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基础部分类型:可变形部件,离散刚体部件(任意形状,荷载作用下不可变形),解析刚体部件(只可以用Part直线,圆弧和抛物线创立的形状,荷载作用下不可变形)每个部件只存在自己的坐标系中,与其他部件无关给部件赋予属性,既成为实例实例可以装配成assemblyAutomated repairoptions默认为缝合边,自动修理用于几何体变成valido基特性一旦创立不能修改附加特性可用于修改基特性或为基特性添加细节(拉伸,壳,线,切削,导角)基准几何体类型点,轴,坐标系,平面过滤器selection options分区细分为不一样的区域对于拉伸和旋转,有扭曲选项,可以创立螺纹、螺旋弹簧和扭曲线也可以运用锥度选项,指定角度,创立带有锥度的部件导入孤立网格通过和文献导入已经有网格被导入的孤立网格,没有父几何体.inp.odb定义表面增强定义了连接到已经有部件表面的表面,并指定他的工程属性怎样给部件定位相对定位定义几何关系,确定规则,表面平行约束,面面平行约束,共轴约束,接触约束,重叠点约束,平行坐标系约束,若定义有冲突,则将之前的相对约束转化为绝对约束集和表面在和模块中均有效在中创立的集在assembly,step,interaction loadpart orproperty modulepart中有效,但不能通过修改assembly moduleset managerment用途叩,指定输出需求,指定分析诊断,指定分析控制接触、荷载和边界条件是分析Step definest步有关的,需事先定义重要用于描述模拟历程对和保留了接口,用于后处理输python C++API出类型有两种类型场数据用于绘制模型的变形,云图和图;历程数据用于绘图分析步可X-Y X-Y替代分析控制为显式分析定义自适应网格区域和控制;为接触问题定制求解控制;定制一般的求解控制Interaction用于模拟机械或热的接触如定义边界的耦合,定义连接器显示体的目的是可视化,不用于分析接触模型的法向关系、摩擦和干涉带有摩擦的双面接触、自接触、捆绑约束使用环节create,选择起作用的step;选择表面;在edit interaction对话框中完毕接触定义;在接触管理器中激活或不激活边界条件包括初始温度、指定的平移或转动,速度或角速度指定的边界条件可以伴随时间有关的幅值定义初始条件包括平动和转动速度、温度初始平动速度可以模拟自由落体的效果环节创立、指定对象、编辑分网技术,单元形状,单元类型,网格密度,生成网格,检查网格状况Mesh module二维区域可用形状四边形、以四边形为主(容许三角形单元作为过度)、三角形三维区域可用形状四面体、若实例中包括虚拟拓扑,可使用三角形单元、四边形单元和运用波前算法的四边形或四边形为主的单元细节模型中,小的细节也许会影响网格效果,虚拟模型则忽视小的细节网格生成技术扫略网格(网格在区域的一种表面被创立,称为源面,网格中的节点沿着连接面,拷贝一种单元层,直到目的面,自动选择源和目的面)abaqus构造化分网技术使用简朴的预定义的网格拓扑关系划分网格,给出了网格划分的最大控制不一样的区域可以有不一样的网格划分,用不一样的颜色来表达在区域之间自动创立捆绑约束,保持区域的连接,不过约束不是真正的协调,精度将会受到影响位移误差程度若从面节点与主面的距离不不小于此程度,则调整节点初始坐标,使其与主面的距离为0两部分接触面之间的法向作用和切向作用对于法向作用,
7.Contact propertyABAQUS中接触压力和间隙的默认关系是硬接触()其接触面之间可以传递的接触压hard contact,力的大小不受限制;当接触压力变为或负值时,两个接触面分离,并且去掉对应节点0上的接触约束此外,ABAQUS还提供了多种软接触(soft contact),包括指数模型、表格模型、线性模型等对于切向作用,中常用的摩擦模型为库伦摩擦,默认的ABAQUS摩擦系数为切向力到达切应力之前,摩擦面之间不会相对滑动为法向0=11XP,PT接触压强()摩擦类型参见一接CPRESS abaqus analysis user,s manualfriction behavior触属性定义二接触属surface interaction,name性名称friction〈摩擦系数》一一一设定摩擦,Cae interaction-property create,machanical tangentialbehavior设定法向作用类型machanical-normal behavior接触信息的输出,,二
8.*contact print,slave=master=o nseto〈成果变量名称,CFN接融压力的合力CFS摩擦应力的合力CAREA接触面积CMN接触压力相对于原点的合力矩CMS摩擦应力相对于原点的合力矩CFT接触压力和摩擦应力的合力CMT接触压力和摩擦应力相对于原点的合力矩若未给定成果变量名称,则输出如下从面节点的变量成果于中dat(接触状态),(接触压强),(在局部方向上的摩擦剪应力)Status cpresscshearl1copen(从面节点与主面的距离),(在局部方向上的相对切向滑移各增量步中滑移的cslipl1总和)是从面上各个节点上各自的接触压强,代表接触面所有节点接触力的合力CPRESS CFN接触面上所有节点在垂直于接触面方向上接触力的合力称为法向接触力,若接触面是曲面,无法由直接得到法向接触力,这时可以通过各个从面节点的CFN来计算向接触力CPRESS法向接触力=从面节点上的之和从面面积/从面上的节点数CPRESS X摩擦力=法向接触力摩擦系数X迭代过程问题假如目前的时间增量步无法在规定的迭代次数内到达收敛会自动
9.ABAQUS减小时间步,重新开始迭代即假如仍不能收敛,则会继续减小时间增量步,假Cutback如到达了现定的最大次数(默认值为次)或时间增量步长减小到所规定的最Cutback5小程度(默认值为105)ABAQUS就会中断分析参见Analysis Users Manual一
8.3—Analysis convergencecontrolso一可查看收敛过程的诊断信息visualization moduletools―job diagnostics,从面节点有开放(open)和闭合(closure)两种接触状态假如在一次迭代中节点的接触状态发生了变化,则称之为严重不持续迭代()在severe discontinuityiteration□MSG文献中显示了接触状态发生变化的节点数日(例如”0CLOSURES,10OPENINGSn)假如分析可以收敛,每次严重不持续迭代中和的数目会逐渐减CLOSURES OPENINGS少当所有从面节点的接触状态都不再发生变化,就进入平衡迭代,最终到达收敛当和数目时而减小时而增大,则可以尝试减小时间增量步;当closures openings和数目在和之间不停变换,意味着一种从面节点的接触状态不停在closures openings01打开和闭合,所谓的振颤这时无法通过减小时间步来到达收敛chattering,当和数减小速度很慢时,到达第次严重不持续迭代之后,会closures openingsB12abaqus自动缩小时间步长,重新开始迭代此时,可以变化迭代参数的设置controls,parameters=time incrementation,,,,,,25,,,,,,Caestep moduleiother---general solutioncontrols-edit specify-timeincrementation---more若想看更详细信息,step module-output---diagnostic print*PRINT,CONTACT=YES收敛问题处理措施
10.Analysis Users Manual―common difficultiesassociated withcontactmodeling inabaqus、检查接触关系、边界条件和约束打开文献或者进入模块,A ODBvisualization view—ODB,和display optionsentity display—show boundaryconditions showcoupling constraintso消除刚体位移查看文献,选中B ODBvisualization module―tools—job diagnostic,highlight可以显示出现的节点也可以运用接触或摩擦selection inviewport,numerical singularity来约束刚体位移,可以在接触对上设置微小过盈量,保证在分析一开始就已经建立起接触关系,也可以施加临时边界条件,还可以在实体上的任意一点和地面之间定义一种软弹簧,约束刚体位移弹簧类型为Interaction module,special—spring/dashpots-creat,connect选节点,将设为出现了刚体位移的自由度,将points toground,degree offreedom spring设为一种较小值设置完之后继续求解,若刚开始出现背面不再出现,stiffness warings,则k、使用绑定约束假如某一接触对的接触状态对整个模型的影响不大,或者这一对接触面C在整个分析过程中都是一直紧密接触的,可以考虑将它们之间的接触关系改为绑定约束,这样有助于消除刚体位移,并且大大减少计算接触状态所需要的迭代CAE:interaction将设为若使用了绑定约束或者定义了过盈约束,module,interaction-constraints,type tie则必须让位置误差程度略不小于主面和从面在模型中的距离、平稳建立接触关系,先定义一种很小荷载的分析步,在下个分析步中加真实荷载D、细化网格粗糙的网格会使难以确定接触状态,例如,假如在接触面的宽度E ABAQUS方向上只有一种单元,则常常会出现收敛问题一般来说,假如从面上有的圆角,90提议在此圆角处至少划分个单元
10、假如接触属性为默认的“硬”接触,则不能使用六面体二次单元和以F C3D20C3D20R,及四面体二次单元而应尽量使用六面体一阶单元假如无法划分六面体单元网C3D10,格,可以使用修正的四面体二次单元C3D10MABAQUS Analysis Users Manual—Defining contact pairs inABAQUS/Standardo、防止过约束接触:从面节点会受到沿主面法线方向的约束边界条件连G overconstraint接单元子模型边界多种约束,例如耦合约束、刚connector SUBMODELCOUPLING体约束*、绑定约束江正、旋转周期对称约束1^32BODY*TIE,CYCLIC多点约束*、线性方程约束等例如,假如在节点上SYMMETRY1^^0EQUATION同步定义了绑定约束和边界条件,或者既约束了沿切向的位移,又定义了使用摩擦或粗糙摩擦的接触关系,都会导致过约束对于某些常Lagrange见的过约束,会自动清除不需要的约束条件,在文献中不会看到ABAQUS MSGZero Pivot(零主元)和警告信息,可以得到对的的分析成果假如Overconstraint ChecksABAQUS在分析过程中发现了过约束,将会自动为这些节点创立一种集合留在文献中WarnNodeOverconTieContact®ODBABAQUS Analysis Users Manual—Overconstraint Checks、摩擦计算会增大收敛难度,若摩擦对分析成果影响不大,可令摩擦系数为若需要摩H0擦来消除刚体位移,则不能令系数为应尽量根据实际状况来定
0、处理振颤问题、主面必须足够大,保证从面节点不会滑出主面或落到主面的背面假I1如无法在模型中定义足够大的主面,可以在关键词中使用参数.CONTACT PAIR来扩大主面的尺寸EXTENSION ZONE<扩展尺寸〉CONTACT PAIR,SMALL SLIDING,EXTENSION ZONE=ABAQUS AnalysisUsersManual—Overconstraint Checks
2、使用自动过盈接触极限(automaticoverclosuretolerance)主面,从面,CONTACT CONTROLS,MASTER=SLAVE=automatic toleranceCAEinteraction module,interaction-contact controls-create,选择automatic overclosuretolerance、主面应足够光滑,尽盘使用解析刚性面,而不要用由单元构成的刚性面3SURFACE,FILLET RADIUS对于由单元构成的刚性面,使用如下关键词CONTACT PAIR,SMOOTH、假如只有很少的从面节点和主面接触,则应细化接触面的网格或将接触属性设置为软接触
4、假如模型有较长的柔性部件,并且接触压力较小,则应将接触属性设置为软接触5接触模拟实例
1、createpart可以在sketch中作出图形,在建立part时,删除不需要的创立刚体部件时,需指定参照点、创立材料和属性,刚体部件不需要
2、定义装配件
3、划分网格非独立实体网格划分基于部件
4、设置分析步每个分析步变化一种单元长度的位置,可知总共的时间增量步,取倒数就5是增量步长非线性分析中需要将(几何非线性)打开Nlgeom、定义接触面,接触属性(库伦摩擦摩擦系数)定义接触确定主从面6penalty frictioncoeff,关系以及接触属性、在中设置输出变量7step module、在模块中定义边界条件,事先创立集合用于定义边界和加载8load、提交9定义两个接触面的距离或过盈量重要有三种措施)直接根据模型的尺寸位置和参数来判断1ADJUST)使用关键词*2CONTACT INTERFERENCE)使用关键词3CLEARANCE使用*来定义过盈接触时,要注意三个要点CONTACT INTERFERENCE)关键词*((中的参数置误差程度,要略不小于接触面之间的宽度130^^71PAIR)使用自定义的幅值曲线,使过盈接触的幅值在整个分析步中从到逐渐增大201)要把过盈量设为负值3弹塑性分析默认的塑性材料特性应用金属材料的经典塑性理论,采用屈服面来定义各向ABAQUS Mises同性屈服,ABAQUS AnalysisUsersManual-----------classical metalplasticity分析成果中所对应的变量Abaqus真实应力,S,Mises;真实应变对于几何非线性问题()文献中输出的变量是对数*Step,NLGEOM=YES ODB应变LE;对于几何线性问题(*Step,NLGEOM=NO),默认的输出变量是总应变E塑性应变等效塑性应变塑性应变量塑性应变分量比例加载时,大多PEEQ,PEMAG,PE数材料的和相等描述的是变形过程中某个时刻的塑性应变,与加PEMAG PEEQPEMAG载历史无关,而是整个变形过程中塑性应变的累积成果若〉表明材料发生PEEQ PEEQ了屈服,但不应当超过材料的破坏应变()无法模拟构件因塑性变failure strain□Standard形过大而破坏的过程,只能用来分析explicit ABAQUS AnalysisUsersManual—progressive damageandfailure弹性应变弹性应变EE名义应变名义应变NE弹塑性分析的基本措施定义几何非线性关系,(*二)Step,NLGEOM YES定义塑性材料*二材料名称material,nameelastic210000,
0.3plastic屈服点处的真实应力,0真实应力,塑性应变在个数据点之间进行插值表达在屈服点处的塑性应变为各数据行的塑性应变必Abaqus0,须递增次序排列应尽量使最大塑性应变〉模型中也许出现的应力应变值,超过最大值后材料成为理想塑性,不过理想塑性材料的应力应变不是一一对应的,也许不收敛仅将所关怀的重要部位设置为弹塑性材料收敛问题在后处理中把变形缩放系数设为时,仍在施加载荷处看到由于过度变形而扭曲的单元1)设定关键词*的塑性数据时:应让其中最大的真实应力和塑性应变不小于模型中1PLASTIC也许出现的应力应变值)对于出现很大局部塑性应变的部件,假如不关怀其精确的应力和塑性变形,可以将其2设置为线弹性材料尽量不要对塑性材料施加点载荷,而是根据实际状况来使用面载荷或线载荷假如必须在3某个节点上施加点载荷,可以使用藕合约束来为载荷作用点附近的几种节coupling constraint点建立刚性连接,这样这些节点就会共同承担点载荷CAEinteractionconstraint,将type改成coupling单元选择假如材料是不可压缩性的例如金属材料,在弹塑性分析中使用二次完全积分单元C3D20轻易产生体积自锁假如使用二次减缩积分单元当应变大时,需要划分C3D20R,20%〜40%足够密的网格才不会产生体积自锁因此,提议使用的单元是非协调单元一次减C3D8I缩积分单元和修正的二次四面体单元C3D8R C3D10M单向压缩试验过程模拟若将压头设置为矩形,则接触部位的尖角会导致错误的分析,压头必须足够长,若增大后的试样的直径超过了压头底面直径,意味着从面节点落到了主面之外,会导致接触分析的收敛问题使用关键词*来将节点分析成果输出至文献在第一种分析步的如下语句NODE PRINTDATOutput,field,variable=PRESELECT在其后添加如下语句*NODE PRINT,NSET=Set-Head-RefRF,其中,是为压头的参照点创立的集合Set-Head-Ref有关子模型submodel子构造与子模型相反user^munual-submodeling,substrcuture在全局模型分析成果的基础上,使用细化网格对模型的局部作深入分析子模型是从全局模型上切下来的一部分,网格划分可以不变化,也可以细化
1.子模型边界submodelboundary尽量选择位移变化不剧烈的位置作为边界
2.驱动变量drive variable一般是位移全局模型在子模型边界上的位移成果,被作为边界条件来引入子模型假如全局模型和子模型在子模型边界上的节点分布不一样,ABAQUS会对全局模型在此处的位移成果进行插值处理子模型分析环节
3.完毕全局模型分析,保留子模型边界附件的分析成果1创立子模型,定义子模型边界全局模型上的边界,假如位于子模型区域内,则保持不变,2位于子模型之外,则不需要设置各个分析步中的驱动变量从全局模型中读入一选中标3model-edit attributes,submodel签页,选中在read datafrom jobBC manager-create,category other,types forselected step设为点击右下角中输入位移,在第二个分析步中,submodel sets,D.O.F.global step numbero点击把改为含义为读入全局模型中propagated,magnitudes useresultso oo globalstepnumber第几种分析步中的位移成果设置子模型的边界条件、荷载、接触和约束防止发生清除子模型中4overconstraint checks,不需要的约束、接触面、接触关系提交对子模型的分析,检查分析成果5热应力分析能处理的问题
1.ABAQUS)非耦合传热分析模型的温度场不受应力应变场或电场的影响1)次序耦合热应力分析应力应变场取决于温度场,温度场不受应力应变场的影响2)完全耦合热应力分析应力应变场和温度场之间有着强烈的互相作用,需要同步求解3)绝热分析力学变形产生热,并且整个过程的时间极短暂,不发生热扩散4基本环节
1.transient modal dynamic analysistime domain响应所需条件如下系统是线性的线性材料特性、无接触行为、不考虑几何非线性1响应只受相对较少的频率支配挡在响应中频率的成分增长时例如打击和碰撞问题,振型2叠加法的效率将会减少荷载的重要频率应当在所提取的频率范围之内,以保证对荷载的描述足够精确3特性模态应当能精确地描述任何忽然加载所产生的初始加速度4系统的阻尼不能过大5基于模态的稳态动态分析在顾客指
2.mode-based steady-state dynamic analysis定频率内的谐波鼓励下,计算引起构造响应的振幅和相位,得到的成果是在频域frequency上的,其经典的分析对象包括发动机的零部件和建筑物中的旋转机械等等domain反应谱分析当构造的固定点处发生动态运动时,计算其峰值响应
3.response spectrumanalysis位移、应力等,得到的成果是在频域上的,其经典的应用是计算发生地震时建筑物的峰值响应随机响应分析当构造承受随机持续的鼓励时,计算其动态响应,得
4.random responseanalysis到的成果是在频域上的,鼓励的表达措施是记录意义上的能力谱函数,其经典的应用包括计算飞机对扰动的响应、构造对噪声的响应等直接解法对于非线性动态问题,必须对系统进行直接积分隐式动态分析分析步类型为通用分析步
1.implicit dynamic analysis generalanasylis step基于子空间的显示动态分析通过显示直接积分来求
2.subspace-based explicit dynamicanalysis解弱非线性动态问题,其动力学平衡方程以向量空间的形式来描述,对应的分析步为通用分析步,不用用于接触问题显式动态分析使用通过显式直接积
3.explicitdynamicanalysis abaqus/explicit,分来求解非线性动态问题,分析步为通用分析步基于直接解法的稳态动态分析使用用
4.direct-solution steady-state dynamicanalysis直接分析构造的稳态简谐响应,分析步为线性摄动分析步abaqus/standard,基于子空间的稳态动态分析使用来分析
5.subspace-based steady-state dynamicanalysis standard构造的稳态简谐响应,其稳态动力学方程以空间向量的形式来描述,对应的分析步为线性摄动分析步表
9.2ABAQUS/Standard和ABAQUS/Expikit的主要区别,ABAQUS/Sundard ABAQVSExplicit鬟供了适于■式分析的第元庠.行“不无不能用ABAQlSSumkrd提供了军富的♦元苒于例如眠口单元ABAQUS/EiplirM C3I LU20R一,通用分析步和线■动分析步遑用分析步一h与的材料侵型的美但一个的区别是提供ABAQUS/Sumhrd fcl.■A提供了丰富的材料候R了材料失效模型接触同的绫终分析各肿反杂的接触网•分析复杂接触向的能力优于18ABAQLS/Sundafd使用装尸用度的求加技术•具有无条件求技术使用状式枳分求X技术.条件晚定件H113松定性占用磁盘由产在墙依步中作大迭代.可帷占用大It所需的敲世空间和内〃小尸ABAVUS/Stumianl空间和内存状的磁微空间和内存提供了两种特性值提取措施措施和子空间迭代法模型Abaqus/standard lanczossubspace iteration,大且需要多阶振型时,前者快;振型不不小于阶时,后者快频率提取20线性摄动分析
1.step-linear—pertuibation—frequency频率提取分析所得到的节点位移是通过单位化的,各阶振型中的最大位移都是仅是个相对
2.
1.值在文献中,包括特性值、参与系数和有效质量
3.dat eingenvalueparticipation factoreffective保证在频率提取分析步中,重要运动方向上的总有效质量要超过模型中可运动质量mass o的90%瞬时模态分析可以计算线性问题在时域上的动力响应transient modaldynamicanalysis瞬时模态动态分析步中的时间增量要不不小于频率提取分析步中得到的最高频率所对应的周
1.期值,荷载持续时间大些,可以观测到振动的衰减过程动态分析中的时间步长是有实际物理意义的阻尼的大小影响振动的过程瑞利阻尼,顾客定义,与材料,
2.Step—dampingo C=am+BK,a8形状,厚度,边界等条件有关一般状况下,阻尼对大阻尼系统不可靠直接模态rayleigh阻尼即与每阶模态有关的临界阻尼比,其经典的取值范围是一般可取经验值的1%〜10%,一5%Getting startedwith abaqusdamping-comparison withdirect timeintergration创立瞬时模态动态分析步瞬时模态动态分析步必须位于频率提取分析
3.step—modal dynamics步之后,且在频率提取分析步中要保证提取了足够数量的模态一设定也可以在对话框中选中90%o basictimeperiod,,,time incrementoedit stepuse initial然后在中,中定义初始速度或者加速度conditions,10admodulefield-create定义荷载随时间变化的幅值一类型
4.load—tools amplitude―create,tabular,光滑参数,输入分析步时间和幅值,最大为相对值定义集中力定义在smoothing1,sets上在查看变量和时间的关系
5.results—history output在后处理时创立场变量随时间变化曲线显示动态分析
6.tools—xydata—create,odb field output模型大且有复杂接触、分析步短暂,显式分析优势较大瑞利阻尼必须在中作为材料参数来定义,且只对显式动态分析起作用
1.propertyMechanical-damping添加分析步类型显示动态分析步中默认的几何非线性参数为
2.general-dynamic,explicit,on中,将单元库改为
3.mesh moduleassign elementtype explicit会把详细的分析过程显示在文献中,而不是在文献中在文献中可
4.abaqus/explicit stamsg sta看到初始时间增量步显式动态分析的计算时间取决于单元总数及稳intial timeincrement o定期间增量步模型中单元尺寸越小,弹模越大,密度越大,稳定期间增量步就越小,计算时间越长,因此,不能随意地细化网格有关计算时间-getting startedwith abaqus-cost ofrefinementin inplicitand explicitanalysis,automatic timeincrementation andsability—massscaling
5.查看能量平衡状况,能量总和ETOTAL=常数Results—history output—动能kinetic energyALLKE forwhole model、能量总和total energyof theoutput set常见错误
1.errorunknown assemblyid10在边界条件、载荷、约束、预定义场等数据中,假如需要引用节点编号、单元编号,或需要引用在数据块或数据块中定义的集合名称,应在前面加Part Instance上实体名称
2.errornode0文献中不容许出现空行,需要换行,应加上**,不能使用中文的逗号
3.errorThe followingelements referenceone ormore nodesthat donot exist1234关键词前无*
4.errorambiguous keyworddeGnition关键词拼写错误
5.errorunknown parameterexpansion关键词参数错误在生成文献时,会在浮点数的整数背面加上一种小数点,修改数据时注意
6.CAE inp
7.errorkeyword ismisplaced关键词位置错误Abaqus keywordsreference manual中,列出了每个关键词应出目前文献的什么位置inp控制网格密度和梯度使用波前算法的三角形、四面体、四边形网格的节点和种子精确匹配;使用中轴算法的六面体或四边形网格,会调整单元的分布,不过可以通过在边上的约束种子防止调整分abaqus区创立了附加的边,可以对局部网格密度施加更多的控制,可以在应力集中区域细化网分派单元类型荷载和边界条件等是基于几何体的,而不是基于网格网格质量检查限制条件包括形状比、最大最小角度和形状因子等在消息域显示单元的总数、扭曲单元的数量、平均扭曲和最差扭曲有限元分析实例详解(石亦平)有多种模块,包括前处理模块、主求解器接口Abaqus caeStandard andexplicitdesign,aqua,foundation等等在中若选择则选择了若选择则选择了step staticgeneral standard,dynamic explicito是一种通用分析模块,它使用隐式求解措施,可以求解广泛领域的线性和非线性问题,ABAQUS/standard包括静态分析、动态分析,以及复杂的非线性耦合物理场分析等用以进行显式动态分析,他使用显式求解措施,适于求解复杂非线性动力学问题ABAQUS/EXPLICIT,和准静态问题,尤其是用于模拟短暂、瞬时的动态事件,如冲击和爆炸问题此外,它对处理接触条件变化的高度非线性问题也非常有效(例如模拟成形问题)二维平面应力问题2D planar线性摄动分析步(linearpertuibationstep)只用于分析线性问题,explicit中不能使用此Standard中,如下分析总是线性的(特性值屈曲)(频率提取分析)(瞬时模态动buckle frequencymodaldynamic态分析)(随机响应分析)(反应谱分析)(稳random responseresponse spectrumsteady-state dynamics态动态分析)如模型只能中存在大位移或转动,几何非线性参数应选择NLGEOM ON设置求解过程时间增量步若模型中不包括阻尼或与速率有关的材料性质,时间没有实际意义容许的最小增量步最大容许的增量步最大数目e-5,1100设定输出数据叩下菜单项st output场变量输出成果()一种分析步结束时输出成果历史变量输出成果()个fieldoutputhistory output
0.1分析步结束输出一次应力成果设定自适应网格-一()一般比纯拉个狼日分析更稳定,高效,step—other adaptivemesh domaincontrol精确控制分析过程通用分析步控制收敛算法和时间积分精度standard step—other—general solutioncontrols静力问题,来控制迭代线性方程求解器的参数other—solver controls在功能模块中,重要可以定义模型的如下互相作用Interaction()主菜单定义模型的各部分之间或模型与外部环境之间的力学或热互相作用,例如接触、1Interaction弹性地基、热辐射等⑵主菜单定义模型各部分之间的约束关系Constraint⑶主菜单Connector定义模型中的两点之间或模型与地面之间的连接单元(connector),用来模拟固定连接、钱接、恒定速度连接、止动装置、内摩擦、失效条件和锁定装置等()主菜单定义惯量(包括点质量/惯量、非构造质量和热容)4Special-Inertia()主菜单定义裂纹5Special•Crack()主菜单定义模型中的两点之间或模型与地面之间的弹簧和阻尼器6Special•Springs/Dashpots⑺主菜单常用的菜单项包括(集合)、(面)和(幅值)等Tools SetSurface Amplitude约束在的功能模块、功能模块和功能模块中均有“约束”的ABAQUS/CAE AssemblyLoad Interaction概念,它们分别有着不一样的含义在功能模块中,约束的作用是定义各个实体Assembly Constraint间的互相位置关系,从而确定它们在装配件中的初始位置在功能模块中,主菜单的作用是定Load BC义边界条件,消除模型的刚体位移在功能模块中,主菜单约束的作用是定义Interaction Constraint模型各部分的自由度之间的约束关系,详细包括如下类型绑定约束模型中的两个面被牢固1Tie地粘结在一起,在分析过程中不再分开被绑定的两个面可以有不一样的几何形状和网格⑵Rigid Body刚体约束在模型的某个区域和一种参照点之间建立刚性连接,此区域变为一种刚体,各节点之间的相对位置在分析过程中保持不变⑶Display Body显示体约束与Rigid Body类似,受到此约束的实体只用于图形显示,而不参与分析过程耦合约束在模型的某个区域和参照点之间建立约束4Coupling运动耦合即在此区域的各节点与参照点之间建立一种运动上的约束关系1Kinematic Coupling分布耦合也是在此区域的各节点与参照点之间建立一种约束关系,不过对2Distributing Coupling此区域上各节点的运动进行了加权平均处理,使此区域上受到的合力和合力矩与施加在参照点上的力和力矩相等效换言之,分布搞合容许面上的各部分之间发生相对变形,比运动捐合中的面更柔软⑸Shell-to-Solid Coupling壳体-实心体约束在板壳的边和相邻实心体的面之间建立约束嵌入区域约束模型的一种区域镶嵌在另一种区域中6Embedded Region⑺Equation方程约束用一种方程来定义儿种区域的自由度之间的互相关系载荷施加在板壳边上的力或弯矩4Shell EdgeLoad:施加在面上的单位面积载荷,可以是剪力或任意方向上的力,通过一种向量来描述5Surface Traction:力的方向施加在管子内部或外部的压强6Pipe Pressure:单位体积上的体力7Body Force:施加在梁上的单位长度线载荷8Line Load:以固定方向施加在整个模型上的均匀加速度,例如重力;根据此加速度和材料属性9Gravity:ABAQUS中的密度来计算对应的载荷螺栓或紧固件上的紧固力,或其长度的变化10Bolt Load:广义平面应变载荷,它施加在由广义平面应变单元所构成11Generalized PlaneStrain:由于模型的旋转导致的体力.需要指定角速度或角加,以及旋转轴12Rotational BodyForce:施加在连接单元上的力13Connector Force:施加在连接单元上的弯矩14Connector Moment:Assembly独立实体独立实体是对功能模块中部件的复制,可以直接对独立实体划分1independent instancePart网格而不能对对应的部件划分网格假如对同一种部件创立了多种独立实体,则需mesh oninstance,要对每个独立实体分别划分网格⑵非独立实体非独立实体是功能模块中部件的指针不能直接对非独立dependent instancePart pointer,实体划分网格,而只能对对应的部件划分网格假如对同一种部件创立了多种独立实体,则mesh onpart只需对部件划分一次格,而不必再为每个非独立实体分别划分网格对非独立实体,应在窗口顶部的环境栏中把选项设为即对部件划分网格;反之,对独立object part,实体划分网格,应设为对整个装配件划分网格assembly,设置边上的种子,可以点击窗口右下角的选择约束条件constraints无约束节点数目可以超过或者少于种子;部分约束只能超过,不能少于;完全约束单元形状选择二维quad完全使用四边形,quad-dominated过渡区容许出现三角形单元,tri完全使用三角形三维hex完全使用六面体,hex-dominated过渡区容许出现楔形,tet完全使用四面体,wedge完全使用楔形网格颜色绿色黄色粉红色自由网格划分采用和的二次单元来保证精度,structured sweepfree tritet一般采用假如定义完全约束,也许划分不成功,可清除种子structured andsweep quadand hex,seeds假如某个区域显示为橙色表明无法使用目前赋予它的网格划分技术来生成网格可把实体分割为几种简朴的区域,再划分网格partition算法首先把要划分网格的区域分为某些简朴的区域,然后使用构造化网格划分技术来为这Medial axis些简朴的区域划分同格使用算法更轻易得到单元形状规则的网格,但网格与种子的位置吻合较差1Medial Axis在二维模型中使用算法时,选择最小化网格的过渡可以提2Medial AxisMinimize themesh transition高网格的质量,但用这种措施生成的网格更轻易偏离种子假如在某些边设置了受完全约束的则该算法会自动会其他边设置最佳的种子分布3seeds,不支持由导入的粗糙模型和虚拟拓扑4cad virtualtopology算法首先在边界上生成四边形网格,然后再向区域内部扩展Advancing Front得到的网格可以与种子的位置很好地吻合,但在较窄的区也许会使同格歪斜L.轻易实现从粗网格到细网格的过渡,轻易得到大小均匀的网格
2.支持由导入的粗糙模型和虚拟拓扑3cad virtualtopology检查网格质量verify mesh单元类型⑴线性单元又称一阶单元,仅在单元的角点处布置节点,在各方向都采用线性插值;linear⑵二次单元又称二阶单元,在每条边上有中间节点,采用二次插值;quadratic⑶修正的二次单元只有或单元才有这种类型,即在每条边上有中间节点,并采用修正modified Tri Tet的二次插值所谓线性完全积分是指当单元具有规则形状时,所用的高斯积分点的数目足以对单元刚度矩阵中的多项式进行精确积分承受弯曲载荷肘,线性完全职分单元会出现剪切自锁问题,导致单元过shearlocking于刚硬,虽然划分很细的网格,计算精度仍然很差Getting Startedwilh ABAQUSElement formulationandintegration1二次完全积分单元quadratic full-integration计算成果精确,适合模拟应力集中问题;一般无但不能用于接触分析;若材料不可压缩,shearlocking,在弹塑性分析中,轻易产生volumetriclocking;扭曲或弯曲应力有梯度,locking线性缩减积分单元linearreduced-integration单元和单元在默认的单元类型是线性减缩积分单元Quad HexABAQUS/CAE减缩积分单元比一般的完全积分单元在每个方向少用一种积分点线性减缩积分单元在单元的中心只有一种积分点,由于存在所谓“沙漏”数值问题而过于柔软,在线性减缩积分单元中引入了“沙ABAQUS漏刚度”以限制沙漏模式的扩展线性减缩积分单元有如下长处,)对位移的求解成果较精确12)网格存在扭曲变形时(例如Quad单元的角度远近不小于或不不小于90)分析精度不会受到大的影响)在弯曲载荷下不轻易发生剪切自锁3其缺陷如下)由要划分较细的网格来克服沙漏问题1)假如.但愿以应力集中部位的节点应力作为分析指标,则不能选用此类单元,由于线性减缩积分单元2只有在单元的中心有一种积分点,相称于常应力单元,通过外差值和平均后得到的节点应力则不精确二次减缩积分()单元quadratic reduced-integration优于线性减缩积分单元,不能用于接触分析、大应变问题,精度往往低于二次完全积分单元非协调摸式(incompatible modes)单元的长处如下)克服了剪切自锁问题,在单元扭曲比较小的状况下,得到的位移和应力成果很精确1)在弯曲问题中,在厚度方向上只需很少的单元,就可以得到与二次单元相称的结而计算成本明显减2少)使用了增强变形梯度的非协调模式,单元交界处不会重叠或开洞,因此很轻易扩展到非线性、有限3应变的位移注意,假如所关怀部位的单元扭曲比较大,尤其是出现交错扭曲时,分析精度会减少综上所述,选择三维实体单元类型时应遵照如下原则)对于三维区域,尽量采用构造化网格划分技术或扫掠网格划分技术,从而得到单元网格,减小1Hex计算代价,提高计算精度当几何形状复杂时,也可以在不重要的区域使用少许模形()单Wedge7Co)假如使用了自由网格划分技术,单元的类型应选择二次单元在中应选择修正2Tet ABAQUS/Explicit的单元在中可以选择但假如有大的塑性变形,或模型中存在Tet C3D10M,ABAQUS/Standard C3D10,接触,并且使用的是默认的“硬”接触关系(“hard”contactrelationship),则也应选择修正的Tet单元C3D10M)的所有单元均可用于动态分析,选用单元的一般原则与精力分析相似但在使用3ABAQUS模拟冲击或爆炸载荷时,应选用线性单元,由于它们具有集中质量公式,模拟应力波ABAQUS/Explicit的效果优于二次单元所采用的一致质量公式假如使用的求解器是在选择单元类型时还应注意如下方面ABAQUS/Standard,)对于应力集中问题,尽量不要使用线性减缩积分单元,可使用二次单元来提高精度假如在应力集1中部位进行了网格细化,使用二次减缩积分单元与二次完全积分单元得到的应力成果相差不大,而二次减缩积分单元的计算时间相对较短)对于弹塑性分析,假如材料是不可压缩性的(例如金属材料),则不能使用二次完全积分单元,否则2会出现体积自锁问题,也不要使用二次单元或单元推荐使用的是修正的二次单元或单Tri TetTriTet元、非协调单元,以及线性减缩积分单元假如使用二次减缩积分单元,当应变超过20%・40%时要划分足够密的网格)假如模型中存在接触或大的扭曲变形,则应使用线性或单元,以及修正的二次单元或3Quad HexTri单元,而不能使用其他的二次单元Tet)对于以弯曲为主的问题,假如可以保证在所关怀部位的单元扭曲较小,使用非协调单元(例如4C3D81单元)可以得到非常精确的成果)除了平面应力问题之外,假如材料是完全不可压缩的(例如橡胶材料),则应使用杂交单元;在某些状5况下,对于近似不可压缩材料也应使用杂交单元梁单元的类型选择原则中的所有梁单元都可以产生轴向变形、弯曲变形和扭转变形,ABAQUS B21和单元(线性梁单元)以及和单元(二次梁单元)既合用于模拟剪切变形起重要作用的深B31B22B32梁,又合用于模拟剪切变形不太重要的细长梁,三次单元和只需划分很少的单元就可以得到B23B33较精确的成果)在任何包括接触的问题中,应使用或单元(线性剪切变形梁单元)1B21B31)假如横向剪切变形很重要,则应采用和单元(二次梁单元)2B22B32Timoshenko)在的几何非线性模拟中,假如构造非常刚硬或非常柔软,应使用3ABAQUS/Standard杂交单元,例如和单元B21H B32H)假如在中模拟具有开口薄壁横截面的构造,应使用基于横截面翘曲理论的梁单元,4ABAQUS/Standard例如、单元B310S B320s定义耦合约束、定义参照点()1tools-reference pointinteraction module、创立参照点集合()2tools-set-manager-create setassembly module、定义受约束的面一()3tools surface-manager assemblymodule、定义耦合约束选择点集作为耦合约束控制点;选择面集作为约4create constraint-coupling—sets,surface,束面--设置(耦合类型)为(模型树中位于下)处在couplingt typedistributing constraintsassembly划分网格状态下,面和集合属于整个装配件,若处在部件划分网格的状态下,则面和集合仅属于部件,不能在、中使用assembly interactionor load module定义荷载、定义载荷随时间变化的幅值模块,(表格),1Load Tools-amplitude-1^Create,Tabular Continueo输入分析步时间和幅值默认为(单个分析步中的时间),若为则表Time spanstep timetotal time,达所有分析步中的所有时间(模型树)在分析步中荷载以总量而不是以增量的形式amplitudes/给定、定义荷载面,局部荷载定义需事先在中分割面2mesh module、默认幅值含义幅值从零线性增长至给定值3ramp定义边界条件、创立集合(点击),只选择面1loadmoduletools---set-manager show/Hide selectionoption、定义边界条件一2BC manager在处理器和求解器之间建立了一种传递数据的桥梁INP参数,参数keyword,Gbaqus keywordsreference manual^文献格式规则INP、以*开头,以**开始为注释行,不能有空行,关键词、参数、集合名称、面名称不辨别大1HEADING小写、没行不超过个字符,包括节点不超过个,和*数据行包括数据不超2256ELEMENT15*ELSET NSET过个,超过部分被忽视
16、一行未结束需换行时,加逗号
3、关键词和各参数之间、数据之间均要加逗号,表明下一行是这行延续4带孔方板实例INP
1、PREPRINT,,echo=no,model=no,history=no,contact=no;设置dat文献中记录的内容、名字;非独立实体(网格划分在部件上),数据块包括节点、单元、集合和截面2*PART,NAME=part属性等数据,若为独立实体,则该数据出目前*中instance、编号,坐标坐标,不一样部件和实体可以有相似的编号,在引用时需加上实3*NODE,1,2,,体名,如表达中的节点PART-A-L5,PART-A-
15、=单元类型4/ELEMENT,TYPE单元编号,节点编号,节点编号
6、二名称13*step,name*static初始增量步,分析步时间,最小增量步,最大增量步、集中荷载141*cload节点编号或集合,自由度编号,荷载值定义在单元上的分布荷载2*Dload单元编号或单元集合,荷载类型代码,荷载值定义在面上的分布荷载3*dsload面名称,荷载类型代码,荷载值荷载类型代码见《》abaqusanalysisusers manual使用文本编辑软件修改文献,不会影响模型的数据库可采用一下的几种措施inp、为修改后的创立分析作业,对话框中将设为1inp createJob SourceInput inp、将文献导人.从而创立一种新的模型一文献中不包括模型的几2INP ABAQUS/CAE modelInp何信息若中包括不支持的关键词,则也许无法导入inp caeUsersmanual中有u keywordssupport fromthe inputfile”查询哪些key words不可、窗口中输入命令文献的名称〉3ABAQUS CommandAbaqusjob=vINP、使用功能来修改文献,能保留文献修改,不过不能真正4Edit Keywords INPMode—edit Keyword,变化模型数据库查看分析过程信息在分析过程中生成的文献、文献和文献包括着更完整的分析信息参见STA MSGDAT ABAQUS第节在进行非线性分析时例如接触分析和弹塑性分析,往往会AnalysisUsersManual〜Output”出现不收敛的问题,此时上述文献中的信息是查找模型问题的重要根据对各个文献的处ABAQUS理过程如下、对文献进行预处理,打开任务管理器,可以看到名为的进程预处理过程1INP Windowspre.exe中出现的错误信息和警告信息会显示在文献中ERROR WARNINGDAT、假如在文献中出现了错误信息,阐明在文献中存在严重的错误,不会开始分2DAT INP ABAQUS析计算、假如文献中没有错误,就会开始分析在任务管理器中会出现对应的进3INPABAQUSWindows程,进程名为;Standard.exe Explicit.exe、假如在分析过程中发现问题,会在文献中显示对应的错误信息或警告4ABAQUS/Standard MSG信息此外各个时间增量步的迭代过程也将显示在文献中MSG、会在文献中详细地列出分析过程信息只是在文献5ABAQUS/Explicit STA.ABAQUS/Standard STA中简要列出已完毕的分析步和迭代收敛悄况、在文献中详细列出与迭代收敛有关的参数设置和分析过程6ABAQUS/Standard MSG、会在文献的后半部分显示顾客所规定输出的分析成果,以及模型的规模、7ABAQUS/Standard DAT求解所占用的内存和磁盘空间、分析所周时间等内容假如在文献的数据块中使用INP Step*等关键词,就可以将节点或单元的分析成果输出到文献中,NODE PRINl^^EL PRINTDAT*NODE PRINT,NSET=Set-Point u,、运行环境的设置,安装目录下中环境文献可修改参数,详细见8abaqus siteabaqus-v
6.env,abaqus和installation andlicense guide——
4.1users manual---------------接触分析>非线性问题三种类型:材料非线性应力应变关系,几何非线性1material nonlinearitygeometric位移的大小对构造的响应发生影响,如大位移、大转动、初始应力、几何刚性化和nonlinearity忽然翻转边界条件非线性边界条件在分析过程中发生变化,snap through,boundary nonlinearity如接触问题、使用算法来求解非线性问题,它把分析过程划分一系列2ABAQUS/Standard Newton-Raphson的载荷增量步,在每个增量步内进行若干次迭代得到可接受的解后,再求解下一种增iteration,量步,所有增量响应的总和就是非线性分析的近似解不需要进行迭代,而是显示地从上个增量步的静力学状态来推出动力学平衡ABAQUS/Explicit方程的解的求解过程需要大量的增量步,但由于不进行迭代,也不需规定解ABAQUS/Explicit全体方程组,其每个增量步的计算成本很小,可以很高效地求解复杂的非线性问题、若部件刚度大,且变形、应力不是重点,则可将其当作刚体,减小模型规模
3、创立刚体:1part—analytical rigid,,,、边界条件与荷载均施加在上,黄色2tools---reference point,reference pointRP设置单元类型,,刚体部件不需划分网格和设置单元3ASSEMBLY—instancepartmesh——类型,也不需要材料和截面属性4step—initial定义边界仅定义,加载在load模块中进行,接触分析中,提议先施加较小荷载,建立接触关系,再施加真实荷载,轻易收敛每个后均可设置场变量和历step史变量变量输出定义接触面,接触对的法线方向相反,指向实体外部5interaction—tools—surface-manager,定义接触属性6creat interactionproperty定义接触选择主面从面刚体单元的面必须是主7creat interaction,master surface,slave surfaceo面Sliding formulationfinite sliding有限滑移small sliding边界与荷载创立参照点集合,在参照点上定义边界加载,此时需选择8load-tools—set BC,st叩、重要问题4三类接触面由单元构成的柔体接触面或刚体接触面,由节点构成的接触面,解析刚体截
1.面面,,,一种接触对最多只能有一种由节点构成的接触面若只有一种接contactpair触面,称为自接触selfcontact两种算法通用接触算法,接触对算法需指定接触面
2.接触方向总是主面的法线方向,从面上的节点不会穿越主面,但主面上的节点可以穿越从
3.面主面选择原则刚度大,网格较粗,主面不能是由节点构成的面,并且必须是持续的,假如是有限滑移主面在发生接触的部位必须是光滑的即不能有尖角finite sliding,假如接触面在发生接触的部位有很大的凹角或尖角,应当将其分别定义为两个面假如是有限滑移则在整个分析过程中,都尽量不要让从面节点落到主面之外尤finite sliding,其是不要落到主面的背面,否则轻易出现收敛问题一对接触面的法线方向应当相反,假如法线方向错误,往往会将其理解为具有很大过盈量的过盈接触,因而无法ABAQUS到达收敛二接触属性CONTACT PAIR,INTERACTION从面名称,主面名称有限滑移两个接触面之间可以有任意的相对滑动这是定义接时的默认特性
4.finite sliding其关键词为*〈接触属性〉CONTACT PAIR,INTERCTION=〈从而名称,,〈主面名称〉需不停鉴定从面节点和主面哪部分发生接触,规定主面是光滑的,否则不轻易收敛Standard小滑移滑动量大小只是单元尺寸的一小部分
5.small sliding接触属性〉*CONTACTPAIR,INTERCTION=,SMALL SLLIDING〈从面名称,,〈主面名称〉在分析开始就确定了从而节点和主面的哪些部分发生了接触,接触关系不会变化,小滑静也可以用于儿何非线性问题虽然用定义的分析步,并考虑面的大转动和大.STEP.NLGEOM变形,更新解除力的传递途径假如在模型中没有几何非线性,则忽视面的转动和变形,载荷的旅程保持不变小滑移问题的接触压强根据未变形时的接触面积来计算,有限滑移则是根据变化的接触面积来计算不做设置,自动根据模型中主面和从面的距离判断接触状态
6.abaqus触属性名称〉,仁位移误差程度CONTACTPAIR,INTERCTION=^adjus〈从面名称,,〈主面名称〉。
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