干貨一:如何建立一個準確的part

建立模型的第一步就是要把你要模擬的part畫出來,這一部分相對簡單,只要你有三維建模的經驗、具有三維建模思維,那么使用abaqus就可以很方便的創建你想要的part。Abaqus的前處理部分還是比較成熟的,基本可以滿足任何part形狀的建立;如果你的模型非常復雜,難以使用abaqus直接建立,那你可以先在專業三維建模軟件中(Pro E、Catia等)將模型創建起來,再倒入到abaqus中進行下一步的操作。下邊我分三個部分說一下如何建立一個準確的part:(1)該模塊基本介紹(2)一個簡單的例子(3)我經常使用的兩個小技巧。

(1)part模塊基本介紹 

先介紹一下part建立模塊的基本知識。下圖是abaqus的主界面,其中紅框區域是模型樹,模型樹中包含了整個模型的基本知識不僅僅包含幾何形狀,還包含材料參數、場輸出、力、邊界條件等等。當整個模型建立起來之后,需要調試某些地方,使用模型樹還是很方便的。黑框所示區域是工具欄,對于part模塊,里面可以找到拉伸體、拉伸殼、拉伸線、倒角等操作按鈕,使用起來非常方便,建立過程所用到的所有操作都可以在這里找到。

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當你點開create part按鈕時,會彈出下圖所示的對話框,在建立part之初,你要確定你所建立的模型是二維還是三維的,其類型是可變形的還是剛體,以及是通過何種方式(拉伸、旋轉、掃掠)形成此part的。此處重點說一下何為可變形體和剛體,在abaqus中,我們一般建立的part都是可變形體,在賦予材料參數時,我們會給其賦予彈性參數、塑性參數等等。但是在有一些模型中,一些part變形很小,對最終計算結果影響很小,可以將其變形忽略,這時你就可以建立剛體part,以減少運算時間,提高效率。

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(2)一個簡單的例子


        這里以我們工程中常見的拉伸試樣為例,介紹abaqus中part的建立過程。首先點擊create part 按鈕,在彈出的對話框中選擇3D、deformable、solid、sweep。這里想通過掃掠(sweep)的方式將這個part建立起來。點擊continue。

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點擊continue之后,界面會到以xoy為平面的草圖中,在界面的左下角有提示語句sketch the sweep path,在這里要先畫出掃掠路徑。因為所畫的part是一個圓柱體,所以掃掠路徑就是一個圓形,因此,在這里要以原點為中心,畫一個任意直徑的圓(只要表示出路徑即可,圓的大小不影響最終結果)。點擊done,這時界面會跳到xoz面上。

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在以xoz面為平面的草圖上,左下角提示畫出要掃掠的幾何形狀。這里要注意,這個幾何形狀的中心點要和掃掠路徑的中心點一致,才會畫出一個實體,否則會畫出一個中空的殼來。如下圖所示,在xoz上畫出要掃掠的草圖,點擊done,三維拉伸試樣就建立完成了。這就是基本的part建立過程。

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(3)兩個小技巧

其一。有時候我們建立的幾何模型尺寸并不是規則的或者說我們不知道試樣的幾何尺寸。這時應該怎樣在abaqus中畫呢?Abaqus給大家提供了一個很方便的方法,你可以將你要畫的圖形倒入到abaqus里面,并將其設為背景,這個背景也可以顯示在草圖中,這樣在畫草圖的時候就可以沿著背景邊界將其畫下來了。是不是很方便?具體操作步驟是:view-image/movie options,選擇你需要的圖形,將其倒入。下面是將某個試樣倒入到abaqus里面的一個示例。

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其二。對于同一個part可能存在不同的材料性能,比如焊接接頭(版主是學焊接的所以對這個特別敏感),同一個試樣包含母材、熱影響區、焊縫等區域,各個區域材料性能差異很大,但都包含在同一個part中。這時候你可以使用abaqus提供的partition功能,就是將同一個part劃分成不同的區域,但是各個區域還是連接在一起的。你可以對不同的區域賦予不同的材料參數。下圖是partition的工具按鈕。

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總之,建立一個part還是相對簡單的,只要你有一點三維建模經驗,在abaqus中很好入手。

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