收敛性是确保分析结果准确性和可靠性的关键因素。本文将深入探讨ABAQUS中的收敛问题，包括收敛的定义、收敛准则、常见的不收敛原因以及解决方法等内容。
一、收敛的定义和重要性
1. 收敛的多种含义
在有限元分析中，收敛具有多重意义。它包括网格收敛、时间积分精度和非线性程序收敛。
网格收敛是指增加模型单元数量会使仿真解趋于解析解。对于线性和非线性问题都适用，AbaqUS中使用H网格自适应技术来辅助实现网格收敛。当进一步加密网格时，结果变化很小或不变时，可认为网格达到收敛。但也存在一些例外情况，如网格奇异解或材料损伤累积在模型特定区域的局部问题。
时间积分精度则是针对具有物理时间尺度的瞬态问题，AbaqUS提供用户定义参数，以控制对相关方程的积分精度。
非线性程序收敛是本文重点讨论的内容，要获得精确解需要满足网格收敛、瞬态问题的精确时间积分以及非线性求解过程收敛等条件。
2. 收敛对分析结果的影响
收敛性直接关系到分析结果的准确性。如果模型不收敛，得到的结果可能毫无意义，甚至会误导工程决策和学术研究。因此，理解和掌握ABAQUS中的收敛问题是正确使用该软件进行有效分析的基础。
二、ABAQUS收敛准则
1. 局部与全局收敛准则
Abaqus使用的是局部收敛准则，它要求模型的每个节点满足一个或多个收敛准则，才能接受迭代收敛。同时也介绍了全局收敛的概念，即检查整个模型的总量（如能量平衡）来确定收敛，但局部收敛准则更为常用且保守，能确保解的正确性。
2. 具体收敛准则参数
力残差检查：当力残差足够小时则接受为当前载荷增量的解，并继续进行迭代。AbaqUS/Standard要求模型中每个节点的最大残差（不平衡力）小于或等于时间平均力的0.5%，以接受迭代