ABAQUS分析步的一些基本概念

    模拟计算的加载过程包含单个或多个步骤，所以要定义分析步。它一般包含分析过程选择、载荷选择、输出要求选择。且每个分析步均可采用不同的载荷、边界条件、分析过程和输出要求。例如在模拟蠕变成型时，涉及到典型的三个过程，分别是压缩、压缩状态保持一定的时间、卸载，针对该过程需要定义三个分析步，分别模拟上述三个过程。

    增量步是分析步的一部分。在非线性分析中，一个分析步中施加的总载荷被分解为许多小的增量，这样就可以按照非线性求解步骤来进行计算。当提出初始增量的大小后，ABAQUS会自动选择后继的增量大小。每个增量步结束时，结构处于（近似）平衡状态，结果可以写入输出数据库文件、重启动文件、数据文件或结果文件中。选择某一增量步的计算结果写入输出数据库文件的数据称为帧。迭代步是在一增量步中找到平衡解的一种尝试。如果模型在迭代结束时不是处于平衡状态，ABAQUS将进行另一轮迭代。随着每一次迭代，ABAQUS得到的解将更接近平衡状态；有时ABAQUS需要进行许多次迭代才能得到一平衡解。当平衡解得到以后一个增量步才完成，即结果只能在一个增量步的末尾才能获得。

    ABAQUS/Standard对于非线性问题的求解采用的是Newton-Raphson算法来实现。通过对每一个分析步下的增量步进行多次迭代，来使每个增量步达到收敛，进而得到该分析步下的收敛解。在迭代的过程中，ABAQUS会根据收敛情况，自动地对增量步进行扩大或折减。具体过程如下：
　　如果一个增量步在16次迭代之内获得了收敛解，则成功结束当前的增量步，并开始求解下一个增量步。如果两个连续的增量步都在5次迭代之内就获得了收敛解，ABAQUS/Standard自动将下一个增量步增大为当前增量步的150%。这个过程叫做增量步的“扩大”。如果一个增量步经过16次迭代仍没有获得收敛解，或者计算结果是发散的，ABAQUS/Standard会将增量步减小为当前增量步的25%，重新开始迭代尝试，此过程称为“折减”。当折减次数超过5次，那么就会出现我们经常遇到的错误信息：***ERROR: TOO MANY ATTEMPTS MADE FOR THIS INCREMENT: ANALYSIS TERMINATED。造成这样的问题往往是因为模型的本身有问题，例如存在刚体位移、过约束、接触或者塑性材料定义不当、网格过于粗糙或过于细化等。
　　在分析一个非线性问题前，一般都要对最大增量步的数目、初始增量步、最大和最小增量步进行适当的设定，来保证求解的顺利进行。这些参数的具体设置方法如下：
　　（1）初始增量步：对于很容易收敛的问题，一般设定为1即可；对于难以收敛的非线性问题，需减小初始增量步，如将分析步时间乘以0.1或0.01(这个需根据问题的具体情况决定)。
　　（2）最小增量步：一般采用默认值(1e-5)，对于非常复杂的非线性问题，可以再将其减小1到2个数量级。
　　（3）最大增量步：一般采用默认值，因为它对模型是否收敛并没有影响。
    （4）最大增量步数目：默认为100，对于复杂的非线性分析，需要的增量步数往往大于100，所以应当把这些参数设置的尽量大一些。

     在道路工程中常用的类型有：

    （1）耦合温‐位移场分析（couple temp‐displacement）： 可用于沥青道路结构的车辙分析； 

    （2）动态显示分析（Dynamic， Explicit）： 可用于进行路面结构在移动荷载作用下的响应分析；

    （3）动态显示温度位移场耦合分析（Dynamic， temp‐disp， Explicit）： 可用于进行沥青结构在移动荷载下的车辙分析；

    （4）地应力分析（Geostatic）： 进行软土地固结和渗流分析；

    （5）静态通用分析（static， General）： 一般的静力分析；

    （6）黏弹性和蠕变分析（Visco）： 可进行沥青混合料的蠕变分析。