率为零 如果不指定 将继续 以前面分析的输出频率写重启文件 新的重启文件 大模型或涉及很多重启增量 除非采用覆盖重启数据 时 重启文件非常大 因此 新的重启文件开始不会复制前一个重启文件 只有当前分析需要的重启增量信息才会保存 但是 如果特征频率提取step 重启 需要附加特征值时 新重启文件将包含所有收敛的特 征值以及附加特征值 STANDARD例子 假设 STANDARD job因磁盘空间不足而停止 重启文件内最新的完整增量信息是step 2 增量 4 应采用下面两行输入重启该job 继续写重启文件 HEADING RESTART READ STEP 2 INC 4 WRITE EXPLICIT例子 假设 EXPLICIT job因输出太大 而不得不停止 状态文件内最新信息是step 2 间隔 4 时间为 0 004 时刻 Step 2 总时间为0 010 重启结果要求10 个间隔 采用下面输入重启该 job 重新定义余下的 step的输出请求 HEADING RESTART READ END STEP STEP 2 INTERVAL 4 STEP DYNAMIC EXPLICIT 006 RESTART WRITE NUMBER INTERVAL 2 END STEP 重启文件的结果输出 重启分析时 程序创建新的输出数据文件 odb 和新结果文件 fil 并按以下规则 来输出 输出 odb 文件 默认情况下 重启时输出数据文件不是连续输出的 每次 job 运行都会创建新的输出文 件 用户可以合并多个输出文件的曲线 或是 用户可以通过abaqus restartjoin 合并原始 分析和重启分析的结果 更多信息见3 2 16 结果文件 fil fil 文件包含用户指定的可用外部后处理包的结果 EXPLICIT写入 sel 文件 再转换为 其他结果文件 具体见4 1 1 Abaqus复制旧结果文件到新文件 然后继续写结果 如果没有旧 结果文件 STANDARD继续分析 只写入重启分析的结果 这样分析结果 分散在不同的文件内 因为后处理程序都是假定一个单独连续的文件 所以要避免这种情况 用户可以通过abaqus append 合并 各结果文件 3 2 10 重启的兼容性 STANDARD 只要是同一主版本就可以 比如 初始分析采用6 5 3 版本 那么 6 5 所有 第 9 页 共 12 页 子系列都可以重启分析 但初始分析采用6 5 版本 6 6 版不能重启分析 EXPLICIT 要求初始分析和重启分析必须准确采用同一版本 比如初始分析用6 5 3 重启也必须是6 5 3 11 特殊技巧 11 3 几何缺陷 11 3 1 模型引入几何缺陷 总览 几何缺陷的模式 一般为后屈曲分析的模型引入缺陷 可以通过特征值分析或特征频率提取分析结果得到的屈曲模态进行线性叠加 来定义 可以利用上一个STANDARD的静力分析的结果 直接指定 后屈曲分析 Standard的 Riks法可以解决后屈曲问题 但是屈曲点的不连续 分支 反应 很多时 候不能精确求解后屈曲问题 只能将后屈曲问题转换为连续反应 通过引入几何缺陷模式实 现 引入几何缺陷 一般通过对模型几何的微小扰动引入几何缺陷 Abaqus 提供三种方式定义缺陷 以屈 曲模态的线性叠加 利用静力分析的位移结果 直接指定节点号和缺陷数值 只有平移自由 度被修改 Abaqus 基于扰动坐标能计算出法向 除非已获得缺陷的精确形状 则采用屈曲 模态的线性叠加作为缺陷模式 6 2 3 通常做法是对同一模型进行两次运算 先用 STANDARD 得到可能的破坏模式 然后用 STANDARD或 EXPLICIT 进行后屈曲分析 1 第一次分析用standard对理想模型进行特征值屈曲分析 获得可能的破坏模式并检验网 格能准确的离散出这些模式 将特征模态按整体坐标以节点数据输出到结果文件 4 1 2 2 第二次分析利用standard 或 explicit 导入几何缺陷 将屈曲模态施加在理想几何上 常 常假定低阶屈曲模态提供大部分缺陷 所以按比例叠加到理想模型上建立扰动网格模 型 缺陷形式如下 第 10 页 共 12 页 是阶模态形状 是对应的比例系数 用户必须指定个模态的比例系数 通常 如果结构不是缺陷敏感的 最低阶屈曲模态 的系数最大 采用的扰动幅值是相关结构尺寸的几个百分比 像梁截面或壳厚度 3 后屈曲分析 Standard 采用 riks 法对几何缺陷的结构进行几何非线性荷载 位移分析 Riks 法可 用于刚性结构的后屈曲分析 理想刚性结构屈曲前呈线性反应 荷载 位移分析能 考虑其他非线性影响 如材料非弹性 接触等 Explicit 对扰动结构执行后屈曲分析 Abaqus 通过用户节点号导入缺陷 但不检查是否和分析相容 节点组定义也可能不同 注意可能产生多余节点的模型 比如接触分析中20 节点的实体单元 这时 必须保证两个 分析的模型完全一致 生成的节点信息写入结果文件 如果模型通过assembly和 part instances定义的 还需要初始计算的 prt 文件读入特征模 态 初始模型和后续模型必须在assembly和 part instances定义上一致 基于特征模态定义缺陷 指定特征频率提取或特征值屈曲分析的结果文件和step 另外 还可以为特定节点组导 入特征模态 输入文件用法 IMPERFECTION FILE results le STEP step NSET name 基于静力分析定义缺陷 基于静力分析的几何变形来定义缺陷 需指定结果文件和step 如果没有指定增量数 abaqus读入指定step的最新增量结果 另外 可为特定节点组导入变形 输入文件用法 IMPERFECTION FILE results le STEP step INC inc NSET name 直接定义缺陷 用户可以将节点号和坐标扰动 总体坐标系 以列表形式直接定义缺陷 还可以从其 他输入文件读入缺陷数据 输入文件用法 IMPERFECTION SYSTEM name INPUT input le 如果不给出输入文件 abaqus假定下面的数据 缺陷敏感 有些结构的响应很大程度依赖原始模型的缺陷 尤其是屈曲后各模态耦合 因此 基 于单独屈曲模态的缺陷得到的结果趋于不保守 调整各模态的比例系数 可评估结构的缺陷 敏感性 通常 需要很多计算来考察结构的缺陷敏感性 结构有很多紧密相间的特征模态 缺陷敏感性大 对应低阶特征值的模态给出缺陷不一定是最差的情况 如果缺陷较大 结构容易分析 缺陷很小的话 变形很小 相对缺陷 接近临界荷载 结构响应快 性能发生巨变 另一方面 如果缺陷大 达到临界荷载前后屈曲响应平稳发展 向后屈曲行为过渡会 比较平滑 且易计算 输入文件模板 下面的例子说明如何进行带缺陷结构的后屈曲分析 先用 standard 得到破坏模式 并写 第 11 页 共 12 页 入结果文件 HEADING Initial analysis run to write the buckling modes to the results le NODE Data lines to de ne initial perfect geometry STEP BUCKLE Data lines to de ne the number of buckl