abaqus收縮變形分析的案例
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 Abaqus薄板彎曲變形分析實
ABAQUS提供了業內領先的接觸建模能力，接觸中各種表面間的各類摩擦性質可以建立相應的模型模擬，來符合不同接觸行為的要求。
本文采用Abaqus/Standard求解器，進行薄板彎曲變形分析，用以簡單展示ABAQUS接觸建模及其分析功能。
1、 計算模型
如圖1所示，懸臂梁左端受剛性模具固定，右端受移動模具下壓產生變形。
2、 有限元模型
建立有限元模型，創建穩態分析步，分析薄板和剛性表面間的接觸，平板使用實體平面應變單元CPE4I, 該單元沿板厚方向只需要一個單元即可以準確模擬彎曲行為。剛性表面以解析剛性面模擬。
3、 接觸建立
ABAQUS中，接觸的一般需要三個步驟。
首先定義接觸表面。剛性表面一般作為接觸對的主面，本例中將剛性模具的面定義為主面，薄板面為從面。
進而定義接觸對。選擇發生接觸的主從面定義為接觸對。
最后定義接觸屬性。包括接觸類型，以及摩擦系數等相關接觸參數。本例選擇無摩擦的光滑接觸屬性。
本案例共包括三個接觸對，分別為三個剛性模具與薄板之間的接觸。
完成接觸設定后，對模型設定相關邊界條件：上下模具完全固定，沖頭向下移動60mm。薄板左端固定。
在此邊界條件下，沖頭向下移動時，薄板上的三個接觸對發生作用，使得薄板右端發生彎曲。
4、 接觸輸出
接觸設定中，對于多有表面的接觸信息，可以設定接觸應力、接觸位移等接觸輸出信息。
5、 分析結果
如圖所示，計算完成后薄板發生預想彎曲。案例設定了接觸應力輸出，接觸應力包括接觸壓力、摩擦剪切力的輸出，均可以在后處理中進行相應結果顯示。圖中所示云圖所示為接觸壓力云圖。
展開 abaqus凍土路基的溫度-水分-變形多場耦合分析
凍土路基產生的變形與內地路基產生的變形不同。凍土路基隨著季節的交替發生凍結與融化的同時路面會產生相應的變形，并且這樣的變形隨著時間的推移還在持續不斷的變化。在同一路基橫斷面處，由于凍土路基溫度場和水分場分布的不同，路基表面會產生不均勻變形，即在道路橫向發生了變形。在青藏公路的不同路段，由于不同的路基填料、不同的路基高度、不同的多年凍土類型以及不同的路側積水等情況，會使得凍土路基形成縱向的波浪變形。
1 路基溫度場
溫度場的控制方程如下所示
由于凍土路基會存在凍結和融化過程，這就會伴隨著相變熱的產生，因此需要在傳統溫度控制方程中額外考慮相變熱的的影響。
路基的溫度場邊界比較復雜，本文采用第二類和第三類邊界條件，考慮太陽輻射、對流換熱和地面有效輻射的影響。太陽輻射主要影響大氣溫度變化，這里采用下式描述大氣溫度變化
對流換熱則采用下式描述
建立如圖所示的有限元模型
可以計算得到路基的溫度場分布和一年中路基的溫度變化如圖所示
2 水分場分析
凍土路基的變形與水的凍結和融化息息相關。所以分析凍土路基的變形時必須考慮水場分布的影響。
路基中水分場遷移可以通過達西定律來描述
由于凍土路基中，水分凍結后，水分會發生遷移，因此需要考慮相變對水分遷移的影響。
計算得到的飽和度分布如圖所示
3 變形場分析
凍土路基的變形包括融沉變形和車載變形。進行變形場分析時，采用摩爾庫倫準則
路面的車輛載荷采用脈沖載荷來模擬，如下圖所示
同時，水分的凍結時會產生凍脹變形，因此需要考慮凍脹率的影響。這里凍脹率選擇為0.03。
結合溫度場分析和水分場分析可以獲得路基的變形結果。
展開 
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 針對某袋除塵器整體進行ABAQUS有限元分析，考慮九項載荷工況，分析設備靜應力、熱應力、變形及熱膨脹數值 ￥15
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。
圖2 建立幾何模型
三、約束條件及載荷
立柱底部約束如圖3所示。
圖3 立柱底部邊界約束
載荷：
（1）自重（軟件考慮）；
（2） 頂部載荷：檢修載（按400kg/m2）；
（3） 花板處載荷：濾袋、濾籠、濾袋積灰（積灰厚度按5mm）共3.06t；
（4） 灰斗積灰重：滿灰9.6t；
（5） 保溫載荷：按25kg/m2；
（6） 負壓11000Pa或正壓8000Pa兩種工況分別施加；
（7） 煙道及檢修平臺載荷：上煙道（出氣端）900kg，下煙道（進氣端）
400kg，上中下三層檢修平臺檢修載荷均為400×2.85×3.25=3705kg。
注：此項載荷殼體和鋼支架各占一半。
（8） 灰斗卸灰口載荷（方向按照幾何模型坐標系）：FX=4700N，FY=3500N，FZ=-4700N，MX=3690N.m，MY=4800N.m，MZ=5540N.m。
（9） 頂部牛腿處檢修荷載：單個牛腿處載荷為1t，頂板為260×260，轉化為面壓添加，面壓為1×10×1000/260/260=0.148N/mm2。
下圖4所示為載荷添加圖示：
（a）負壓11000Pa （b）正壓8000Pa （c）花板處載荷
展開 abaqus凍土路基的溫度-水分-變形多場耦合分析
變形場分析通過dload子程序定義車輛載荷，通過uexpan子程序引入凍脹影響。
abaqus水泥土樁復合地基固結沉降變形分析 ￥5
abaqus水泥土樁復合地基固結沉降變形分析
基于ABAQUS數值的混凝土防滲墻內力及變形敏感性分析
考慮到目前在進行土石壩相關分析中，大多數的研究僅針對單一剛度的防滲墻進行研究，本文在前人的基礎上，本文建立數值計算模型，系統的研究防滲墻變形影響因素。本文的研究可為防滲墻的設計及優化提供工程參考。
1 工程概況與數值模型
1.1 數值模型
本文研究的土石壩為典型的III型水利工程。最大壩高+60m, 頂寬10m, 底部最大寬度為250m。根據鉆孔資料揭示，大壩巖土體由上到下分別為砂卵石層，砂礫石層和弱風化基巖層，基巖最要是流紋至斑巖層。兩側坡比按照階梯式而不同。由于大壩運營時間比較長，根據現場調查發現，壩體局部出現裂縫，下由坡腳位置出現管涌破壞。為例保證大壩的安全運營，需對大壩進行加固處理。加固方法主要為采用塑性混凝土防滲墻，墻體厚度為0.8m。墻體軸線與大壩軸線重合。防身器嵌入基巖深度為1.0m, 防滲墻混凝土彈性模量為5GPa, 本文的分析就是針對加固后的防滲墻進行計算分析。典型斷面如圖1所示。
為了研究防滲墻力學性能差異。采用ABAQUS,根據壩體典型剖面建立數值計算模型。其中順河流方向設為x軸，高度方向為z軸。覆蓋層以巖土體采用Duncan-Chang本構模型。混凝土材料采用均值線彈性模型，混凝土彈性模量為1GPa, 泊松比為0.20。此外，防滲墻與覆蓋層增加Goodman接觸面單元，接觸面單元參數取值為K1=2500,n=0.667,Rf=0.76,α=38°。其他材料的力學參數見表1。
圖1 大壩典型剖面圖
1.2 計算工況
本文的計算工況主要考慮施工期分層填筑和蓄水期的大壩內力及變形過程。具體工況為首先考慮施工期低蓄水位下大壩的內力和變形，并在此基礎上醉臥蓄水的初始狀態，蓄水過程主要可分為5步。一次改變防滲墻彈性模量和泊松比進行計算大壩的內力和變形。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例1--懸臂梁受分布力系的變形分析
ABAQUS是：自由端的最大位移量是0.8921mm；米塞斯應力最大值是168.4Mpa。可見，位移的差值非常小，相對誤差是0.4%。而米塞斯應力的差距為1%左右。可見，對于位移的計算，二者幾乎一致。而應力的計算，則可能二者采用了不同的后處理方法，結果差距也很小。從這個角度來看，對于這種簡單的線彈性靜力學分析而言，用ANSYS或者ABAQUS功效相仿。
從操作步驟來看，由于ABAQUS中沒有提供單位，用戶必須自己保證單位的一致性。這一點對于初學者而言尤其重要。因為單位的不一致導致的離奇結果經常讓初學者對于有限元軟件失去信心，不過ANSYS的WB很好的解決了這個問題。在這個方面，ANSYS具備優勢。
從幾何建模來看，二者幾乎相同。
從網格劃分來看，ANSYS隱藏了關于單元的選擇問題，而ABAQUS則開放了此接口，讓用戶自己選擇合適的單元。這對于高級用戶是有利的。實際上,ANSYS
WB中隱藏單元選擇以后，對于筆者而言是很不習慣的。就筆者自己的偏好而言，在這個方面，ABAQUS處理得更妥當一些。
從材料設置來看，應該說ANSYS更人性化，很多數據都是自動提供的，用戶只要稍作修改就可以。而ABAQUS需要自己設置，相比麻煩一些。
從分析步這個概念來看，筆者感覺分析步的概念在ABAQUS中是十分重要，而ANSYS雖然也只有載荷步的概念，但是它是不明晰的。正是因為ABAQUS提供了明確的分析步的概念，使得對于多步驟的分析顯得相當簡單而直觀，而在ANSYS中則不是那么容易理解。從個人偏好而言，筆者十分欣賞ABAQUS的分析步概念。在任何一個學科中，該學科提供了哪些基本概念，直接決定著該學科的理論水平，應該說，ABAQUS的概念層次十分清晰。
展開 對某除塵設備進行有限元熱力分析，使用ABAQUS對整體結構強度及熱膨脹變形值進行分析，指導結構加固及膨脹節選型 ￥15
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，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，故單獨建立出氣煙道模型，如圖3所示。
圖2 建立進氣煙道及除塵器殼體幾何模型
圖3 建立出氣煙道幾何模型
約束條件
進氣煙道支座及除塵器支座約束如圖4所示，其中標記的為固定約束，未標記的除塵器支座及煙道支座均為滑動約束。出氣煙道支座約束如圖5所示。
圖4 進氣煙道及除塵器支座約束
圖5 進出氣煙道支座約束
載荷：
（1）自重；
（2）經過多次計算后得出的進氣煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標系）：載荷如下：FX=-15000N，FY=8000N，FZ=-15000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖6所示。
圖6 進氣煙道口載荷添加（集中力及彎矩）
（3）經過多次計算后得出的煙道口載荷限值（方向按照幾何模型坐標系）：載荷如下：FX=-33000N，FY=18000N，FZ=-33000N，MX=136125N.m，MY=117975N.m，MZ=90750N.m。載荷添加如圖7所示。
圖7 煙道口載荷添加（集中力及彎矩）
(4) 袋除塵本體進出口經過多次計算后得出的出氣煙道口載荷限值（方向按照總圖坐標系）：載荷如下：FX=-12210N，FY=9160N，FZ=-12210N，MX=50365N.m，MY=43650N.m，MZ
展開 
基于meshfree和abaqus的地鐵車輛車體檢測工裝變形仿真分析
對于某特殊地鐵車輛，需要定義一個檢測工裝，工裝如圖所示（由于保密問題對模型進行了處理）
對于該工裝，最主要的關注點是變形問題，要求變形不得超過1mm/m，總變形不得超過3mm。
由圖可以看出，該工裝屬于復雜的板殼類結構，處理起來非常復雜。
二、使用meshfree進行變形分析
將模型導入meshfree。由于meshfree的處理方式，只需要刪掉一些無用的零部件就可以了，最終生成的部件數321個和解除對902個。約束條件為地腳約束，載荷為重力載荷。如下圖所示：
對其進行受力分析，從模型處理到計算完成整個過程約1個小時。
從以上可以看出，整體的變形最大為1.4mm，垂向最大位移為0.79mm，小于標準值，安全
三、abaqus計算
此模型在使用abaqus進行計算時首先使用hypermesh進行網格劃分。由于對稱結果，采取1/2建模。模型（局部）如下：
對其進行分析。由于大量的板殼結構，需要進行復雜的幾何處理，并定義不同的截面屬性，整個分析大約一周。結果如下
由上可以看出，最大變形位移1.8mm。
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。
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
