abaqus頻率的案例
〔abaqus〕頻率分析與復(fù)數(shù)頻率分析
頻率分析: natural frequency extraction 只能分析對(duì)稱的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣， 如果涉及到非對(duì)稱的剛度矩陣，質(zhì)量矩陣，阻尼矩陣。 則必須要使用復(fù)數(shù)頻率分析。 complex eigenvalue extraction 在進(jìn)行復(fù)數(shù)頻率分析之前，必須要先進(jìn)行模態(tài)分析。
ABAQUS彈簧質(zhì)量系統(tǒng)固有頻率求解
今天跟大家聊一聊我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)力學(xué)與結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)里面常見的一個(gè)計(jì)算公式——彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的固有頻率求解：
學(xué)過結(jié)構(gòu)力學(xué)或者結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的同學(xué)都知道我們系統(tǒng)的固有頻率求解，求解公式如下：
式中的f0即為固有頻率，k為系統(tǒng)的剛度（N/m），m為系統(tǒng)質(zhì)量（kg）。
假定我們的模型如下所示：
那么由上我們可以計(jì)算出一個(gè)彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的固有頻率，如果我們的k=400N/m，m=10kg，那么通過上式可以計(jì)算得到我們的系統(tǒng)固有頻率為1.00658。由此建立我們的ABAQUS有限元模型如下：
1.建立一個(gè)點(diǎn)部件，坐標(biāo)輸入（0，0，0）
2.鼠標(biāo)左鍵長(zhǎng)按1處圖標(biāo)選擇通過偏移形成參考點(diǎn)，通過參考點(diǎn)RP偏移1000mm生成3處參考點(diǎn)
3.導(dǎo)入點(diǎn)部件進(jìn)行裝配
4.在分析步模塊建立線性攝動(dòng)求解類型，頻率求解分析步
5.采用Lanczos求解，頻率求解值設(shè)為1即可
6.在相互作用模塊對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)建立參考點(diǎn)1，即RP-1
7.在上欄special中的彈簧模塊建立兩點(diǎn)之間的彈簧
8.設(shè)置彈簧剛度，在ABAQUS的mm制單位中剛度設(shè)置為0.4N/mm
9.在上欄special慣性與質(zhì)量中設(shè)置RP-1的質(zhì)量為0.01t
10.設(shè)置兩點(diǎn)的邊界條件，其中RP點(diǎn)6個(gè)自由度完全限制，RP-1點(diǎn)除圖中x方向自由度（即U1）其余自由度完全限制
11.無網(wǎng)格劃分操作，設(shè)置job，求解job得到結(jié)果
由上得到我們的結(jié)果，頻率為1.0066，與我們通過公式計(jì)算所得到的1.00658相差無幾，誤差很小。
以上就是我們今天關(guān)于彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的固有頻率求解的討論，謝謝大家！我是食詩(shī)吃詞！SSCC!
展開 UGNX NASTRAN、ALGOR、ABAQUS求解頻率的比較
為了便于比較，對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單的長(zhǎng)立方體進(jìn)行模態(tài)頻率分析。
采用同樣的參數(shù)，差別不大。UG和ALGOR的差別特別小。
模型stp格式：
blockstp.rar
密度：7.829e-09T/mm^3;
楊氏模量：206940MPa；
泊松比：0.288
模型大小：1000*100*100
一端完全固定，網(wǎng)格大小為10。
求前15階模態(tài)頻率。
Abaqus線性動(dòng)力學(xué) – 結(jié)構(gòu)受力後共振頻率改變
前言：
先前的帖子有介紹藉由提取結(jié)構(gòu)共振頻率來探討其動(dòng)態(tài)特性，本次的主題也是跟共振頻率相關(guān)，主要介紹結(jié)構(gòu)受力后共振頻率的改變。回到最基本的關(guān)係式，從單自由度系統(tǒng)我們知道，結(jié)構(gòu)共振頻率不外乎與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量及剛度矩陣有關(guān)，只要上述兩個(gè)項(xiàng)目有改變，就會(huì)直接影響結(jié)構(gòu)共振頻率，最常見的就是考慮幾何非線性的情況下，受力后因?yàn)閯偠染仃嚫淖兌绊懝舱?em>頻率。
模型說明：
本文欲探討電路板結(jié)構(gòu)受力后共振頻率之改變，模型如下所示。
分析步設(shè)定：
建立分析步時(shí)，在Frequency前面加上Static, General靜態(tài)分析步，必須在求解共振頻率之前讓結(jié)構(gòu)受力，才能觀察其共振頻率的改變，記得要勾選幾何非線性Nlgeom才能考慮大變形！
邊界條件：
提取共振頻率的分析步將電路板底部bracket完全固定，而在靜力分析不時(shí)，設(shè)定右邊bracket向右位移0.125單位。預(yù)期結(jié)構(gòu)受拉力后共振頻率提高，這個(gè)概念可以聯(lián)想到吉他的弦，當(dāng)弦拉得越緊，來回綁盪的頻率越高，相反則是屈曲，細(xì)長(zhǎng)構(gòu)件受壓到超過容許范圍將發(fā)生屈曲。因此，可以想像結(jié)構(gòu)受拉力剛度提高、受壓力剛度降低。
結(jié)果檢核：
檢查最容易被激發(fā)動(dòng)態(tài)效應(yīng)的第一模態(tài)，結(jié)構(gòu)共振頻率從102.15Hz提高到202.69Hz，符合前面的預(yù)期，結(jié)構(gòu)受到拉力后，因?yàn)閯偠忍岣咴斐晒舱?em>頻率也提高。
后處理小技巧：
同時(shí)有Static, General及Frequency分析步時(shí)，撥放動(dòng)畫會(huì)接連著撥，可以從后處理取消顯示特定的分析步，避免動(dòng)態(tài)顯示跳來跳去。
更多線性動(dòng)力相關(guān)教程請(qǐng)參考：
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15346
展開 
針對(duì)ABAQUS掃頻odb結(jié)果各頻率下最大位移快速提取Python程序 ￥2
本帖是針對(duì)ABAQUS掃頻仿真項(xiàng)目中遇到的最大值提取需求而產(chǎn)生的具體應(yīng)用。一般掃頻結(jié)束后有對(duì)各頻率下最大位移結(jié)果進(jìn)行提取并繪制曲線的需求，通常手動(dòng)提取僅可用于較少頻率提取情況，當(dāng)頻率點(diǎn)較多（如500時(shí)）手動(dòng)提取將是災(zāi)難性的操作方法。
這里利用python程序?qū)哳lodb最大值進(jìn)行提取。方法分兩類：遍歷節(jié)點(diǎn)法和Visualization顯示值提取法。前者在《python語言在ABAQUS中的應(yīng)用》一書中有節(jié)點(diǎn)應(yīng)力提取案例描述，優(yōu)點(diǎn)是不需對(duì)ABAQUS界面進(jìn)行python操作，可定位具體節(jié)點(diǎn)信息，缺點(diǎn)是速度慢；后者相反。
后一方法的應(yīng)用也可應(yīng)用到最大Mises應(yīng)力等結(jié)果數(shù)據(jù)的快速提取方面。
如有疏漏，煩請(qǐng)指教。
展開 Abaqus二次開發(fā)讀取變形后的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)并輸出到txt文件中。讀取模態(tài)頻率到txt 文件中。 ￥10
有時(shí)候在abaqus中，我們需要知道某一個(gè)集合中的節(jié)點(diǎn)變形后的坐標(biāo)。以此為輸入來進(jìn)行一些研究。這里我用一個(gè)自編函數(shù)，將節(jié)點(diǎn)集合變形后的坐標(biāo)寫入到一個(gè)txt文件中。格式化的寫入文件，方便用此坐標(biāo)來進(jìn)行計(jì)算研究。
同樣有時(shí)候，需要將計(jì)算的模態(tài)頻率值提取出來。同樣用一個(gè)函數(shù)將模態(tài)頻率提取出來，放進(jìn)txt文件中，方便后續(xù)研究。
讀取的節(jié)點(diǎn)結(jié)果如下圖所示：
【iSolver案例分享56】指示牌模態(tài)及響應(yīng)譜分析
模態(tài)頻率值如下表所示：
一階模態(tài)位移云圖如下：
一階模態(tài)：Abaqus（左）、iSolver（中）、Ansys（右）
二階模態(tài)：Abaqus（左）、iSolver（中）、Ansys（右）
三階模態(tài)：Abaqus（左）、iSolver（中）、Ansys（右）
四階模態(tài)：Abaqus（左）、iSolver（中）、Ansys（右）
五階模態(tài)：Abaqus（左）、iSolver（中）、Ansys（右）
六階模態(tài)：Abaqus（左）、iSolver（中）、Ansys（右）
iSolver譜分析Mises應(yīng)力云圖如下：
Abaqus譜分析Mises應(yīng)力云圖如下：
Ansys譜分析Mises應(yīng)力云圖如下：
結(jié)論：基于iolver軟件對(duì)指示牌進(jìn)行了模態(tài)及響應(yīng)譜分析，并將計(jì)算結(jié)果與Abaqus和Ansys進(jìn)行了對(duì)比。三者模態(tài)振型均變現(xiàn)出一致性，iSolver與Abaqus模態(tài)頻率值一致，略大于Ansys計(jì)算結(jié)果；iSolver與Abaqus的響應(yīng)譜分析的最大應(yīng)力值一致，均為1.62MPa，略小于Ansys計(jì)算結(jié)果。
4. iSolver免費(fèi)下載
iSolver為免費(fèi)軟件，且無license限制，最新版免費(fèi)下載地址如下：
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/337351
5.
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列16： Part、Instance與Assembly
1.3 Abaqus內(nèi)部組裝流程猜測(cè)
從上述分析可以對(duì)Abaqus內(nèi)部組裝流程進(jìn)行猜測(cè)，以總裝剛度矩陣組裝流程為例：
1． 取一個(gè)Instance；
2． 判斷Instance網(wǎng)格是否為Dependent；
3． 如果是，取Instance對(duì)應(yīng)的Part；如果否，組裝Instance的剛度矩陣，跳轉(zhuǎn)6；
4． 判斷Part的剛度矩陣是否已經(jīng)組裝；
5． 如果是，跳轉(zhuǎn)6；如果否，組裝Part的剛度矩陣；
6． 判斷是否還有Instance未組裝，如果是，跳轉(zhuǎn)1；
7． 將所有Instance的剛度矩陣組裝；
8． 組裝Assembly下的單元?jiǎng)偠染仃嚕?9． 最終形成整個(gè)Assembly的總體剛度矩陣。
1.4 算例
模態(tài)分析結(jié)果的正確性直接受總體剛度矩陣和總體質(zhì)量矩陣影響，因此我們采用一個(gè)多Part手機(jī)模型的模態(tài)分析來驗(yàn)證本節(jié)內(nèi)容的正確性。此次驗(yàn)證，依然使用自研求解器iSolver與Abaqus計(jì)算結(jié)果對(duì)比的方式。
1.4.1 算例說明
如圖，此手機(jī)模型Assembly由12個(gè)Part組成，Part之間采用K-Coupling連接。
1.4.2 模態(tài)分析結(jié)果
iSolver與Abaqus計(jì)算頻率結(jié)果誤差小于2%，由此可以證明iSolver計(jì)算得到的總體剛度矩陣和總體質(zhì)量矩陣與Abaqus一致，驗(yàn)證了本文對(duì)于多Part模型總裝矩陣組裝流程的猜測(cè)。
==總結(jié)==
本章介紹了Part、Instance與Assembly三者之間的關(guān)系，分析了Instance的網(wǎng)格形成原理，也簡(jiǎn)單猜測(cè)了一下Abaqus的內(nèi)部組裝實(shí)現(xiàn)流程，最后通過一個(gè)算例來驗(yàn)證。
展開 ABAQUS 一文入門DLOAD基本用法
對(duì)于ABAQUS，這些情況下都需要使用DLOAD子程序進(jìn)行加載。DLOAD應(yīng)該是ABAQUS中使用頻率最高也是最入門的子程序之一。
學(xué)習(xí)ABAQUS子程序，應(yīng)先讀懂幫助文件中的子程序說明，清楚函數(shù)和各參數(shù)物理意義。
以下為DLOAD各形參意義：
（1） F 需要用戶自定義的變量：荷載值
（2）KSTEP 分析步編號(hào)，表示第幾個(gè)分析步
（3）KINC 增量步編號(hào)
（4）TIME 時(shí)間。TIME是長(zhǎng)度為2的一維數(shù)組，TIME(1)表示當(dāng)前分析步時(shí)間，TIME(2)表示總時(shí)間
（5）NOEL 單元編號(hào)
（6）NPT 載荷積分點(diǎn)編號(hào)
（7）LAYER 層數(shù)（復(fù)合材料
（8）KSPT 當(dāng)前層界面點(diǎn)編號(hào)
（9） COORDS積分點(diǎn)坐標(biāo)COORDS(1)、COORDS(2)、COORDS(3)分別代表積分點(diǎn)的x、y、z三個(gè)坐標(biāo)值
（10）JLTYP 載荷類型
（11）SNAME 加載面的名字
語句模板如下：
其中F（荷載的大小以及施加位置等）即為用戶需要定義的內(nèi)容。
02 案例一 移動(dòng)車輪荷載施加
對(duì)3750mm×20000mm的混凝土路面施加移動(dòng)車輪荷載（直線行駛），車型為四輪轎車，假設(shè)輪胎與路面接觸面為250mm×250mm的方形。案例詳細(xì)尺寸見下圖：
案例一 尺寸示意圖（單位：mm）
DLOAD中提供了x，y，z坐標(biāo)形參，時(shí)間形參，本例中只需分別定義車輪荷載在x軸上的分布范圍（定值）、z軸上的分布范圍（隨時(shí)間前進(jìn)）即可實(shí)現(xiàn)。
展開 Abaqus-原來顯式計(jì)算也可以這么快
為了減少 Abaqus/Explicit 分析中所需的增量數(shù)量，我們可以比實(shí)際過程的時(shí)間加快模擬速度，也就是說，我們可以人為地縮短事件的時(shí)間周期，或者同等地提高事件發(fā)生的速率。正在加載。這會(huì)引入可能的錯(cuò)誤。如果加載速率增加太多，增加的慣性力將改變預(yù)測(cè)的響應(yīng)。在極端情況下，問題將表現(xiàn)出波傳播響應(yīng)。避免此錯(cuò)誤的唯一方法是選擇不太大的加載速率。
如何判斷加載速率是否合適？
以不同的加載速率運(yùn)行多個(gè)模擬：
按照從最快加載速率到最慢加載速率的順序運(yùn)行一系列模擬。如您所知，加載速率越慢，分析時(shí)間就越長(zhǎng)。檢查結(jié)果（變形的形狀、應(yīng)力、應(yīng)變和能量），以了解在更改 Abaqus 載荷率時(shí)改變模型的影響。金屬板材成型過程中刀具速度過高往往會(huì)導(dǎo)致不切實(shí)際的局部拉伸；成型模擬中工具速度過高會(huì)導(dǎo)致噴射（流體動(dòng)力型響應(yīng)）；過高的加載速率會(huì)導(dǎo)致施加負(fù)載附近的高度局部變形；由于初始變形的（非結(jié)構(gòu)性）阻力增加，準(zhǔn)靜態(tài)倒塌分析中的過高加載速率可能會(huì)導(dǎo)致載荷。
使用固有頻率檢查加載速率：準(zhǔn)靜態(tài)分析的主要響應(yīng)將是第一結(jié)構(gòu)模式。因此，我們使用該模式的頻率來估計(jì)合適的 Abaqus 加載速率。
1、估計(jì)模型的第一固有頻率 (f)。在簡(jiǎn)單模型中，我們可以通過可用的分析關(guān)系找到該頻率。對(duì)于更復(fù)雜的模型，首先在 Abaqus 中運(yùn)行頻率分析。
2、使用模型的第一固有頻率計(jì)算相應(yīng)的時(shí)間段 (T)：T=1/f
3、運(yùn)行顯式分析（步長(zhǎng)時(shí)間 = T）并估計(jì)在此時(shí)間 (T) 期間模型沖擊方向的全局偏轉(zhuǎn) (D)。
4、計(jì)算沖擊速度（V）：V=D/T
5、一般建議是將沖擊速度限制在材料波速的 1% 以下。金屬中的典型波速為 5000 。
示例（門梁入侵測(cè)試）
為了說明確定適當(dāng)加載速率的問題，請(qǐng)考慮車門中側(cè)防盜梁的變形。實(shí)際測(cè)試是準(zhǔn)靜態(tài)的。
展開 Abaqus-原來顯式計(jì)算也可以這么快
為了減少 Abaqus/Explicit 分析中所需的增量數(shù)量，我們可以比實(shí)際過程的時(shí)間加快模擬速度，也就是說，我們可以人為地縮短事件的時(shí)間周期，或者同等地提高事件發(fā)生的速率。正在加載。這會(huì)引入可能的錯(cuò)誤。如果加載速率增加太多，增加的慣性力將改變預(yù)測(cè)的響應(yīng)。在極端情況下，問題將表現(xiàn)出波傳播響應(yīng)。避免此錯(cuò)誤的唯一方法是選擇不太大的加載速率。
如何判斷加載速率是否合適？
以不同的加載速率運(yùn)行多個(gè)模擬：
按照從最快加載速率到最慢加載速率的順序運(yùn)行一系列模擬。如您所知，加載速率越慢，分析時(shí)間就越長(zhǎng)。檢查結(jié)果（變形的形狀、應(yīng)力、應(yīng)變和能量），以了解在更改 Abaqus 載荷率時(shí)改變模型的影響。金屬板材成型過程中刀具速度過高往往會(huì)導(dǎo)致不切實(shí)際的局部拉伸；成型模擬中工具速度過高會(huì)導(dǎo)致噴射（流體動(dòng)力型響應(yīng)）；過高的加載速率會(huì)導(dǎo)致施加負(fù)載附近的高度局部變形；由于初始變形的（非結(jié)構(gòu)性）阻力增加，準(zhǔn)靜態(tài)倒塌分析中的過高加載速率可能會(huì)導(dǎo)致載荷。
使用固有頻率檢查加載速率：準(zhǔn)靜態(tài)分析的主要響應(yīng)將是第一結(jié)構(gòu)模式。因此，我們使用該模式的頻率來估計(jì)合適的 Abaqus 加載速率。
1、估計(jì)模型的第一固有頻率 (f)。在簡(jiǎn)單模型中，我們可以通過可用的分析關(guān)系找到該頻率。對(duì)于更復(fù)雜的模型，首先在 Abaqus 中運(yùn)行頻率分析。
2、使用模型的第一固有頻率計(jì)算相應(yīng)的時(shí)間段 (T)：T=1/f
3、運(yùn)行顯式分析（步長(zhǎng)時(shí)間 = T）并估計(jì)在此時(shí)間 (T) 期間模型沖擊方向的全局偏轉(zhuǎn) (D)。
4、計(jì)算沖擊速度（V）：V=D/T
5、一般建議是將沖擊速度限制在材料波速的 1% 以下。金屬中的典型波速為 5000 。
示例（門梁入侵測(cè)試）
為了說明確定適當(dāng)加載速率的問題，請(qǐng)考慮車門中側(cè)防盜梁的變形。實(shí)際測(cè)試是準(zhǔn)靜態(tài)的。
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