ABAQUS常用的幅值曲線

通過使用幅值曲線,可以描述邊界條件和載荷等模型參數隨時間或頻率(穩態動力分析)的變化。

下面將介紹幾種常見的幅值曲線類型。

ABAQUS常用的幅值曲線的圖1

1.默認的線性過渡幅值曲線Ramp                                                                                 

Ramp是Abaqus/Standard默認的線性過渡幅值曲線,它的含義是從一個分析步的初始狀態線性過渡到這個分析步的結束狀態。

ABAQUS常用的幅值曲線的圖2

ABAQUS常用的幅值曲線的圖3

2.表格型幅值曲線Tabular                                                                                               

創建表格型幅值曲線,只需給出每個時間點上對應的幅值。在分析過程中,Abaqus會自動在各個數據點之間進行線性插值。如果幅值在短時間內發生劇烈變化,必須保證分析過程中的時間增量步足夠小,因為Abaqus只在與增量步對應的時間點上設置幅值的取樣點。如果時間增量步設置得太大,就無法體現幅值在短時間內的變化。

當采用Tabular形式定義幅值曲線時,需要對Time span和Smoothing進行設定。

1)Time span(時域長度)                                             

可以選擇Step time和Total time。

ABAQUS常用的幅值曲線的圖4

2)Smoothing(幅值曲線光滑度設置)                                   

Abaqus/Standard中默認,在需要計算幅值函數對時間的導數時,會對幅值函數中導數不連續點進行光滑處理。而Abaqus/Explicit中則沒有默認進行光滑處理,除非是繼承自相關的有限時間增量步。通常通過表格定義的幅值函數為分段線性的,當指定了Smoothing的值時,就確定了在函數尖點兩端進行光滑處理的鄰域區間長度。

ABAQUS常用的幅值曲線的圖5

Smoothing的取值范圍是[0,0.5]。

Use solver default選項為,對于Abaqus/Standard取0.25;對于Abaqus/Explicit取0;

Specify則需要用戶自行指定數值,在包含較大時間間隔(Time interval)的幅值曲線中,建議取0.05,以避免嚴重偏離用戶的幅值定義。

3.等間距型幅值曲線Equally spaced                                                                             

創建等間距型幅值曲線,以固定時間間隔給出幅值大小,Abaqus將在每個時間間隔內進行線性插值。定義時應給出時間間隔和初始時刻(或最小頻率值),默認的初始時刻為0。

4.周期型幅值曲線Periodic                                                                                             

如果某個量是周期性變化的,就可以使用周期型幅值曲線。周期型幅值曲線用傅里葉(Fourier)級數表示,其表達式為:

ABAQUS常用的幅值曲線的圖6

ABAQUS常用的幅值曲線的圖7

5.光滑幅值曲線Smooth step                                                                                          

以可能最光滑的方式施加載荷要求加速度從一個增量步到下一個增量步只能改變一個小量。如果加速度是光滑的,隨其變化的速度和位移也是光滑的。

Abaqus有一條簡單、固定的光滑步驟(Smooth step)幅值曲線,它自動地創建一條光滑的載荷幅值。當定義一個光滑幅值曲線時,Abaqus自動地用曲線連接每一組數據對,該曲線的一階和二階導數是光滑的,在每一組數據點上,它的斜率都為零。由于這些一階和二階導數都是光滑的,故可以采用位移加載,應用一條光滑步驟幅值曲線,只用初始的和最終的數據點,而且中間的運動將是光滑的。一條光滑的幅值曲線的例子如下圖所示。

ABAQUS常用的幅值曲線的圖8

來源:DeepFEA

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