Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置


01


真的不一樣?

    Abaqus作為目前最先進的工程仿真分析軟件,能夠處理各種復雜非線性問題,在航空、航天、機械、水利、土木、船舶、電器、汽車天等各個領域具有廣泛的運用。

    Altair HyperMesh、HyperView友好的操作界面、簡單易操作的交互邏輯以及文件格式的通用性,成為有限元前后處理的首選工具。

   對同一個Abaqus仿真分析結果,在Abaqus中查看的結果與在HyperView中查看不一樣?

    讓我們來一起對比下設置吧。

02


對比模型

    本文通過對同一個Abaqus的結果模型結果進行對比,在Abaqus與HyperView中進行結果查看,以確定如何進行等效設置得到相同的分析結果。

    本文使用的簡單模型如下圖所示:

示例模型



Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖1

03


位移結果

    有限元的計算中中采用形函數,首先先計算位移(一級結果)再計算應力(二級結果),應力結果因處理方式不同而不同。

    上述模型,直接查看整理位移結果:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖2

      通過對比可以發現,位移結果在兩個軟件中是完全一致的。

注意事項:

    HyperView的圖例默認只有9級,Abaqus的圖例默認為12級,調整為一致。

    后續結果對比,都是在一致的基礎上進行檢查。

    HyperView圖例調整如下圖所示:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖3

    Abaqus中圖例調整如下圖所示:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖4

04


應力結果對比

     Abaqus仿真結果計算出的是單元積分點上的應力分量,但是在后處理中,單元之間會出現應力梯度。為了使contour光滑,需要將積分點應力插值到節點處,但一個節點通常有多個相鄰單元,比如四邊形單元節點通常有4個相鄰單元,但是每個單元插值到這個節點的應力并不相同,這就需要通過平均化方法來平均計算在節點處得到唯一的應力值,使單元之間應力連續。

  Abaqus提供了兩種插值方式,compute scalars before averaging和compute scalars after averaging。

(1)computes calars before averaging:

    首先計算出積分點上的等效應力,然后分別插值到節點處,再平均。

(2)compute scalars after averaging:

    先將積分點處的應力分量插值到節點處,再平均出節點處的應力分量,最后通過應力分量求出等效應力。

    其中第二種方法不需要設置閥值。

    第一種方法將積分點處的應力插值到節點處時,不同的單元插值過來的等效應力由于單元等原因可能相差很大的,這樣就出現了平均閥值。

    對于跨區域(Part或者Set等),通過計算公式一計算:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖5

    對于非跨區域的計算結果,通過計算公式二計算:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖6

    第一個公式和第二個公式分母部分是選取的不同的參考區域。

    如果 relative nodal variation<平均化閥值,則直接進行平均處理。

    如果 relative nodal variation>平均化閥值, 則不做平均處理(會在節點處出現應力不連續)。

    平均化閥值處于0到100%之間,平均化閥值越大等值線越光滑,當averaging等于0的時候單元之間出現明顯應力不連續,當averaging等于100%的時候 contour非常光滑,一般選擇75%即可。  


Abaqus VS HyperView --stress result



Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖7

    通過上圖發現,Abaqus與HyperView顯示的結果完全相同。其中需要注意的是設置是:

    Abaqus結果顯示截面設置:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖8

    HyperView結果顯示設置:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖9

05


平均化結果對比

    當貢獻元素位于相同結果區域時,Abaqus/CAE在兩個或多個元素共有的節點處取平均值。默認結果區域與建模時定義的區域相同;還可以使用保存的集合或顯示組定義自定義結果區域。您可以選擇Abaqus/CAE在兩個或多個結果區域共有的節點上的平均值。您可以抑制跨區域的平均(使用區域邊界)來強調區域邊界上的任何不連續,或者可以請求跨區域的平均(忽略區域邊界)來產生更連續的效果。例如下圖顯示了左邊使用區域邊界和右邊跨區域邊界求平均值的等高線圖。

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖10

    對于前面的例子,對于非跨區域的結果,也可以在Abaqus與HyperView中進行等效的設置。比如我們查看應力分量S11結果。

    Abaqus計算結果:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖11

    HyperView計算結果:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖12

    可以發現,在平均直線,對于相同的節點,獲取到的節點連接單元在該點處的應力值相同。

    上述等效設置,Abaqus設置如下:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖13

    HyperView設置如下:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖14

    對于款區域的設置,也在上述面板中設置,HyperView中勾選平均化方法是否跨區域即可,如下圖所示:

Abaqus 和Hyperview 分析后處理對比設置的圖15

下載地址:HyperMesh&HyperView 2017X 應用技巧與高級實例

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