abaqus 大變形分析
關注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus 大變形分析的視頻教程
ABAQUS橡膠網格大變形分析mapsolution功能的用法（三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形問題）
本課程的內容： 介紹map solution功能在大變形，非線性有限元分析中的基本原理。 插件導入ABAQUS教學（插件見附件），介紹網格建模插件的使用方法。 三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形有限元分析基本流程。 使用map solution功能復現(xiàn)三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形有限元分析。 拼合多個分析步的結果，解決力-位移曲線不連續(xù)問題，經驗總結。
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基于ABAQUS橡膠大變形分析
本視頻內容：橡膠大變形的基本分析流程。 應用場景： 高壓、超高壓橡膠密封性能，保壓能力測試。 橡膠大變形的分析過程。 如何讓通過幾何剖分提高網格質量。 往期精彩： HYMPERMESH直齒輪六面體網格的劃分 ABAQUS幾何清理及修復 HYMPERMESH與ABAQUS聯(lián)合（銷軸簡化梁單元） HYPERMESH中設置ABAQUS銷軸接觸設置
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abaqus 大變形分析的實例教程
關于橡膠的大變形分析是一個令人十分頭痛的問題，常常會因為網格畸變中止計算，即使調整網格，調整參數(shù)，各種折騰，還是不能解決問題。這時候，你就可以考慮Map Solution方法了。
Map Solution的基本分析步驟如下圖所示，看起來十分簡單，但實際上初次摸索的話還是要花費不少時間的，關鍵在于變形模型的提取及重畫分，以及關鍵詞的編輯和提交計算。對于混跡CAE分析多年的老鳥來說，根據(jù)Help的提示搞出來不成問題，但是對于一些菜鳥或者英語水平不那么厲害的，學起來其實也蠻費勁的。網上雖然有不少資料，但是詳細，完整講解操作過程的資料很少。
Map Solution分析的實質就是將一個大變形分析，拆分成多個小變形分析，首先進行一個小變形分析，提取出網格之后，進行網格重畫分，避免網格繼續(xù)變形而造成畸變，然后導入到Abaqus中完成相關的邊界條件設置，最后導出關鍵字文件并進行相關語句添加，最后運用命令的方式提交。具體的操作過程見視頻：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10577
該視頻詳細介紹了Map Solution的設置過程與注意事項，購買了視頻的可以私信我或者在評論下方留言，我會提供CAE模型以及相關的關鍵字文件。
（切記：使用這些高級分析方法（Map Solution、ALE、CEL）的前提是，你對傳統(tǒng)的分析方法進行了足夠多次的嘗試，確定修改網格，調整分析參數(shù)都無法完成相應的變形分析
展開 橡膠圈的材料選取、形狀的設計及受力大小對其密封性能有很大的影響，然而在實際壓縮試驗過程中很難觀測到其受力變形的瞬態(tài)大變形行為。通過ABAQUS有限元分析可以得到橡膠圈的受力變形過程，對產品的設計及優(yōu)化具有較大的幫助，也有利于縮短研發(fā)周期，降低經濟成本。
2模型建立
模型采用常用的橡膠材料與模具裝配模型，如圖1所示。整個建模過程與后續(xù)的有限元分析中均采用統(tǒng)一的mm單位制。
圖1 模型基本尺寸
3有限元分析
本案例的有限元分析是在ABAQUS 2017平臺上全程進行的。運用Standard/Explicit分析模塊，之后進入Part模塊創(chuàng)建上述分析模型。建立的有限元模型如圖2所示。模型中主要涉及兩種材料模型，橡膠本構已經很成熟了，選用超彈性Mooney-Rivlin本構，模具使用鋼鐵本構，輸入基本的物理參數(shù)即可。橡膠圈及鋼鐵本構參數(shù)分別如圖3、4所示。之后定義接觸及邊界條件完成有限元模型的前處理操作。
圖2有限元模型
圖3橡膠圈本構參數(shù)
圖4模具本構參數(shù)
4結果與討論
模型的后處理操作是在Abaqus/CAE的Visualization模塊，模型求解完成后對云圖只顯示材料填充區(qū)域云圖，此時，橡膠材料就從一開始的圓形被壓縮成類似于矩形的形狀，如圖5所示。
圖5應力云圖
5結論
本案例針對橡膠圈進行了一個簡單的大變形分析，從應力云圖來看，仿真結果很好模擬了橡膠圈在壓縮時候的大變形行為，后續(xù)可以單獨提取最大變形處的應力應變曲線等，對產品的設計有一定的參考意義。
展開 關于橡膠的大變形分析是一個令人十分頭痛的問題，常常會因為網格畸變中止計算，即使調整網格，調整參數(shù)，各種折騰，還是不能解決問題。這時候，你就可以考慮Map Solution方法了。
Map Solution的基本分析步驟如下圖所示，看起來十分簡單，但實際上初次摸索的話還是要花費不少時間的，關鍵在于變形模型的提取及重畫分，以及關鍵詞的編輯和提交計算。對于混跡CAE分析多年的老鳥來說，根據(jù)Help的提示搞出來不成問題，但是對于一些菜鳥或者英語水平不那么厲害的，學起來其實也蠻費勁的。網上雖然有不少資料，但是詳細，完整講解操作過程的資料很少。
Mapsolution設置流程總結
第一步：先進行小變形分析，具體分析設置與常規(guī)的橡膠件計算一樣，只是需要特別注意在STEP模塊下，需要設置重啟動輸出選項。
重啟動輸出設置
第二步:變形后網格的提取，新建一個Model，并導入剛剛小變形生成的odb，然后導出，為下一步網格重畫做準備
變形體提取
第三步：對變形后網格進行網格重畫，這里使用第三方軟件完成
變形后網格重畫分
第四步：將重畫分網格之后的模型導入到Abaqus中進行相關的計算設置，并生成關鍵字文件，然后進行相應的語句編寫
Map Solution語句編寫
第五步：提交求解即可（采用命令行的形式）。
Map Solution分析的實質就是將一個大變形分析，拆分成多個小變形分析，首先進行一個小變形分析，提取出網格之后，進行網格重畫分，避免網格繼續(xù)變形而造成畸變，然后導入到Abaqus中完成相關的邊界條件設置，最后導出關鍵字文件并進行相關語句添加，最后運用命令的方式提交。
展開 對同一個模型來講，通常，拉格朗日建模方式計算更加準確，計算效率更高，因為所有的幾何體都采用拉格朗日單元類型，而CEL建模方式的計算更加耗時，且產生的文件更大，一個直接的原因是流體或大變形幾何體是歐拉體模型，采用歐拉單元建模，而歐拉單元的數(shù)量要明顯多于相應的拉格朗日模型的單元數(shù)量。
但是，如果模型要經歷極大變形，那么這兩種建模方式的優(yōu)劣就要好好評價一下了。在大變形分析中，拉格朗日模型容易發(fā)生網格畸變，網格畸變區(qū)的計算結果準確性將會大打折扣，產生不可信的結果甚至計算中斷得不到結果；而CEL模型在犧牲一定的幾何模型精度和結果準確性的前提下，計算會非常穩(wěn)定，網格不會發(fā)生畸變，相較于拉格朗日的網格畸變區(qū)反而會得到更加合理的計算結果。所以，在選擇建模分析方式時，尤其是大變形分析，兩種方法孰優(yōu)孰劣，需要結合一定的經驗和以往案例，選擇折中處理或者兩種都用以綜合衡量。
本篇案例是一個鉚接案例，如下面的示意圖所示。 ? 具體的模型長下面這樣：左邊是中央截面圖，右面是實物圖，上下兩部分是沖模，張揚帶孔圓盤是固定模板，上下兩部分沖模同時施力以使鉚釘達到最終的變形。 ? 這個過程很明顯是一個極限大變形過程，我們可能關心這個過程中的三個問題：
1、 鉚釘在成型過程中的變形是否適當？
2、 成型后，鉚釘是否有足夠的力量保持材料的連接？
3、 成型過程工具的壓力是否足夠？
那么這三個關心的問題我們可以考察分析鉚釘?shù)?em>變形位移、成型后的等效塑性變形和成型過程中的沖模受力等變量，去評估我們關心的問題從而做出一些結論或改進。 本案例不再進行step by step的演示，各位小伙伴可以自行練習。下面來具體看一下分析模型和相關結果。 ?
左邊是拉格朗日建模，右邊是CEL建模。兩種建模方式中，接觸全部采用無摩擦通用接觸。
展開 Abaqus大變形之SPH方法模擬分析Step by Step-01-10.pdf
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這是abaqus幫助文檔案例之一。內容為自己親自動手做的，含經驗分享。
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某袋除塵殼體結構選型如下：
箱體板厚5mm
箱體角柱：角鋼L90*56*8
箱體加強筋：角鋼L90*56*6
花板厚6mm
花板下加強筋：橫向為扁鋼80*6，縱向為扁鋼100*6
箱體中間支撐管：鋼管Φ60*5
圖1 袋除塵殼體結構示意圖
2、 建立模型
按照殼體結構示意圖建立幾何模型如圖2所示。
煙道結構
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結構及其支座示意圖、除塵器支座設置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結構及其支座、除塵器支座設置示意圖
建立模型
由于進氣煙道與殼體之間沒有膨脹節(jié)，因此需要考慮殼體的熱膨脹對煙道的影響，殼體已經過計算滿足要求，本模型無需建立加強筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設置有膨脹節(jié)，故單獨建立出氣煙道模型
某移動罩下軌道梁（H型鋼），在移動罩運動時，產生較大變形，通過有限元分析，使用動載荷分析
動態(tài)載荷可依其作用方式的不同，分為以下三類：
1．構件作加速運動。這時構件的各個質點將受到與其加速度有關的慣性力作用，故此類問題習慣上又稱為慣性力問題。
2．載荷以一定的速度施加于構件上，或者構件的運動突然受阻，這類問題稱為沖擊問題。
3．構件受到的載荷或由載荷引起的應力的大小或方向
1 引言
近年來，隨著有限元分析技術的飛速發(fā)展，工程領域對于復雜結構的理解和設計能力達到了前所未有的高度。然而，在這一過程中，經典理論研究的價值依然不可忽視。許多早期的研究成果雖然產生于計算機尚未普及的時代，但其所展現(xiàn)的精巧分析方法和深刻物理洞察，依舊是今天工程學科的重要基石。近期，我閱讀了de Runtz和Hodge于1963年發(fā)表的一項經典研究，這項工作在當時推動了對結構工程中圓環(huán)構件的理解
摘 要：為研究混凝土防滲墻內力及變形影響因素，文章建立數(shù)值計算模型，系統(tǒng)的分析了混凝土剛度及防滲墻厚度對墻內力及變形的影響，結果表明：防滲墻的最大主應力和最小主應力均隨墻的高程增大而增大，混凝土彈性模量對墻的變形影響非常小。在不同彈性模量的混凝土工況下，最大水平位移出現(xiàn)在墻頂；防滲墻小主應力和和大主應力隨高程的增大而減小。為保證防滲墻及大壩有較好防滲性能，應結合試驗確定防滲材料參數(shù)。
關鍵詞
[ 摘要 ] 針對某企業(yè)多臺聯(lián)動 CNC 車床大跨距桁架機械手機身剛度及整機穩(wěn)定性問題，基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論，對大跨距桁架機械手橫梁不同橫截面進行分析，比較并判別最優(yōu)橫截面材料力學性能。通過對 桁架機械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據(jù)企業(yè)要求，優(yōu)化橫梁 結構，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機構重量減輕，滿足企業(yè)生產需求，提高經濟效益。
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本文是《Advances in Bridge Engineering》最新發(fā)表英文論文的摘錄稿，簡要介紹原文的研究意義、過程和方法以及主要結論。采用中文摘錄稿的形式，方便閱讀，節(jié)約讀者時間。感興趣的讀者，請點擊文末左下方“閱讀原文”，可免費下載英文全文。
Abaqus為用戶提供了多種本構關系來模擬超彈性材料，這種材料具有高度非線性，當Abaqus進行模擬時假設這種材料是具有彈性、各向同性，并且同時考慮幾何非線性效應。與材料的剪切柔度相比，對于大多數(shù)類似橡膠的固體材料，其可壓縮性非常小，當分析對象為平面應力問題、殼、薄膜、梁、桁架、或者鋼筋等，這個問題不值得關注。但是對于固體、平面應變或者軸對稱問題卻不能忽略。對此，Abaqus
