Abaqus的工況疊加與相減

長安CAE

1 概述

在進行有限元分析計算時，有些結(jié)構(gòu)承受多個載荷的作用，或者承受循環(huán)載荷，為得到每種載荷對結(jié)構(gòu)的作用時需要單獨對每種工況進行計算分析，然后再進行疊加得到所有載荷的綜合影響，或者需要進行疲勞分析時必須根據(jù)循環(huán)載荷產(chǎn)生的應(yīng)力幅值，而應(yīng)力幅值時載荷相減的結(jié)果。

基于此，需要計算工況疊加或者相減，本次以一個小例子介紹Abaqus軟件的工況疊加與相減，實例模型如圖1所示。

圖1 幾何模型

該模型承受1.5MPa和5MPa的壓力載荷，屬于兩種工況。

2 建模

采用Abaqus/CAE建立幾何模型，設(shè)置材料參數(shù)，E=201000MPa，Nuxy=0.3，之后設(shè)置Steps選項。這里應(yīng)該注意，進行多工況的分析時需要根據(jù)實際情況選擇對應(yīng)的多工況分析步，本次選擇Static,Linear Perturbation（線性攝動）。

圖2 Step設(shè)置

下一步設(shè)置Load選項，該模型的工況為兩種，設(shè)置兩個載荷，如圖3所示，Load 1壓力載荷為5MPa，Load 2壓力載荷為1.5MPa。邊界條件由于兩種工況一樣，故可以只設(shè)置一個，如圖4所示。

圖3 壓力載荷

圖4 邊界條件

設(shè)置完之后，通過Load Case Manager管理器（在Load模塊下面）設(shè)置工況，如圖5所示，添加兩個工況，并且每種工況分別添加對應(yīng)的載荷和邊界條件，設(shè)置完成后如圖6所示，兩個工況分別對應(yīng)兩個載荷。

圖5 工況設(shè)置1

圖6 工況設(shè)置2

再下一步便是劃分網(wǎng)格，建立Job并且求解。求解得到單獨工況一的應(yīng)力結(jié)果如圖7所示，單獨工況二的應(yīng)力結(jié)果如圖8所示。

圖7 工況一的應(yīng)力云圖

圖8 工況二的應(yīng)力云圖

3 操作

工況的疊加和相減通過Visualization模塊下的Creat Field Output From frames來完成，點擊之后彈出如圖9所示的對話框，單擊“+”添加按鈕，選擇兩個工況，Load Case-1和Load Case-2。

圖9 結(jié)果疊加/相減設(shè)置1

圖10結(jié)果疊加/相減設(shè)置2

如圖10中所示，添加工況之后，可以通過設(shè)置Scale Factor的大小，將兩個結(jié)果進行相應(yīng)的運算，當兩個Factor都為1時，表示兩工況疊加，當其中一個為-1時，表示相減。

最后得到工況疊加和相減的結(jié)果分別如圖11和圖12所示。

圖11 工況疊加

圖12 工況相減

通過觀察應(yīng)力云圖上的數(shù)據(jù)，可以很明顯發(fā)現(xiàn)結(jié)果的變化，工況一最大值16.92MPa，工況二5.08MPa，工況疊加22MPa，工況相減11.85MPa。