abaqus 變形角度的案例
基于ABAQUS的python不同噴丸角度的隨機(jī)彈丸噴丸插件
Python實(shí)現(xiàn)可變噴丸角度的隨機(jī)彈丸分布
噴丸是一種典型的強(qiáng)化手段，采用高速彈丸反復(fù)撞擊材料表面，使表層發(fā)生塑性變形，從而引入顯著殘余壓應(yīng)力，增大零件表面硬度，細(xì)化晶粒，有利于提高材料的抗疲勞性能。
噴丸覆蓋率和噴丸角度作為噴丸工藝中最重要的工藝參數(shù)之一，直接影響噴丸工藝的加工質(zhì)量。覆蓋率C表示為被噴零部件表面上的彈痕面積與零部件總面積的比值，可通過阿夫拉米公式計(jì)算：
單彈丸模擬結(jié)果
r為單個(gè)彈丸撞擊后留下的彈坑半徑；N 為彈丸個(gè)數(shù)。
ABAQUS軟件作為一款強(qiáng)大的非線性軟件，在沖擊領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。本帖主要通過ABAQUS的python二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)機(jī)械噴丸強(qiáng)化過程，并根據(jù)單彈丸噴丸后的結(jié)果結(jié)合阿夫拉米公式近似得到一定覆蓋率下的彈丸個(gè)數(shù)。
噴丸速度與噴丸強(qiáng)度有關(guān)，實(shí)際實(shí)驗(yàn)中以ALMEN試片的弧高值表征噴丸強(qiáng)度，在模擬中以100%覆蓋率下的噴丸速度表征噴丸強(qiáng)度，下面是ALMEN試片噴丸后的變形特征。
ALMEN試片噴丸后的位移變化
下圖為通用機(jī)械噴丸插件，可以根據(jù)覆蓋率輸入彈丸參數(shù)：彈丸個(gè)數(shù)、彈丸大小，彈丸本插件采用的是可變形體，需要材料參數(shù)，噴丸角度以90度最佳，小角度噴丸在相同噴丸強(qiáng)度下容易出現(xiàn)損傷；靶材參數(shù)：靶材大小與靶材的材料參數(shù)。其次還有分析步時(shí)間以及網(wǎng)格大小，分析步時(shí)間其實(shí)可以通過噴丸速度與最高彈丸位置點(diǎn)計(jì)算，本插件仍然可以優(yōu)化，彈丸采用解析剛體減少計(jì)算量。
機(jī)械噴丸插件
下面是一些插件的案例。
展開 abaqus中旋轉(zhuǎn)角度？
abaqus中我想給個(gè)長(zhǎng)方體兩端面固定，然后給長(zhǎng)方體除了兩端面添加旋轉(zhuǎn)角度，這個(gè)長(zhǎng)方體會(huì)發(fā)生變形，最后想看變形后的力？該如何做？
abaqus中旋轉(zhuǎn)角度？
abaqus中我想給長(zhǎng)方體兩端面施加固定約束，除了長(zhǎng)方體兩端面添加旋轉(zhuǎn)角度，看長(zhǎng)方體發(fā)生變形，最后看變形中的力？該如何設(shè)置？
批量提取Abaqus的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)(初始坐標(biāo)、指定Step下的變形量、變形后節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)) ￥40
<h2>摘要</h2><p>本文介紹如何使用Python腳本二次開發(fā)來批量提取ABAQUS輸出數(shù)據(jù)庫（ODB）文件中指定Step下的Set節(jié)點(diǎn)集變形量。通過詳細(xì)的步驟說明、代碼示例和圖片展示，您將學(xué)會(huì)如何使用該腳本，自動(dòng)化輸出CSV文件包含（Node Label；Step Name、Increment、Step Time，U1，U2）。</p><p>如果還需要按Increment提取每個(gè)增量下的變形后的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的話，在提取變形量的基礎(chǔ)上，與初始坐標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算就可以求得坐標(biāo)。 （備注：該代碼只提取了x，y方向的變形量）</p><h2>1. 問題描述</h2><p>在工程仿真和分析領(lǐng)域，提取ABAQUS輸出數(shù)據(jù)庫（ODB）文件中的節(jié)點(diǎn)集變形量是一項(xiàng)常見任務(wù)。然而，手動(dòng)提取這些數(shù)據(jù)是一項(xiàng)繁瑣且容易出錯(cuò)的工作。因此，需要一種自動(dòng)化的方法來批量提取指定步驟下按節(jié)點(diǎn)集組織的變形量數(shù)據(jù)。</p><h2>2. 實(shí)例展示</h2><p>假設(shè)我們有一個(gè)名為`example.odb`的ODB文件，其中包含名為`Step-x`的步驟和名為`Set-x`的節(jié)點(diǎn)集。運(yùn)行以上代碼后，腳本會(huì)自動(dòng)將該步驟下節(jié)點(diǎn)集的變形量提取出來，并保存為`NodalDisplacement.csv`文件。
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從編程角度闡述有限元最佳入門方法：以Abaqus 和OpenSees 為例
而我們常見的商業(yè)有限元軟件Abaqus和ansys 的求解模塊均由Fortran 語言編寫的，這也是為什么，我們經(jīng)常看到很多學(xué)者基于自己課題研究的需要，通過Fortran語言編寫了很多材料的umat 或者vumat的子程序，實(shí)際上就是對(duì)abaqus 的材料庫進(jìn)行了擴(kuò)充。但是Fortran 語言相比C在調(diào)用計(jì)算機(jī)計(jì)算資源這方面，卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及，這也是為什么，我們發(fā)現(xiàn)相同的自由度規(guī)模的分析，Opensees 的速度較Abaqus 快很多。更不用說，Opensees 中擁有最為強(qiáng)大的材料庫和單元庫，每年都會(huì)有很多來自全球的學(xué)者開發(fā)相當(dāng)?shù)拇a來擴(kuò)充OS 的求解模塊。
而對(duì)于有限元軟件的前后模塊，則對(duì)計(jì)算性能要求不高，所以通常用其他的編程語言進(jìn)行GUI的設(shè)計(jì)，比如我們常用的abaqus 就是采用python 語言進(jìn)行前后處理器的設(shè)計(jì)的。前處理模塊，主要功能就是實(shí)現(xiàn)和使用者的交互，你在窗口上的點(diǎn)擊交互，會(huì)激發(fā)它自動(dòng)生成某些代碼，比如你在用鼠標(biāo)操作abaqus的每一步，都會(huì)在對(duì)應(yīng)的abaqus.py文件中輸出相應(yīng)的代碼如圖1：
圖1 Abaqus.py中對(duì)應(yīng)GUI 操作代碼
最終abaqus 會(huì)自動(dòng)把這些由GUI出發(fā)產(chǎn)生的代碼轉(zhuǎn)換為通用格式ASCII .inp 文件，由這些命令流去觸發(fā)abaqus 求解模塊，使其采用相應(yīng)的材料，單元，作用，算法，荷載，來形成有限元模型，并對(duì)其求解。
上述分析，也就說明，我們?cè)诮?em>abaqus 模型時(shí)，可以采用三種方式建立模型，一是GUI操作，二是基于python 寫模型的script， 三是直接寫.inp 文件。 但是對(duì)于上述過程，對(duì)于初學(xué)者而言，或者大多數(shù)已經(jīng)使用abaqus 的用戶，如果不做二次開發(fā)的話，想必對(duì)后兩者的方法都相當(dāng)陌生。
展開 Abaqus+PyQt+Python平面變形歐拉角計(jì)算
通俗講，一個(gè)直角坐標(biāo)系Sys-1，繞自己的X、Y、Z坐標(biāo)軸依次轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，變?yōu)樽鴺?biāo)系Sys-2，則轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為歐拉角。歐拉角的值與轉(zhuǎn)動(dòng)順序相關(guān)，例如從Sys-1轉(zhuǎn)到Sys-2，轉(zhuǎn)序X→Y→Z與轉(zhuǎn)序Z→X→Y的歐拉角通常不同。因此，講歐拉角時(shí)必須明確轉(zhuǎn)序。除了繞3個(gè)軸轉(zhuǎn)的歐拉角，還有繞2個(gè)軸轉(zhuǎn)的歐拉角，例如轉(zhuǎn)序X→Y→X。
除了運(yùn)動(dòng)學(xué)，精密設(shè)備的指向變化，有時(shí)也用歐拉角表示。例如，某精密指向、定位設(shè)備安裝面為X-Y平面，指向?yàn)閆軸。由于外載荷（力、熱等）作用，引起該設(shè)備安裝面、指向發(fā)生變化，這時(shí)，可以用指定轉(zhuǎn)序下的歐拉角表示設(shè)備指向狀態(tài)的變化量。此處指定轉(zhuǎn)序下的歐拉角稱為絕對(duì)歐拉角。
對(duì)于有一定角度關(guān)系的兩臺(tái)精密設(shè)備，當(dāng)關(guān)注兩臺(tái)設(shè)備相對(duì)指向變化時(shí)，引入相對(duì)歐拉角描述。
下面以簡(jiǎn)單例子介紹平面變形、指向歐拉角的計(jì)算，包括絕對(duì)歐拉角、相對(duì)歐拉角。
1 簡(jiǎn)化模型
下面的六面體為表面殼模型，下面由三段梁支持，三段梁分別沿X、Y、Z軸向。六個(gè)面的厚度不同，在上側(cè)3個(gè)面施加不同的壓力，如下左圖所示。位移云圖如下右圖所示。
2 計(jì)算要求
計(jì)算六面體上面3個(gè)面的變形歐拉角，包括3個(gè)面的絕對(duì)歐拉角，平面2、3相對(duì)與平面1的相對(duì)歐拉角。平面1、2、3如下圖所示。
3 數(shù)據(jù)處理
使用平面節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、位移數(shù)據(jù)計(jì)算平面變形歐拉角。可以使用Python腳本輸出平面節(jié)點(diǎn)編號(hào)、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)（X、Y、Z）、節(jié)點(diǎn)位移（U1、U2、U3），如下圖所示。下圖為平面1的10個(gè)工況的數(shù)據(jù)文件，打開的文本文件中7列數(shù)據(jù)為節(jié)點(diǎn)編號(hào)、坐標(biāo)、位移。
三個(gè)平面10個(gè)工況的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件如下圖所示。每個(gè)文件中包含一個(gè)工況一個(gè)平面的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、坐標(biāo)、位移數(shù)據(jù)。
展開 Abaqus模擬橡膠大變形
Abaqus為用戶提供了多種本構(gòu)關(guān)系來模擬超彈性材料，這種材料具有高度非線性，當(dāng)Abaqus進(jìn)行模擬時(shí)假設(shè)這種材料是具有彈性、各向同性，并且同時(shí)考慮幾何非線性效應(yīng)。與材料的剪切柔度相比，對(duì)于大多數(shù)類似橡膠的固體材料，其可壓縮性非常小，當(dāng)分析對(duì)象為平面應(yīng)力問題、殼、薄膜、梁、桁架、或者鋼筋等，這個(gè)問題不值得關(guān)注。但是對(duì)于固體、平面應(yīng)變或者軸對(duì)稱問題卻不能忽略。對(duì)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(xué)性能的描述方法主要為兩類：一類是認(rèn)為橡膠為連續(xù)介質(zhì)的現(xiàn)象學(xué)描述；另一類是基于熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法。基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的本構(gòu)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(xué)統(tǒng)計(jì)主要有Arruda-Boyce和Van der Waals等本構(gòu)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(gè)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(shù)如圖2所示，然后賦給Rubber部件。
圖2 橡膠參數(shù)設(shè)置
3、裝配，定義分析步，采用默認(rèn)的場(chǎng)輸出和歷史輸出。為了保證剛開始能夠較容易收斂，設(shè)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(duì)：Push下表面和橡膠表面，Base上表面和橡膠表面。
展開 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(shù)
地震工況下邊坡可能失穩(wěn)進(jìn)而出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，為避免模擬滑坡時(shí)網(wǎng)格產(chǎn)生的畸變問題，采用耦合歐拉拉格朗日法(CEL)進(jìn)行滑坡的大變形模擬；土體本構(gòu)采用摩爾庫倫模型；采用模型底部小范圍內(nèi)的周期性荷載模擬地震荷載。
二、模型及部分結(jié)果展示
圖1：藍(lán)色為邊坡；紅色為空氣層
圖2：網(wǎng)格的劃分
圖3：賦予模型初始應(yīng)力
圖4：土體達(dá)到地應(yīng)力平衡時(shí)的應(yīng)力分布
圖5：土體底部的地震荷載施加區(qū)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(chǎn)生的位移
圖8：地震波產(chǎn)生的區(qū)域
展開 ABAQUS 單向拉伸大變形模擬
靜態(tài)模擬一種軟材料POE的單向拉伸，拉伸應(yīng)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。
HyperMesh導(dǎo)入Abaqus的變形后模型
HyperMesh導(dǎo)入Abaqus的變形后模型
經(jīng)過Abaqus的操作可以將Abaqus計(jì)算后的變形單元和節(jié)點(diǎn)輸出為inp文件，這個(gè)inp文件可以通過HyperMesh讀取。
打開HyperMesh后設(shè)置user files為Abaqus，如圖1所示。
圖1
之后通過import Solve Deck導(dǎo)入Abaqus生成的inp文件，如圖2所示。
圖2
之后點(diǎn)擊import即可在窗口顯示導(dǎo)入的變形模型，如圖3所示。
圖3
在此基礎(chǔ)上，可以對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行編輯重劃分，修改結(jié)束后同樣可以導(dǎo)出修改后的模型inp文件，如圖4所示。
圖4
此時(shí)的inp文件記錄了在HyperMesh中修改后的模型。
再之后，可以通過Abaqus導(dǎo)入Hm生成的inp文件，如圖5所示。
圖5
導(dǎo)入后的模型在Abaqus中的顯式如圖6所示。
圖6
在HyperMesh編輯三維單元網(wǎng)格不是那么方便，建議的思路是先生成實(shí)體再進(jìn)行網(wǎng)格編輯。
Abaqus6.12以后的版本據(jù)說可以由孤立的網(wǎng)格生成實(shí)體模型，這個(gè)還是比較方便的，生成實(shí)體模型后在Abaqus里面就可以進(jìn)行網(wǎng)格重劃分。
展開 Abaqus薄板彎曲變形分析實(shí)
ABAQUS提供了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的接觸建模能力，接觸中各種表面間的各類摩擦性質(zhì)可以建立相應(yīng)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(jìn)行薄板彎曲變形分析，用以簡(jiǎn)單展示ABAQUS接觸建模及其分析功能。
1、 計(jì)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(dòng)模具下壓產(chǎn)生變形。
2、 有限元模型
建立有限元模型，創(chuàng)建穩(wěn)態(tài)分析步，分析薄板和剛性表面間的接觸，平板使用實(shí)體平面應(yīng)變單元CPE4I, 該單元沿板厚方向只需要一個(gè)單元即可以準(zhǔn)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(gè)步驟。
首先定義接觸表面。剛性表面一般作為接觸對(duì)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(jìn)而定義接觸對(duì)。選擇發(fā)生接觸的主從面定義為接觸對(duì)。
最后定義接觸屬性。包括接觸類型，以及摩擦系數(shù)等相關(guān)接觸參數(shù)。本例選擇無摩擦的光滑接觸屬性。
本案例共包括三個(gè)接觸對(duì)，分別為三個(gè)剛性模具與薄板之間的接觸。
完成接觸設(shè)定后，對(duì)模型設(shè)定相關(guān)邊界條件：上下模具完全固定，沖頭向下移動(dòng)60mm。薄板左端固定。
在此邊界條件下，沖頭向下移動(dòng)時(shí)，薄板上的三個(gè)接觸對(duì)發(fā)生作用，使得薄板右端發(fā)生彎曲。
4、 接觸輸出
接觸設(shè)定中，對(duì)于多有表面的接觸信息，可以設(shè)定接觸應(yīng)力、接觸位移等接觸輸出信息。
5、 分析結(jié)果
如圖所示，計(jì)算完成后薄板發(fā)生預(yù)想彎曲。案例設(shè)定了接觸應(yīng)力輸出，接觸應(yīng)力包括接觸壓力、摩擦剪切力的輸出，均可以在后處理中進(jìn)行相應(yīng)結(jié)果顯示。圖中所示云圖所示為接觸壓力云圖。
展開 
ABAQUS模擬多道次變形的變量繼承方法
一、引言
使用ABAQUS進(jìn)行多道次加工時(shí)，往往牽扯道次之間變量的繼承（如晶粒尺寸、累積損傷等），這對(duì)多道次變形模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性有較大的影響。本文以VUHARD子程序及簡(jiǎn)單的熱壓縮模型為例，分享雙道次壓縮之間的晶粒尺寸的繼承方法。
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(gòu)關(guān)系來模擬超彈性材料，這種材料具有高度非線性，當(dāng)Abaqus進(jìn)行模擬時(shí)假設(shè)這種材料是具有彈性、各向同性，并且同時(shí)考慮幾何非線性效應(yīng)。與材料的剪切柔度相比，對(duì)于大多數(shù)類似橡膠的固體材料，其可壓縮性非常小，當(dāng)分析對(duì)象為平面應(yīng)力問題、殼、薄膜、梁、桁架、或者鋼筋等，這個(gè)問題不值得關(guān)注。但是對(duì)于固體、平面應(yīng)變或者軸對(duì)稱問題卻不能忽略。對(duì)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(xué)性能的描述方法主要為兩類：一類是認(rèn)為橡膠為連續(xù)介質(zhì)的現(xiàn)象學(xué)描述；另一類是基于熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法。基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的本構(gòu)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(xué)統(tǒng)計(jì)主要有Arruda-Boyce和Van der Waals等本構(gòu)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(gè)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(shù)如圖2所示，然后賦給Rubber部件。
圖2 橡膠參數(shù)設(shè)置
3、裝配，定義分析步，采用默認(rèn)的場(chǎng)輸出和歷史輸出。為了保證剛開始能夠較容易收斂，設(shè)置分析步初始增量步為0.01，打開幾何非線性。
展開 ABAQUS變形放大比例Deformation Scale Factor
The Deformation Scale Factor options are in the lower left corner of the Basic page，等比例的話就在Uniform value 這個(gè)地方填寫，如果填1，說明是按實(shí)際變形大小來plot
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(gòu)建
2.材料參數(shù)定義
3.網(wǎng)格系統(tǒng)構(gòu)建
坯料不進(jìn)行網(wǎng)格劃分
4.求解設(shè)定如下
流固耦合分析只能采用顯示動(dòng)力學(xué)分析
坯料刪除或抑制
應(yīng)力云圖
等效塑性應(yīng)變?cè)茍D
