石亦平书笔记-abaqus入门 联系客服

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向同性屈服, ABAQUS Analysis User's Manual------classical metal plasticity Abaqus分析结果中所对应的变量 真实应力,S,Mises;

真实应变:对于几何非线性问题(*Step,NLGEOM=YES)ODB文件中输出的变量是对数

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PEEQ,塑性应变量PEMAG,塑性应变分量PE。比例加载时,

大多数材料的PEMAG和PEEQ相等。PEMAG描述的是变形过程中某个时刻的

塑性应变,与加载历史无关,而PEEQ是整个变形过程中塑性应变的累积结果。若PEEQ>0表明材料发生了屈服,但不应该超过材料的破坏应变(failure strain)。Standard无法模拟构件因塑性变形过大而破坏的过程,只能用explicit来分析 ABAQUS Analysis User's Manual---progressive damage and failure

弹性应变:弹性应变EE 名义应变:名义应变NE

弹塑性分析的基本方法 定义几何非线性关系,(*Step,NLGEOM=YES) 定义塑性材料*material,name=材料名称

*elastic

210000,0.3 *plastic

屈服点处的真实应力,0 真实应力,塑性应变

……………………… Abaqus在个数据点之间进行插值。0表示在屈服点处的塑性应变为0,各数据行的塑性应变必须递增顺序排列。

应尽可能使最大塑性应变>模型中可能出现的应力应变值,超出最大值后材料成为理想塑性,但是理想塑性材料的应力应变不是一一对应的,可能不收敛。仅将所关心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1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*PLASTIC的塑性数据时,应让其中最大的真实应力和塑性应变大于模型中可能出现的应力应变值。

2)对于出现很大局部塑性应变的部件,如果不关心其准确的应力和塑性变形,可以将其设置为线弹性材料。

3)尽量不要对塑性材料施加点载荷,而是根据实际情况来使用面载荷或线载荷。如果必须在某个节点上施加点载荷,可以使用藕合约束(coupling constraint)来为载荷作用点附近的几个节点建立刚性连接,这样这些节点就会共同承担点载荷。CAE:interaction—constraint,将type改成coupling

单元选择

如果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)容易产生体积自锁。如果使用二次减缩积分单元(C3D20R),当应变大20%~40%时,需要划分足够密的网格才不会产生体积自锁。因此,建议使用的单元是:非协调单元(C3D8I)

一次减缩积分单元(C3D8R)和修正的二次四面体单元(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造成错误的分析,压头必须足够长,若增大后的试样的直径超出了压头底面直径,意味着从面节点落到了主面之外,会造成接触分析的收敛问题

使用关键词*NODE PRINT来将节点分析结果输出至DAT文件。在第一个分析步的以下语句

*Output,field,variable=PRESELECT 在其后添加以下语句:

*NODE PRINT,NSET=Set-Head-Ref RF,

其中,Set-Head-Ref是为压头的参考点创建的集合。

关于子模型(submodel):

user’s munual-submodeling,子结构(substrcuture)与子模型相反

在全局模型分析结果的基础上,使用细化网格对模型的局部作进一步分析。 子模型是从全局模型上切下来的一部分,网格划分可以不改变,也可以细化。

1. 子模型边界(submodel boundary):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结果,被作为

边界条件来引入子模型。如果全局模型和子模型在子模型边界上的节点分布不同,

ABAQUS 会对全局模型在此处的位移结果进行插值处理。 3. 子模型分析步骤:

1) 完成全局模型分析,保存子模型边界附件的分析结果

2) 创建子模型,定义子模型边界:全局模型上的边界,如果位于子模型区域内,则保持不变,位于子模型之外,则不需要。

3) 设置各个分析步中的驱动变量:从全局模型中读入—model—edit attributes,选中

submodel标签页,选中read data from job。在BC manager—create,category(other),types for selected step设为submodel。点击右下角sets,D.O.F.中输入位移,global step number。在第二个分析步中,点击propagated,把magnitudes改为use results。。。global step number含义为:读入全局模型中第几个分析步中的位移结果。

4) 设置子模型的边界条件、荷载、接触和约束:防止发生overconstraint checks,去除子

模型中不需要的约束、接触面、接触关系 5) 提交对子模型的分析,检查分析结果

热应力分析

1. ABAQUS能解决的问题

1) 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。

2) 顺序耦合热应力分析 应力应变场取决于温度场,温度场不受应力应变场的影响 3) 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相互作用,需要同时求解。

4) 绝热分析 力学变形产生热,而且整个过程的时间极短暂,不发生热扩散 2. 基本步骤

1) 设定材料的线膨胀系数 *material,Name=材料名称

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 *expansion 线膨胀系数,

2) 设定初始温度场

直接给出温度值:*INITIAL CONDITIONS,TYPE=TEMPERATURE

节点集合或节点编号,温度值,………….

读入传热分析的结果文件:

*INITIAL CONDITIONS,TYPE=TEMPERATURE,FILE=..,STEP=,,INC=,,, STEP和INC表示开始读入的分析步和时间增量步,需要用到传热分析和热应力分析的PRT文件,热应力分析和传热分析模型中的实体名称要相同。 3) 修改在分析步中的温度场

读入传热分析的结果文件:

*INITIAL

CONDITIONS,BTYPE=TEMPERATURE

BSTEP=,,BINC=,,,,ESTEP=,,,EINC=

BSTEP和BINC表示开始读入的分析步和时间增量步,ESTEP和EINC表示结束读入的分析步和时间增量步 CAE:输入初始温度:Load module,field—manager,category为other,temperature

使模型升温:下一个分析步 field manager---propagated

多体分析

Analysis Use’s Manual—Connector elements

ABAQUS/ CAE User’s Manual--- Modeling conneclors 基本思路:使用2节点连接单元(connector),通过定义连接属性(connector property)来描述各部分之间的相对运动约束关系

连接单元:模拟模型上两点或一点和地面之间的运动和力学关系。连接点可以是模型中的参考点,网格实体的节点,集合实体的定点或地面。可以施加耦合约束(*COUPLING)、刚体约束(*RIGID BODY)、多点约束(*MPC),以及边界条件和荷载。

两个连接点都是模型上的点

*element,type=CONN3D2或CONN2D2,ELSE=连接单元集合名称 连接单元编号,第一个节点编号,第二个节点编号 第1个连接点是地面,第2个是模型上的点

*element,type=CONN3D2或CONN2D2,ELSE=连接单元集合名称 连接单元编号,第2个节点编号

第1个连接点是模型上的点,第2个点是地面

*element,type=CONN3D2或CONN2D2,ELSE=连接单元集合名称 连接单元编号,第1个节点编号

CONN3D2用于三维,CONN2D2用于二维和轴对称 CAE:interaction module,connector—create

连接属性(connector property):描述连接单元两个节点之间的相对运动约束关系。同一个连接属性可以赋给不同的连接单元

1) Basic type:translation type影响两个连接点的平移自由度、影响第一个连接点的

旋转自由度;rotational type只影响两个连接点的旋转自由度

2) Assembly type:是上述类型的组合

在两个连接点上可以定义各自的局部坐标系。连接点在分析过程中发生转动,局部坐标系也跟着转动。ABAQUS定义了两个连接点之间的相对运动分量(CORM) Constrained CORM:需要满足一定的约束关系

Available CORM:不受约束,被用来定义连接单元的荷载、边界条件、连接单元行为等。

连接属性可查看:ABAQUS Analysis User’s manual---connection-tpye library 组合连接属性HINGE

CAE:Interaction module,connector-property-create

应尽量选择参考点作为连接单元的连接点,而不要直接使用solid实体的节点,因为具有旋转属性的连接单元会激活solid实体节点上的旋转自由度,如果这些旋转自由度没有得到充分的约束,就会出现收敛问题。 创建刚体有四种方法: 1) 解析刚体analytical rigid

2) 离散刚体discrete rigid

3) 创建柔体,在此部件与一个参考点之间建立显示体约束(*DISPLAY BODY) 4) 创建柔体,建立刚体约束(*RIGID BODY)有点在于去掉约束变为柔体 对施加刚体约束的柔体部件,需要定义材料和截面属性

动态分析

Abaqus的所有单元均可以用于动态分析,单元选取原则与静力分析相同,单在模拟冲击和爆炸荷载时,应选用一阶单元,因为他们具有集中质量公式,模拟应力波的效果优于二阶单元所采用的一致质量公式。

振型叠加法用于线性动态分析,使用ABAQUS/Standard 来完成,其相应的分析步类型线性摄动分析步( linear perturbation step) 。振型叠加法的基础是结构的各阶特征模态( eigenmode) ,因此在建模时要首先定义一个频率提取分析步(frequency

extrartion),从而得到结构的振型(mode shape) 和固有频率(natural frequency) ,然后才能定义振型叠加法的各种分析步

1. 瞬时模态动态分析(transient modal dynamic analysis)计算线性问题在时域(time domain)上的动态响应。所需条件如下

1) 系统是线性的(线性材料特征、无接触行为、不考虑几何非线性)

2) 响应只受相对较少的频率支配。挡在响应中频率的成分增加时(例如打击和碰撞

问题),振型叠加法的效率将会降低