abaqus 大變形分析的案例
Abaqus大變形分析技巧之Map solution分析方法詳解
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，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，調整分析參數都無法完成相應的變形分析
展開 基于ABAQUS的橡膠密封圈大變形仿真分析
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，對產品的設計及優化具有較大的幫助，也有利于縮短研發周期，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的有限元分析中均采用統一的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即可。橡膠圈及鋼鐵本構參數分別如圖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
圖4模具本構參數
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 CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性
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，而歐拉單元的數量要明顯多于相應的拉格朗日模型的單元數量。
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生網格畸變，網格畸變區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，計算會非常穩定，網格不會發生畸變，相較于拉格朗日的網格畸變區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的變形位移、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 ￥3
Abaqus大變形之SPH方法模擬分析Step by Step-01-10.pdf
ABAQUS案例-CEL方法在大變形分析中的應用及技巧 ￥3
ABAQUS提供了三種網格與材料相互作用模型：一是Lagrangian法，它認為節點固定于材料內部；二是ALE法，它認為材料自由邊界處網格固定；三是Eulerian法，它認為網格節點是固定的，而材料在網格內部流動。在很多應用中，高度變形的材質（例如流體）與拉格朗日體相互作用，例如船體與波浪的作用，封閉在固體容器內的流體等，對于這種情況，ABAQUS提供了耦合CEL方法。本實例（附件中的inp文件）即是展示了如何采用CEL方法來模擬大變形問題(例如大變形沖壓成型)，以及演示了分析中的技巧。
Abaqus大變形分析技術之Map solution設置過程詳解
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，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 Abaqus CEL方法在流固耦合和大變形分析中的應用
課程內容
認識Abaqus中的歐拉分析和CEL方法，了解CEL技術在流固耦合和結構大變形分析中的應用和高級技巧，CEL油箱晃動案例。
課程概覽
1.Abaqus中的歐拉分析和CEL方法
2.CEL流固耦合應用
3.CEL結構大變形分析應用
4.歐拉邊界條件
5.CEL高級應用
6.CEL分析的的適用性
案例講解
CEL在油箱晃動問題中的應用
課程對象
流固耦合分析、結構仿真工程師，CAE相關專業高校學生
培訓時長
2小時
培訓時間
4月9日19：30
主講講師簡介
USim
資深CAE工程師，具有7年工作經驗，擅于結構分析、流固耦合、毀傷分析等領域。
費用：免費
點擊圖片或點擊報名鏈接報名：http://www.yqgqt.org.cn/live/10721
展開 基于ABAQUS軟件的大直徑樁承載力_變形分析_賀嘉.pdf
基于ABAQUS軟件的大直徑樁承載力_變形分析_賀嘉.pdf
【免費】workbench中橡膠壓縮變形分析-自適應網格+大變形
workbench中橡膠壓縮變形分析
橡膠壓縮是密封圈當中經常遇到的一種現象，但是仿真分析對于橡膠壓縮有很難收斂的現象，本實例通過兩個簡單模擬（公眾號: CAE_ANSYS）
方法說明橡膠壓縮的過程和方法，通過本實例可以了解到以下知識
1.自適應網格的應用方法
2.橡膠材料參數的設置
3.非線性接觸的設置
5.模型建立方法
模型
建立分析模型，如圖所示，本實例以一個簡單模型為例
2.初始網格隨意劃分
3設置自適應網格，采用mesh方法，計算過程自動加密網格，需要注意的是，必須打開大變形，單元必須去除中間節點
4邊界條件采用，向下強制位移的方法
5提取結果（公眾號: CAE_ANSYS）
可以看到網格發生了重新劃分，網格由三角形劃分成了4變形
另一個模型是模擬橡膠壓縮的過程，上下兩個剛性體擠壓中間的橡膠，結果顯示中間橡膠發生大變形
本實例需要注意的是，橡膠材料的設置，不需要設置彈性模量，還有就是接觸的設置，需要選擇相應的線體為接觸面，最好將模型分割，最后獲取相應的結果。
以下模型為兩個模型的計算原始文件，供大家免費參考
（公眾號: CAE_ANSYS）
供大家免費參考，版本為ansys17.2
rubber.zip
展開 橡膠=汽車半條命：淺談ABAQUS橡膠大變形仿真5大注意事項
通常在進行初始網格劃分時．需特別注意大變形區的網格形態，開始盡量采用粗網格劃分。以降低分析的復雜程度。然后根據問題的類型和分析結果進行網格重劃分，盡可能使網格發生大變形后仍具有良好的單元幾何形態。
圖4、不同網格尺寸對大變形仿真的影響（左1mm/中2mm/右3mm）
2：網格階次的選擇
在大變形的仿真計算中，建議優先選用線性單元，一階單元較二階單元能更好地模擬橡膠的扭曲大變形，不易發生單元畸變。
圖5、不同網格屬性對大變形仿真的影響（左：二階單元 /右一階單元）
此外還應設置盡可能小的時間步長，以保證求解結果的精度和可靠性。并對結果作仔細檢查，以確定原始測試數據是否涵蓋了模型的變形模式和最大應變。以上均為常規手段，對于一些較為復雜的模型仍不能做到較好的收斂。那么針對一些復雜模型，就用應用一些非正常手段——網格重繪技術。
網格重繪技術不是ABAQUS軟件中的網格自適應技術，其利用Map Solution命令將計算結果映射到一個新的網格文件上，然后針對新的網格文件進行二次計算，其計算流程可總結為下圖所示
圖6、Map Solution命令一般計算流程
由于在第二段加載時雖然使用了MAP語句將第一段加載的計算結果映射進來，但是由于前后兩次的網格文件并不能做到完全一致，所以在分段計算的結果與整體一次性計算的結果略有偏差，這個在剛度曲線中就可以明顯的看出，前20mm的加載時，模型文件一致。所以剛度數據呈現出一致性，但是由于在20mm后引入重繪網格后，剛度計算值較一次性完整加載偏大。但是由于在第二段計算時進行了網格重繪，獲取了質量較高的網格文件，所以其可壓縮至40.76mm(模型原高度為50mm)。
展開 Abaqus模擬橡膠大變形
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/Standard提供了雜交單元來模擬超彈性材料中完全的不可壓縮行為。
橡膠材料力學性能的描述方法主要為兩類：一類是認為橡膠為連續介質的現象學描述；另一類是基于熱力學統計的方法。基于連續介質力學的本構模型主要有Polynomial、Reduce Polynomial、Ogden模型等，其中Mooney-Rivlin模型是 Polynomial的特殊形式，Neo-Hookean 模型是Reduce Polynomial的特殊形式。基于熱力學統計主要有Arruda-Boyce和Van der Waals等本構模型。本文利用Abaqus模擬大變形的橡膠，具體步驟如下。
1、在Abaqus/CAE Sketch模塊中作出模型草圖，如圖1所示，然后在Part模塊中分別建立Push、Rubber、Base三個部件。其中Push為解析剛體，Base為離散剛體。
圖1 草圖
2、在Property模塊中定義橡膠的屬性，采用Mooney-Rivlin模型，參數如圖2所示，然后賦給Rubber部件。
圖2 橡膠參數設置
3、裝配，定義分析步，采用默認的場輸出和歷史輸出。為了保證剛開始能夠較容易收斂，設置分析步初始增量步為0.01，打開幾何非線性。
圖3 分析步定義
4、定義接觸對：Push下表面和橡膠表面，Base上表面和橡膠表面。
展開 
ABAQUS 單向拉伸大變形模擬
靜態模擬一種軟材料POE的單向拉伸，拉伸應變希望到300%，但是總是在100%就失敗了。不知道哪里出了問題，有沒有高手幫幫忙。
基于ABAQUS的CEL大變形仿真 ￥1
基于ABAQUS的CEL大變形模擬
1.幾何模型構建
2.材料參數定義
3.網格系統構建
坯料不進行網格劃分
4.求解設定如下
流固耦合分析只能采用顯示動力學分析
坯料刪除或抑制
應力云圖
等效塑性應變云圖
ABAQUS CEL(例11) 地震工況下的邊坡大變形模擬 ￥70
ABAQUS CEL(例11) 地震工況下的邊坡大變形模擬
一、建模技術
地震工況下邊坡可能失穩進而出現滑坡現象，為避免模擬滑坡時網格產生的畸變問題，采用耦合歐拉拉格朗日法(CEL)進行滑坡的大變形模擬；土體本構采用摩爾庫倫模型；采用模型底部小范圍內的周期性荷載模擬地震荷載。
二、模型及部分結果展示
圖1：藍色為邊坡；紅色為空氣層
圖2：網格的劃分
圖3：賦予模型初始應力
圖4：土體達到地應力平衡時的應力分布
圖5：土體底部的地震荷載施加區域
圖6：所施加的周期性荷載（地震荷載）
圖7：邊坡因地震荷載產生的位移
圖8：地震波產生的區域
展開 Abaqus模擬橡膠大變形/模擬橡膠彎曲
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/Standard提供了雜交單元來模擬超彈性材料中完全的不可壓縮行為。
橡膠材料力學性能的描述方法主要為兩類：一類是認為橡膠為連續介質的現象學描述；另一類是基于熱力學統計的方法。基于連續介質力學的本構模型主要有Polynomial、Reduce Polynomial、Ogden模型等，其中Mooney-Rivlin模型是 Polynomial的特殊形式，Neo-Hookean 模型是Reduce Polynomial的特殊形式。基于熱力學統計主要有Arruda-Boyce和Van der Waals等本構模型。本文利用Abaqus模擬大變形的橡膠，具體步驟如下。
1、在Abaqus/CAE Sketch模塊中作出模型草圖，如圖1所示，然后在Part模塊中分別建立Push、Rubber、Base三個部件。其中Push為解析剛體，Base為離散剛體。
圖1 草圖
2、在Property模塊中定義橡膠的屬性，采用Mooney-Rivlin模型，參數如圖2所示，然后賦給Rubber部件。
圖2 橡膠參數設置
3、裝配，定義分析步，采用默認的場輸出和歷史輸出。為了保證剛開始能夠較容易收斂，設置分析步初始增量步為0.01，打開幾何非線性。
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