（一） 懸臂梁 模擬

問題：懸臂梁長1000mm，左端固定，右邊端部加集中力100N，實心梁直徑20mm，求右端部最大撓度？（I===）

材料力學公式求：V===20.22mm.

ABAQUS 模擬求：V=20.21mm，詳細見下圖

ABAQUS 軟件設置及其具體過程如下：

步驟①：建立Part，可選擇二維平面或三維平面，可變形，線。進入草圖，畫直線為1000mm→退出草圖，選項設置見下圖：

注：選擇二維平面的話，梁單元為B21；選擇三維平面的話，梁單元為B31。二維和三維，均能正確完成模擬，二者結果完全一致。

步驟②：材料屬性設置，密度：7.8*10^(-9)，楊氏模量：2.1*10^(5)，泊松比：0.3

編輯梁方向及其指派梁方向見上圖。

步驟③：裝配，分析步建立，初始步長設置為0.01，載荷加載見下。

步驟④：總體布種20，直接劃分網(wǎng)格即可，創(chuàng)立JOB，進行運算。計算結果見上圖。

（二） 加塑性屈服極限后的懸臂梁

1.上圖為加上塑性屈服曲線后的應力圖（其余設置完全一樣），變形效果一樣，應力應變數(shù)據(jù)見下：

表示達到359MPA附近應力才可以發(fā)生塑性變形，以上最大應力為126MPA，

所以不會發(fā)生明顯增大的塑性變形，與沒有加塑性應力應變曲線結果是一樣的

2. 說明載荷不夠大的情況下，不出現(xiàn)明顯增大的塑性變形，下面把端部載荷

加至500N，計算結果應力圖顯示見下：應力超過359MPA，發(fā)生明顯塑性變形。

工程實際中一般是不允許發(fā)生塑性變形的，所以只需要給出彈性模量，楊氏模量，泊松比即可，有塑性變形的才加上應力應變關系曲線；如果應力達不到塑性變形要求，加上塑性應力應變關系曲線，也不發(fā)生塑性變形。發(fā)生明顯塑性變形的位移圖見下：

（三）懸臂梁續(xù)-均布載荷

加線載荷（Line Load）如下：載荷因子q=0.1

材料力學公式：右端部最大撓度V==7.57875mm

ABAQUS模擬值見上圖：V=7.582mm

（四）簡支梁中間受集中力F作用最大撓度

材料力學計算公式：V==1.26375mm（F=100N，作用于梁中間截面處）

ABAQUS模擬：V=1.264mm，差值：，仿真模擬與理論計算完全吻合。

載荷邊界條件加載方式見上圖，BC-1表示左端固定鉸支座，BC-2表示右端可動鉸支座，可沿X軸線移動。

總結：以上都只是提供一個簡單的模擬仿真方法，與理論計算進行比對，工程實際中的問題往往比這個難多了，但這里提供了大致的思路和方法，對以后的工程實際模擬會起到很大的幫助作用，所以寫了下來。

（五）梁材料方向確定

對于T形截面、矩形截面等，怎么知道材料是怎么放置的呢？

答：這便是ABAQUS里面指派材料方向的問題。以T形截面為例，凡是ABAQUS里面的截面（Profile）都有默認的兩個方向，建立截面的時候可以看到，這兩個方向是中性軸的方向，這是軟件默認的。現(xiàn)在材料方向有了，還需要建立一個與材料方向匹配的局部坐標系，方便后面載荷確定方向。局部坐標系建立，這里需要說明下：首先，在 “屬性”模塊建立基準坐標系，然后把材料方向先賦給梁模型，下面會出現(xiàn)坐標選擇，選擇剛才建立的坐標系，材料1的方向就是基準坐標系X方向，2的方向為Y向（自做模擬已驗證），建立局部坐標系的時候也盡量選好方向。后面載荷建立的時候，坐標系選擇剛才建立的局部坐標系即可，方向以局部坐標系方向為參考。

T形梁-軸1、軸2（基準坐標系X、Y向）

燕山大學 車輛與能源學院： 楊建 2021-8-26 編輯