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ABAQUS第6讲:非线性分析

专业ABAQUS有限元建模经验笔记

基于ABAQUS的有限元分析和应用 第一章绪论 1.有限元分析包括下列步骤: 2.为了将试验数据转换为输入文件,分析者必须清楚在程序中所应用的和由实验人员提供的材料数据的应力和应变的度量。 3.ABAQUS建模需注意以下内容: 4.对于许多包含过程仿真的大变形问题和破坏分析,选择合适的网格描述是非常重要的,需要认识网格畸变的影响,在选择网格时必须牢牢记住不同类型网格描述的优点。 第二章ABAQUS基础 1.一个分析模型至少要包含如下的信息:离散化的几何形体、单元截面属性、材料数据、载荷和边界条件、分析类型和输出要求。 ①离散化的几何形体:模型中所有的单元和节点的集合称为网格。 ②载荷和边界条件: 2.功能模块: (1)Assembly(装配):一个ABAQUS模型只能包含一个装配件。 (2)Interaction(相互作用):相互作用与分析步有关,这意味着用户必须规定相互作用是在哪些分析步中起作用。 (3)Load(载荷):载荷和边界条件与分析步有关,这意味着用户指定载荷和边界条件是在哪些分析步中起作用。 (4)Job(作业):多个模型和运算可以同时被提交并进行监控。 3.量纲系统 ABAQUS没有固定的量纲系统,所有的输入数据必须指定一致性的量纲系统,常用的一致性量纲系统如下:

4.建模要点 (1)创建部件:设定新部件的大致尺寸的原则必须是与最终模型的最大尺寸同一量级。(2)用户应当总是以一定的时间间隔保存模型数据(例如,在每次切换功能模块时)。(3)定义装配: 在模型视区左下角的三向坐标系标出了观察模型的方位。在视区中的第2个三向坐标系标出了坐标原点和整体坐标系的方向(X,Y和Z轴)。 (4)设置分析过程: (5)在模型上施加边界条件和荷载: 用户必须指定载荷和边界条件是在哪个或哪些分析步中起作用。 所有指定在初始步中的力学边界条件必须赋值为零,该条件是在ABAQUS/CAE中自动强加的。 在许多情况下,需要的约束方向并不一定与整体坐标方向对齐,此时用户可定义一个局部坐标系以施加边界条件。 在ABAQUS中,术语载荷通常代表从初始状态开始引起结构响应发生变化的各种因素,包括:集中力、压力、非零边界条件、体力、温度(与材料热膨胀同时定义)。

abaqus有限元分析过程

一、有限单元法的基本原理 有限单元法(The Finite Element Method)简称有限元(FEM),它是利用电子计算机进行的一种数值分析方法。它在工程技术领域中的应用十分广泛,几乎所有的弹塑性结构静力学和动力学问题都可用它求得满意的数值结果。 有限元方法的基本思路是:化整为零,积零为整。即应用有限元法求解任意连续体时,应把连续的求解区域分割成有限个单元,并在每个单元上指定有限个结点,假设一个简单的函数(称插值函数)近似地表示其位移分布规律,再利用弹塑性理论中的变分原理或其他方法,建立单元结点的力和位移之间的力学特性关系,得到一组以结点位移为未知量的代数方程组,从而求解结点的位移分量. 进而利用插值函数确定单元集合体上的场函数。由位移求出应变, 由应变求出应力 二、ABAQUS有限元分析过程 有限元分析过程可以分为以下几个阶段 1.建模阶段: 建模阶段是根据结构实际形状和实际工况条件建立有限元分析的计算模型――有限元模型,从而为有限元数值计算提供必要的输入数据。有限元建模的中心任务是结构离散,即划分网格。但是还是要处理许多与之相关的工作:如结构形式处理、集合模型建立、单元特性定义、单元质量检查、编号顺序以及模型边界条件的定义等。

2.计算阶段:计算阶段的任务是完成有限元方法有关的数值计算。 由于这一步运算量非常大,所以这部分工作由有限元分析软件控制并在计算机上自动完成 3.后处理阶段: 它的任务是对计算输出的结果惊醒必要的处理, 并按一定方式显示或打印出来,以便对结构性能的好坏或设计的合理性进行评估,并作为相应的改进或优化,这是惊醒结构有限元分析的目的所在。 下列的功能模块在ABAQUS/CAE操作整个过程中常常见到,这个表简明地描述了建立模型过程中要调用的每个功能模块。 “Part(部件) 用户在Part模块里生成单个部件,可以直接在ABAQUS/CAE环境下用图形工具生成部件的几何形状,也可以从其它的图形软件输入部件。 Property(特性) 截面(Section)的定义包括了部件特性或部件区域类信息,如区域的相关材料定义和横截面形状信息。在Property模块中,用户生成截面和材料定义,并把它们赋于(Assign)部件。 Assembly(装配件) 所生成的部件存在于自己的坐标系里,独立于模型中的其它部件。用户可使用Assembly模块生成部件的副本(instance),并且在整体坐标里把各部件的副本相互定位,从而生成一个装配件。 一个ABAQUS模型只包含一个装配件。

abaqus 有限元分析(齿轮轴)

Abaqus分析报告 (齿轮轴) 名称:Abaqus齿轮轴 姓名: 班级: 学号: 指导教师:

一、简介 所分析齿轮轴来自一种齿轮泵,通过用abaqus软件对齿轮轴进行有限元分析和优化。齿轮轴装配结构图如图1,分析图1中较长的齿轮轴。 图1.齿轮轴装配结构图 二、模型建立与分析 通过part、property、Assembly、step、Load、Mesh、Job等步骤建立齿轮轴模型,并对其进行分析。 1.part 针对该齿轮轴,拟定使用可变型的3D实体单元,挤压成型方式。 2.材料属性 材料为钢材,弹性模量210Gpa,泊松比0.3。

3.截面属性 截面类型定义为solid,homogeneous。 4.组装 组装时选择dependent方式。 5.建立分析步 本例用通用分析中的静态通用分析(Static,General)。 6.施加边界条件与载荷 对于齿轮轴,因为采用静力学分析,考虑到前端盖、轴套约束,而且根据理论,对受力部分和轴径突变的部分进行重点分析。 边界条件:分别在三个轴径突变处采用固定约束,如图2。 载荷:在Abaqus中约束类型为pressure,载荷类型为均布载荷,分别施加到齿轮接触面和键槽面,根据实际平衡情况,两力所产生的绕轴线的力矩方向相反,大小按比例分配。 均布载荷比计算: 矩形键槽数据: 长度:8mm、宽度:5mm、高度:3mm、键槽所在轴半径:7mm 键槽压力面积:S1 = 8x3=24mm2 平均受力半径:R1=6.5mm 齿轮数据:= 齿轮分度圆半径:R2 =14.7mm、压力角:20°、 单个齿轮受力面积:S2 ≈72mm2 通过理论计算分析,S1xR1xP1=S2xR2xP2,其中,P1为键槽均布载荷

ABAQUS使用时的点点滴滴

ABAQUS学习笔记 一.AQUS-.inp编码介绍 (一).ABAQUS头信息文件段(1-4) 1.*PREPRINT 输出求解过程所要求的信息(在dat文件中) ie:*PREPRINT, ECHO=YES, HISTORY=YES, MODEL=YES 2.*HEADING 标题输出文件(出现在POST/VIEW窗口中,且出现在结果输出文件中) ie:*HEADING STRESS ANALYSIS FOR A PLATE WITH A HOLE 3.*RESTART 要求abaqus/standard输出其POST/view模块所需要的.res文件。其中的FREQ =?控制结果在每次迭代(或载荷步)输出的次数。 ie:*RESTART, WRITE, FREQ=1 4.*FILE FORMAT 要求abaqus/standard输出到.fil中的某些信息。它也用于post。对于在后处理中得到x-y形式的诸如应力-时间、应力-应变图有用! ie: *FILE FORMAT, ZERO INCREMENT (二).ABAQUS网格生成段 定义结点、单元,常用的命令有:结点定义(*NODE,*NGEN),单元定义(*ELEMENT,*ELGEN等)。 1.*NODE 定义结点,其格式为: *NODE 结点号,x轴坐标,y轴坐标,(z轴坐标) 2.*NGEN 在已有结点的基础上进行多个结点的生成,一般是在两结点间以某种方式(直线、圆)产生一定分布规律的结点。 如:*NGEN, LINE=C, NSET=HOLE, 119, 1919, 100, 101 在两结点(结点号为119,1919)间以圆弧形式生成多个结点,100为任意相邻结点的单元号增量,101为圆弧形成时圆心位置的结点(对于直线形式生成没有此结点)。所有这些生成的结点(包括119,1919)被命名成HOLE的集合(这样做的目的是以后的命令中使用到它,比如说对这些结点施加同等条件的边界条件或载荷等,HOLE就是这些结点的代称)。*NGEN使用的前提就是必须存在已有结点。 *NGEN, NSET=OUTER 131, 1031, 100 以线形式形成结点,结点号增量100,结点集合名为OUTER。 *NGEN, NSET=OUTER 1031, 1931, 100 同上生成结点,可以同上结点集合名,这样OUTER就包括这两次生成的所有结点 3.*NFILL 在如上生成的结点集(实际上,代表两条几何意义上的边界线)之间按一定规律(BIAS=?)填充结点。这样所有生成的结点构成一定形状的实体(面)。 如:*NFILL, NSET=PLATE, BIAS=0.8 HOLE, OUTER, 12, 1 以HOLE为第一条边界,OUTER为第二条边界(终止边),以从疏到密的规律(BIAS小于1)分布,其生成结点数在两内外对应结点间为12,1为每组结点号的增量。所有这些结点被置于PLATE的集合中。 下面以上面生成的结点来生成单元: 4.*ELEMENT

支架的有限元分析ABAQUS

支架的线性静力学分析实例:建模和分析计算 在此实例中读者将学习ABAQUS/CAE的以下功能。 1) Sketch功能模块:导人CAD二维图形,绘制线段、圆弧和倒角,添加尺寸,修改平面图,输出平面图。 2) Part功能模块:通过拉伸来创建几何部件,通过切割和倒角未定义几何形状。 3) Property功能模块:定义材料和截面属性。 4) Mesh功能模块:布置种子,分割实体和面,选择单元形状、单元类型、网格划分 技术和算法,生成网格,检验网格质量,通过分割来定义承受载荷的面。 5) Assembly功能模块:创建非独立实体。 6) Step功能模块:创建分析步,设置时间增量步和场变量输出结果。 7) Interaction功能模块:定义分布榈合约束(distributing coupling constraint)。 8) Load功能模块:定义幅值,在不同的分析步中分别施加面载荷和随时间变化的集中力,定义边界条件。 9) Job功能模块:创建分析作业,设置分析作业的参数,提交和运行分析作业,监控运行状态。 10) Visualization功能模块:后处理的各种常用功能。 结构静力学分析(static analysis)是有限元法的基本应用领域,适用于求解惯性及阻尼对结构响应不显著的问题。主要用来分析由于稳态外载荷引起的位移,应力和应变等。本章的静力学分析实例按照ABAQUS工程分析的流程对支架进行线性静力学分析,通过实例基本掌握了分析的流程,同时了解接触的定义。 1.问题描述 所示的支架,一端牢固地焊接在一个大型结构上,支架的圆孔中穿过一个相对较软的杆件,圆孔和杆件用螺纹连接。材料的弹性模量E=2100000MPa,泊松比为0.3。

ABAQUS简支梁分析报告(梁单元和实体单元)

基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析 (梁单元和实体单元) 对于简支梁,基于 ABAQUS2016,首先用梁单元分析了梁受力作用下的应力,变形,剪力和力矩;对同一模型,并用实体单元进行了相应的分析。另外, 还分析了梁结构受力和弯矩作用下的剪力及力矩分析。 对于CAE仿真分析具体细节操作并没有给出详细的操作,不过在后面上 传了对应的cae,odb,inp文件。不过要注意的是本文采用的是ABAQUS2016 进行计算,低版本可能打不开,可以自己提交inp文件自己计算即可。可以到 小木虫搜索:“基于ABAQUS简支梁受力和弯矩的相关分析”进行相应文件 下载。 对于一简支梁,其结构简图如下所示,梁的一段受固支,一段受简支,在 梁的两端受集中载荷,梁的大直径D=180mm,小直径d=150mm,a=200mm, b=300mm,l=1600mm,F=300000N。现通过梁单元和实体单元分析简支梁的受 力情况,变形情况,以及分析其剪力和弯矩等。材料采用45#钢,弹性模量 E=2.1e6MPa,泊松比v=0.28。 图1 简支梁结构简图 1.梁单元分析 ABAQUS2016中对应的文件为beam-shaft.cae ,beam-shaft.odb,beam-shaft.inp。 在建立梁part的时候,采用三维线性实体,按照图1所示尺寸建立,然后 在台阶及支撑梁处进行分割,结果如图2所示。

图2 建立part并分割 接下来为梁结构分配材料,创建材料,定义弹性模量和泊松比,创建梁截 面形状,如图3,非别定义两个圆,圆的直接分别为180和150mm。然后创建 两个截面,截面选择梁截面,再选择图2中的所有梁,定义梁的方向矢量为(0,0,-1)(点击图3中的n2,n1,t那个图标即可创建梁的方向矢量),最后把 创建好的梁赋给梁结构。 图3 创建梁截面形状 接下来装配实体,再创建分析步,在创建分析步的时候,点击主菜单栏的Output,编辑Edit Field Output Request,在SF前面打钩,这样就可以在结果后 处理中输出截面剪力和力矩,如图4所示。在Load加载中,在固支处剪力边界 条件,约束x,y,z,及绕x和y轴的转动,如图5所示,同理,在固支另一处约束y,z,及绕x和y轴的转动。在梁的两端添加集中力,集中力的大小为300000N。最后对实体部件进行分网,采用B32梁单元,网格尺寸为10。完成

ABAQUS使用例题

看本例题之前,请务必先找着文献[1]中P75——P101中提供的例题完全照做一遍,以熟悉基本的操作流程。 下面是本例题的操作过程,模拟一片砌体墙片的滞回实验。 第一步:模型部件的建立 进入ABAQUS(中文版),在左方菜单中,选择“部件”,鼠标右键点击一下,选择“创建”,进入模型的部件创建菜单。模型中往往有一个或者多个部件构成。如图1,设定部件名称,其他选项如图1所示。 图1 然后中间的主操作界面出现,如图2。 此平面默认的在平行于计算机显示器的方向为XY平面,我们如图2,按照现实中墙体立面的尺寸画出墙体立面框,然后点击“完成”,弹出的菜单如图3.

图2 图3 此处的“深度”一项就是设定墙体部件的厚度,输入0.24(墙体厚度0.24m),点击确定。于是得到了墙体部件的基本视图如图4所示。 同理,依样设定加载梁的尺寸,得到加载梁部件。 这样,第一步部件尺寸设定就完成了。

图4 第二步:部件使用材料的设定 加载梁使用c50混凝土,砌体使用与实验相对应的材料参数。 由于模拟是针对砌体,所以不考虑加载梁的塑性,因此加载梁只设定密度和弹性。 而砌体则以混凝土塑性损伤本构模型来模拟,要设定密度、弹性、混凝土损伤塑性。 以上内容中混凝土材料参数的设定参见资料[2],砌体材料参数的设定参见资料[3]。 第三步:将材料属性赋予模型 设定了材料参数后,还要对将材料参数“赋予”模型。其操作菜单如图5 图5 首先建立两个界面SECTION-1和SECTION-2如图5左边红框所示,将两种材料(C50混凝

土与砌体材料)“注入”SECTION-1和SECTION-2中,然后点击右边红框中的图标,选择截面所要“赋予”的对象,即可完成材料参数赋予模型的操作。 第四步:安装配件 在第一步谁定好了部件后,实际上部件就像积木玩具的各个零件一样还是零散分开的,这时候,就要使用装配件功能如图6所示。 图6 用得较多的是红框中两个移动功能,非常简单,就是通过在空间坐标系中将部件平移到正确的位置即可。 第五步:设置分析步 在模拟滞回曲线实验的拟静力计算中,因为需要循环加载时反复推拉形成的,所以在模拟的时候需要设定多个分析步。而单纯的静力计算则只需一步就可以完成。 分析步的设定如图7所示,本次模拟一共设定了12个分析步,即表示反复推拉的模拟次数一共12次。 在设定分析步的过程中,将分析步的属性定为“静力、通用”。除了自定义的12步以外,还有ABAQUS默认的不能删除的初始步,是调整结构受力初始状态用的。 第六步:设定约束 这一步实际上是第四步的后续,第四步中我们只是把“积木玩具”完全进行了搭接,而没有进行固定。这一步的作用就是确定“积木玩具”各个分块之间相互作用的属性与关系。 对于实验来说,加载梁是牢牢固定在气体墙之上的,因此新建一个约束,属性选择“绑定”,将加载梁与砌体牢牢固定在一起。

悬臂梁—有限元ABAQUS线性静力学分析报告实例

线性静力学分析实例——以悬臂梁为例 线性静力学问题是简单且常见的有限元分析类型,不涉及任何非线性(材料非线性、几何非线性、接触等),也不考虑惯性及时间相关的材料属性。在ABAQUS 中,该类问题通常采用静态通用(Static,General)分析步或静态线性摄动(Static,Linear perturbation)分析步进行分析。 线性静力学问题很容易求解,往往用户更关系的是计算效率和求解效率,希望在获得较高精度的前提下尽量缩短计算时间,特别是大型模型。这主要取决于网格的划分,包括种子的设置、网格控制和单元类型的选取。在一般的分析中,应尽量选用精度和效率都较高的二次四边形/六面体单元,在主要的分析部位设置较密的种子;若主要分析部位的网格没有大的扭曲,使用非协调单元(如CPS4I、C3D8I)的性价比很高。对于复杂模型,可以采用分割模型的方法划分二次四边形/六面体单元;有时分割过程过于繁琐,用户可以采用精度较高的二次三角形/四面体单元进行网格划分。 悬臂梁的线性静力学分析 1.1 问题的描述 一悬臂梁左端受固定约束,右端自由,结构尺寸如图1-1所示,求梁受载后的Mises应力、位移分布。 ν 材料性质:弹性模量3 = E=,泊松比3.0 2e 均布载荷:F=103N 图1-1 悬臂梁受均布载荷图 1.2 启动ABAQUS 启动ABAQUS有两种方法,用户可以任选一种。 (1)在Windows操作系统中单击“开始”--“程序”--ABAQUS 6.10 --

ABAQUS/CAE。 (2)在操作系统的DOS窗口中输入命令:abaqus cae。 启动ABAQUS/CAE后,在出现的Start Section(开始任务)对话框中选择Create Model Database。 1.3 创建部件 在ABAQUS/CAE顶部的环境栏中,可以看到模块列表:Module:Part,这表示当前处在Part(部件)模块,在这个模块中可以定义模型各部分的几何形体。可以参照下面步骤创建悬臂梁的几何模型。 (1)创建部件。对于如图1-1所示的悬臂梁模型,可以先画出梁结构的二维截面(矩形),再通过拉伸得到。 单击左侧工具区中的(Create Part)按钮,或者在主菜单里面选择Part--Create,弹出如图1-2所示的Create Part对话框。 图1-2 Create Part对话框 在Name(部件名称)后面输入Beam,Modeling Space(模型所在空间)设

ABAQUS使用解答(整理)

Abaqus 使用问答 Q:abaqus的图形如何copy? A:file>print>file格式为png,可以用Acdsee打开。 Q:用Abaqus能否计算[Dep]不对称的问题? A:可以,并且在step里面的edit step对话框other里面的matrix solver有个选项。Q: 弹塑性矩阵【D】与ddsdde有何联系? A: stress=D*stran;d(stress)=ddsdde*d(stran)。 Q:在abaqus中,如果采用umat,利用自己的本构,如何让abaqus明白这种材料的弹塑性应变,也就是说,如何让程序返回弹性应变与塑性应变,好在output中输出,我曾想用最笨地方法,在uvarm中定义输出,利用getvrm获取材料点的值,但无法获取增量应力,材料常数等,研究了帮助中的例子,umatmst3.inp,umatmst3.for,他采用mises J2 流动理论,我在output history 显示他已进入塑性状态,但他的PE仍然为0!!? A: 用uvar( )勉强成功 。 Q: 本人在用umat作本构模型时, *static, 1,500,0.000001,0.1 此时要求的增量步很多,即每次增量要很小, *static 1,500 时,在弹性向塑性过度时,出现错误,增量过大,出现尖点.? A: YOU CAN TRY AS FOLLOWS: *STEP,EXTRAPOLATION=NO,INC=2000000 *STATIC 0.001,500.0,0.00001,0.1。 Q: 模型中存在两个物体的接触,计算过程中报错,怎么回事? A: 接触问题不收敛有两个方面不妨试试: 一、在*CONTACT PAIR 里调试ADJUST参数; 二、调一些模型参数,比如FRICTION等。 。 Q: 在边界条件和加载时,总是有initial这个步,然后是我们自己定义的加载步,请问这个initial步,主要作用是什么?能不能去掉? A: 不能去掉,所有的分析都有,是默认的步。 Q: A solid extrusion base feature 这句话是什么意思? extrusion、revolution等是什么意思? A: 这两的是三维建模时候,在画完二维图形,如何来生成三维图形, extrusion意思是你给定一个厚度,然后二维图形第三个方向上面伸展这么多形成三维图形 revolution意思是你给定一个旋转轴,二维图形绕其旋转后形成三维轴对称图形 。

abaqus有限元分析报告开裂梁要点

Abaqus梁的开裂模拟计算报告 1.问题描述 利用ABAQUS有限元软件分析如图1.1所示的钢筋混凝土梁的裂缝开展。参考文献Brena et al.(2003)得到梁的基本数据: 图1.1 Brena et al.(2003)中梁C尺寸 几何尺寸:跨度3000mm,截面宽203mm,高406mm的钢筋混凝土梁 由文献Chen et al. 2011得材料特性: 1.混凝土:抗压强度f c’=35.1MPa,抗拉强度f t= 2.721MPa,泊松比ν=0.2,弹性模量 E c=28020MPa; 2.钢筋:弹性模量为E c=200GPa,屈服强度f ys=f yc=440MPa,f yv=596MPa 3.混凝土垫块:弹性模量为E c=28020MPa,泊松比ν=0.2 2.建模过程 1)Part 打开ABAQUS使用功能模块,弹出窗口Create Part,参数为:Name:beam;Modeling Space:2D;Type:Deformable;Base Feature─Shell;Approximate size:2000。点击Continue 进入Sketch二维绘图区。由于该梁关于Y轴对称,建模的时候取沿X轴的一半作为模拟对象。 使用功能模块,分别键入独立点(0,0),(1600,0),(1600,406),(406,0),(0,0)并按下下方提 示区的Done,完成草图。 图2.1 beam 部件二维几何模型

相同的方法建立混凝土垫块: 图2.2 plate 部件二维几何模型 所选用的点有(0,0),(40,0),(40,10),(0,10) 受压区钢筋: 在选择钢筋的base feature的时候选择wire,即线模型。 图2.3 compression bar 部件二维几何模型 选取的点(0,0),(1575,0) 受拉区钢筋: 图2.4 tension bar 部件二维几何模型 选取的点(0,0),(1575,0) 箍筋: 图2.5 stirrup 部件二维几何模型 选取的点为(0,0),(0,330) 另外,此文里面为了作对比,部分的模型输入尺寸的时候为m,下面无特别说明尺寸都为mm。

ABAQUS有限元接触分析的基本概念

ABAQUS有限元接触分析的基本概念2009-11-24 00:06:28 作者:jiangnanxue 来源:智造网—助力中国制造业创新—https://www.doczj.com/doc/c55240024.html, CAE(计算机辅助工程)是一门复杂的工程科学,涉及仿真技术、软件、产品设计和力学等众多领域。世界上几大CAE公司各自以其独到的技术占领着相应的市场。ABAQUS有限元分析软件拥有世界上最大的非线性力学用户群,是国际上公认的最先进的大型通用非线性有限元分析软件之一。它广泛应用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程、国防军工、水利水电、生物医学、电子工程、能源、地矿、造船以及日用家电等工业和科学研究领域。ABAQUS在技术、品质和可靠性等方面具有卓越的声誉,可以对工程中各种复杂的线性和非线性问题进行分析计算。 《ABAQUS有限元分析常见问题解答》以问答的形式,详细介绍了使用ABAQUS建模分析过程中的各种常见问题,并以实例的形式教给读者如何分析问题、查找错误原因和尝试解决办法,帮助读者提高解决问题的能力。 《ABAQUS有限元分析常见问题解答》一书由机械工业出版社出版。 16.1.1 点对面离散与面对面离散 【常见问题16-1】 在ABAQUS/Standard分析中定义接触时,可以选择点对面离散方法(node-to-surface-dis - cre-tization)和面对面离散方法(surface-to-surface discretization),二者有何差别? 『解答』 在点对面离散方法中,从面(slave surface)上的每个节点与该节点在主面(master surface)上的投影点建立接触关系,每个接触条件都包含一个从面节点和它的投影点附近的一组主面节点。 使用点对面离散方法时,从面节点不会穿透(penetrate)主面,但是主面节点可以穿透从面。 面对面离散方法会为整个从面(而不是单个节点)建立接触条件,在接触分析过程中同时考虑主面和从面的形状变化。可能在某些节点上出现穿透现象,但是穿透的程度不会很严重。 在如图16-l和图16-2所示的实例中,比较了两种情况。

ABAQUS简支梁分析(梁单元和实体单元)

基于ABAQUS 简支梁受力和弯矩的相关分析 (梁单元和实体单元) 对于简支梁,基于ABAQUS2016,首先用梁单元分析了梁受力作用下的应 力,变形,剪力和力矩;对同一模型,并用实体单元进行了相应的分析。另 外,还分析了梁结构受力和弯矩作用下的剪力及力矩分析。 对于CAE 仿真分析具体细节操作并没有给出详细的操作,不过在后面上 传了对应的cae, odb , inp 文件。不过要注意的是本文采用的是 ABAQUS2016 进行计算,低版本可能打不开,可以自己提交 inp 文件自己计算即可。可以到 小木虫搜索:“基于ABAQUS 简支梁受力和弯矩的相关分析”进行相应文件 下载。 对于一简支梁,其结构简图如下所示,梁的一段受固支,一段受简支,在 梁的两端受集中载荷,梁的大直径 D=180mm ,小直径d=150mm ,a=200mm , b=300mm , l=1600mm , F=300000N 。现通过梁单元和实体单元分析简支梁的受 力情况,变形情况,以及分析其剪力和弯矩等。材料采用 45#钢,弹性模量 E=2.1e6MPa,泊松比 v=0.28。 1.梁单元分析 ABAQUS2016 中对应的文件为 beam-shaft.cae , beam-shaft.odb , beam- shaft.inp 。 在建立梁part 的时候,采用三维线性实体,按照图1所示尺寸建立,然后 在台阶及支撑梁处进行分割,结果如图 2所示 l b b a a A A C B A 图1简支梁结构简图

图2建立part并分割 接下来为梁结构分配材料,创建材料,定义弹性模量和泊松比,创建梁截面形状,如图3,非别定义两个圆,圆的直接分别为180和150mm。然后创建两个截面,截面选择梁截面,再选择图2中的所有梁,定义梁的方向矢量为 (0,0,-1)(点击图3中的n2, n 1,t那个图标即可创建梁的方向矢量),最后把创建好的梁赋给梁结构。 图3创建梁截面形状 接下来装配实体,再创建分析步,在创建分析步的时候,点击主菜单栏的Output,编辑Edit Field Output Request,在SF前面打钩,这样就可以在结果后处理中输出截面剪力和力矩,如图4所示。在Load加载中,在固支处剪力边界条件,约束x,y,z,及绕x和y轴的转动,如图5所示,同理,在固支另一处约束y,z,及绕x和y轴的转动。在梁的两端添加集中力,集中力的大小为300000N。最后对实体部件进行分网,采用B32梁单元,网格尺寸为10。完成

(完整版)Abaqus操作说明

1、创建部件: Step1:执行Part/Create命令,或者单击左侧工具箱区域中的(create part)按钮,弹出如图1-1所示的Create Part对话框。在Name(部件名称)后面输入foundation,将Modeling Space(模型所在空间)设为2D Planar(二维平面),Type (类型)设为Deformable(可变形体),Base Feature(基本特征)设为Shell(壳)。单击Continue按钮退出Create Part对话框。ABAQUS/CAE自动进入绘图(Sketcher)环境。 图1-1 Step2:选择绘图工具框右上方的创建矩形工具,在窗口底部的提示区 显示“Pick a starting corner for the rectangle—or enter X,Y”,输入坐标(0,0),按下Enter键,在窗口底部的提示区显示“Pick the opposite corner for the rectangle—or enter X,Y”,输入(45.5,20),按下Enter键。单击Done,创建part 完成,如图1-2。

图1-2 Step3:单击左侧工具箱区域中的,弹出如图1-3的窗口。应用或 功能将groundwork(基础)在foundation的位置绘制出来,点击Done,返回图1-4所示窗口 图1-3 图1-4 Step4:执行Tools-Set-Create弹出如图1-5的Create Set对话框,在Name后

面输入all,点击Continue,将整个foundation模块选中如图1-6所示,点击Done,完成集合all的创建。以相同的操作,将图1-4中的小矩形区域创建Name为remove 的集合。 图1-5 图1-6 以相同的方式分别创建名称为:groundwork,retaining,backfill的part,依次如图1-7,1-8,1-9所示。并分别创建于part名称相同的集合。 图1-7

Abaqus有限元分析中的沙漏效应

Abaqus有限元分析中的沙漏效应[转] 2011-09-21 17:34:27| 分类:有限元 | 标签: |字号大中小订阅 1. 沙漏的定义 沙漏hourglassing一般出现在采用缩减积分单元的情况下: 比如一阶四边形缩减积分单元,该单元有四个节点“o”,但只有一个积 分点“*”。而且该积分点位于单元中心位置,此时如果单元受弯或者受剪,则必然会发生变形,如下图a所示。 关于沙漏问题,建议看看abaqus的帮助文档,感觉讲的非常好,由浅入深,把深奥的东西讲的很容易理解。 沙漏的产生是一种数值问题,单元自身存在的一种数值问题,举个例子,对于单积分点线性单元,单元受力变形没有产生应变能--也叫0能量模式,在 这种情况下,单元没有刚度,所以不能抵抗变形,不合理,所以必须避免这种情况的出现,需要加以控制,既然没有刚度,就要施加虚拟的刚度以限制沙漏 模式的扩展---人为加的沙漏刚度就是这么来的。 关于沙漏现象的判别,也就是出现0能模式的方法最简单的是察看单元变 形情况,就像刚才所说的单点积分单元,如果单元变成交替出现的梯形形状, 如果多个这样的单元叠加起来,是不是象我们windows中的沙漏图标呢? ABAQUS中沙漏的控制: *SECTION CONTROLS:指定截面控制 警告:对于沙漏控制,使用大于默认值会产生额外的刚度响应,甚至当值 太大时有时导致不稳定。默认沙漏控制参数下出现沙漏问题表明网格太粗糙, 因此,更好的解决办法是细化网格而不是施加更大的沙漏控制。 该选项用来为减缩积分单元选择非默认的沙漏控制方法,和standard中的修正的四面体或三角形单元或缩放沙漏控制的默认系数;在explicit中,也 为8节点块体单元选择非默认的运动方程:为实体和壳选择二阶方程、为实体 单元激活扭曲控制、缩放线性和二次体积粘度、设置当单元破损时是否删除他们、或为上述完全破损的单元指定一标量退化参数。等 必需参数: NAME:名字 可选参数: DISTORTION CONTROL:只用于explicit分析。=YES激活约束防止负体积 单元出现或其他可压缩材料的过度变形,这对超弹材料是默认的。DISTORTION

Abaqus基本操作中文教程

Abaqus基本操作中文教程

目录 1 Abaqus 软件基本操作 .................... 常用的快捷键 .......................... 单位的一致性 .......................... 分析流程九步走 ....................... 几何建模(Part) ..................... 属性设置(Property) ................... 建立装配体(Assembly) ................... 定义分析步(Step) ................... 相互作用(In teracti on................ ) 载荷边界(Load) ..................... 划分网格(Mesh) .................. 作业(Job) ...................... 可视化(Visualization )................. 1 Abaqus软件基本操作 常用的快捷键 「旋转模型一Ctrl+Alt+ 鼠标左键 于平移模型一Ctrl+Alt+鼠标中键 " 缩放模型一Ctrl+Alt+ 鼠标右键 单位的一致性 CAE软件其实是数值计算软件,没有单位的概念,常用的国际单位制如下表1所示,建议采用SI (mm)进行建模。

国际单位制 SI (m) SI (mm) 「长度 m mm 力 N N 质量 kg t 时间 s s 应力 2 Pa (N/m ) 2 MPa (N/mm) 质量密度 kg/m 3 3 t/mm 加速度 m/s 2 mm/s 例如,模型的材料为钢材,采用国际单位制 SI (m )时,弹性模量为 m,重力加速度m/s 2 ,密度为7850 kg/m 3,应力Pa;采用国际单位制SI (mm ) 时,弹性模量为 口金 重力加速度 9800 mm/s 2 ,密度为7850e-12??T/mm 5, 应力MPa 分析流程九步走 几何建模(Part 属性设置(Property ) 建立装配体(Assembly ) T 定义分析步(Step ) T 相互作用 (Interaction )宀载荷边界(Load ) T 划分网格 (Mesh )T 作业(Job )T 可视化(Visualization ) ' 以上给出的是软件 ! 常规的建模和分析的流 程,用户可以根据自己 ;的建模习惯进行调整。 I 另外,草图模块可以进 !行参数化建模,建议用 」户可以参考相关资料进--- 几何建模(Part ) 关键步骤的介绍: 部件(Part )导入 Pro/E 等CAD 软件建好的模型后,另存成 iges 、sat 、step 等格式; 然后导入Abaqus 可以直接用,实体模型的导入通常采用 sat 格式文件导 謝t fti5 忧化 fkit 可泯忧

Abaqus梁结构经典计算

Abaqus梁结构经典计算 一榀轻钢结构库房框架,结构钢方管构件,材质E=210GPa,μ=, ρ=7850kg/m3(在不计重力的静力学分 析中可以不要)。F=1000N,此题要计入重力。计算水平梁中点下降位移。 文件与路径 顶部下拉菜单File, Save As ExpAbq02。 一部件 创建部件,命名为Prat-1。 3D,可变形模型,线,图形大约范围20(m)。 选用折线绘出整个图示屋架。 退出Done。 二性质 1 创建截面几何形状:Module,Property,Create Profile, 将截面(1)命名为Profile-1,选Box型截面,按图输入数据,关闭。直至完成截面(3)。 2 定义各段梁的方向: 选中所有立杆,输入截面主惯性轴1方向单位矢量(1,0,0),选中横梁和斜杆,输入截面主轴1方向单位矢量(0,1,0),关闭。还有好办法,请大家自己捉摸。

3 定义截面力学性质: 将截面(1) Profile-1命名为Section-1,梁,梁,截面几何形状选 Profile-1,输入E=210GPa,G=,ν=,ρ=7850,关闭。直至完成截面(3) Section-3。 4 将截面的几何、力学性质附加到部件上: 选中左右立柱和横梁,将各Section-1~3信息注入Part-1的各个杆件上,要对号入座。 5 保存模型: 将本题的CAE模型保存为。 三组装 创建计算实体,以Prat-1为原形,用Independent方式或Dependent生成实体。 四分析步 创建分析步,命名为Step-1,静态Static,通用General。 注释:无,时间:不变,非线性开关:关。 五载荷 1 施加位移边界条件: 命名为BC-1,在分析步Step-1中,性质:力学,针对位移和转角。 选中立柱两脚,约束全部自由度。 2 创建载荷: 命名为Load-1,在分析步Step-1中,性质:力学,选择集中力。 选中顶点,施加Fy=F2=-1000(N)。 六网格 对部件Prat-1进行。 1 撒种子: 针对部件,全局种子大约间距。 2 划网格: 针对部件,OK。 3 保存你的模型: 将本题的CAE模型保存为。

abaqus有限元分析简支梁

1.梁C 的主要参数: 其中:梁长3000mm ,高为406mm ,上下部保护层厚度为38mm ,纵筋端部保护层厚度为25mm 抗压强度:35.1MPa 抗拉强度:2.721MPa 受拉钢筋为2Y16,受压钢筋为2Y9.5,屈服强度均为440MPa 箍筋:Y7@102,屈服强度为596MPa 2.混凝土及钢筋的本构关系 1、运用陈光明老师的论文(Chen et al. 2011)来确定混凝土的本构关系: 受压强度: 其中C a E ==28020,c f ρσ'=,0.002ρε= 2、受压强度与开裂位移的相互关系:

其中123.0, 6.93c c == 3、损伤因子: 其中c h = e=10(选取网格为10mm ) 4、钢筋取理想弹塑性 5、名义应力应变和真实应力及对数应变的转换: ln (1)ln(1)true nom nom Pl true nom E σσεσε ε=+=+- 6、混凝土最终输入的本构关系如下: compressive behavior tensile behavior tension damage yield stress inelastic strain yield stress displacement parameter displacement 21.50274036 2.721 25.56359281 2.72247E-05 2.683556882 0.0003129 0.18766492 0.0003129 28.88477336 8.85105E-05 2.646628319 0.0006258 0.31902609 0.0006258 31.43501884 0.000177278 2.610210508 0.0009387 0.41606933 0.0009387 33.24951537 0.000292271 2.574299562 0.0012516 0.49065237 0.0012516 34.40787673 0.000430648 2.538891515 0.0015645 0.54973463 0.0015645 35.01203181 0.000588772 2.503982327 0.0018774 0.5976698 0.0018774 35.16872106 0.000762833 2.46956789 0.0021903 0.63732097 0.0021903 34.97805548 0.000949259 2.435644029 0.0025032 0.67064827 0.0025032 34.52749204 0.001144928 2.402206512 0.0028161 0.69903885 0.0028161 33.88973649 0.001347245 2.369251048 0.003129 0.72350194 0.003129 33.17350898 0.001541185 2.336773294 0.0034419 0.74478941 0.0034419 32.38173508 0.001737792 2.30476886 0.0037548 0.76347284 0.0037548 31.54367693 30.68161799 0.001936023 0.002135082 2.27323331 2.242162167 0.0040677 0.0043806 0.77999451 0.79470205 0.0040677 0.0043806

总结Abaqus操作技巧总结

打开abaqus,然后点击file——set work directory,然后选择指定文件夹,开始建模,建模完成后及时保存,在进行运算以前对已经完成的工作保存,然后点击job,修改inp文件的名称进行运算。切记切 记!!!!!! 1、如何显示梁截面(如何显示三维梁模型) 显示梁截面:view->assembly display option->render beam profiles,自己调节系数。 2、建立几何模型草绘sketch的时候,发现画布尺寸太小了 1)这个在create part的时候就有approximate size,你可以定义合适的(比你的定性尺寸大一倍); 2)如果你已经在sketch了,可以在edit菜单--sketch option ——general--grid更改 3、如何更改草图精度 可以在edit菜单--sketch option ——dimensions--display——decimal更改 如果想调整草图网格的疏密,可以在edit菜单--sketch option ——general——grid spacing中可以修改。 4、想输出几何模型 part步,file,outport--part 5、想导入几何模型? part步,file,import--part 6、如何定义局部坐标系 Tool-Create Datum-CSYS--建立坐标系方式--选择直角坐标系or柱坐标系or球坐标 7、如何在局部坐标系定义载荷

laod--Edit load--CSYS-Edit(在BC中同理)选用你定义的局部坐标系 8、怎么知道模型单元数目(一共有多少个单元) 在mesh步,mesh verify可以查到单元类型,数目以及单元质量一目了然,可以在下面的命令行中查看单元数。 Query---element 也可以查询的。 9、想隐藏一些part以便更清楚的看见其他part,edge等 view-Assembly Display Options——instance,打勾 10、想打印或者保存图片 File——print——file——TIFF——OK 11、如何更改CAE界面默认颜色 view->Grahphic options->viewport Background->Solid->choose the wite colour! 然后在file->save options. 12、如何施加静水压力hydrostatic load --> Pressure, 把默认的uniform 改为hydrostatic。这个仅用于standard,显式分析不支持。 13、如何检查壳单元法向 Property module/Assign/normal 14、如何输出单元体积 set步---whole model ----volume/Tickness/Corrdinate-----EVOL 15、如何显示最大、最小应力 在Visualization>Options>contour >Limits中选中Min/Max:Show Location,同样的方法可以知道具体指定值的位置。 16、如何在Visualization中显示边界条件 View——ODB display option——entity display——show boundary conditions

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