接触解析の収束失敗

カテゴリ: エラー対策 | 2026-02-01
contact-convergence-failure

接触解析の収束失敗とは

🧑‍🎓

先生、接触解析がどうしても収束しません。増分を小さくしても「TOO MANY ATTEMPTS MADE」で止まります。


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接触解析の収束失敗は、接触状態の変化と力の平衡が同時に満たされない場合に発生する。非線形性が二重(幾何学的非線形+接触非線形)になるため、通常の非線形解析より難しい。


エラーメッセージと対策

Abaqus

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メッセージ: ***ERROR: TOO MANY ATTEMPTS MADE FOR THIS INCREMENT


続いて.staファイルにSEVERE DISCONTINUITIESのカウントが表示される。接触の状態変化が各増分で何回発生しているかが重要な指標だ。


対策:

1. 増分サイズを1/10に縮小: *STEP, NLGEOM=YES, INC=1000で初期増分を0.01に

2. 接触安定化: *CONTACT CONTROLS, STABILIZE=0.001

3. LINE SEARCH: *STEP, LINE SEARCH=ONで収束性を改善


Nastran SOL 400

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メッセージ: *** USER FATAL MESSAGE 9023: SOLUTION FAILED TO CONVERGE AFTER xx ITERATIONS


NLPARM/NLPCIのKSTEP(剛性更新頻度)、MAXITER(最大反復回数)、CONV(収束判定条件)を調整する。DTINITで初期時間増分を小さくする。


Ansys

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メッセージ: Force convergence value = xxx is not converged. Bisection will be performed.


Ansysでは NSUBSTで増分数を増やし、NEQITで最大反復回数を調整する。LNSRCH,ONでLine Searchを有効化する。


🧑‍🎓

Line Searchって何をしているんですか?


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Newton-Raphson法の各反復で、変位増分の大きさを最適にスケーリングする手法だ。オーバーシュートを抑えて収束を改善する。計算コストは5〜10%増加するが、接触問題での収束性改善効果は大きい。

ソルバーエラーの原因特定に費やす時間は、もっと短くできるはず。 — Project NovaSolverはエラー診断体験の改善を研究テーマの一つとしています。

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Project NovaSolverは、接触解析の収束失敗を含む幅広い解析分野において、実務者の知見を最大限に活かせる環境の実現を探求しています。まだ道半ばですが、共に歩んでいただける方を募集しています。

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