彈簧單元導(dǎo)入abaqus
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
彈簧單元導(dǎo)入abaqus的視頻教程
ABAQUS讀懂彈簧/非線性彈簧單元——“小而精”的Spring element
ABAQUS中的彈簧單元很雞肋？不會(huì)用？no no no~ 別焦慮，讓喵星人結(jié)合用戶手冊(cè)和項(xiàng)目經(jīng)歷將彈簧單元抽絲剝繭！
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彈簧單元導(dǎo)入abaqus的實(shí)例教程
<p>彈簧單元（Spring element）作為ABAQUS中的特色用途單元（Special-Purpose Elements）大家常常認(rèn)為其比較“雞肋”，但在某些應(yīng)用場(chǎng)景中卻有著不可代替的作用，可謂“小而精”。今天喵星人就結(jié)合用戶手冊(cè)和項(xiàng)目經(jīng)歷帶大家讀懂彈簧單元。</p><p><br></p><p class="ql-align-center"><strong>01</strong>彈簧單元類型</p><p>用戶手冊(cè)給出三種彈簧單元的定義：</p><p><br></p><p>1. SPRINGA</p><p>Axial spring between two nodes, whose line of action is the line joining the two nodes. This line of action may rotate in large-displacement analysis.</p><p><strong>喵星人翻譯：</strong></p><p>兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的軸向彈簧，其作用線是連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的線。在大位移分析中，這條作用線可能會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。</p><p><strong>喵星人點(diǎn)評(píng)：</strong></p><p>軸向彈簧的力僅作用于軸線上，因此只有平動(dòng)自由度1/2/3而無轉(zhuǎn)動(dòng)自由度</p><p><br></p><p>2. SPRING1</p><p>Spring between a node and ground, acting in a fixed direction</p><p><strong>喵星人翻譯：</strong></p><p>節(jié)點(diǎn)與地面之間沿固定方向作用的彈簧</p><p><strong>喵星人點(diǎn)評(píng)：</strong></p><p>也可稱其為接地彈簧，通常應(yīng)用于土與結(jié)構(gòu)相互作用，例如樁基等。
展開 建好后，用 partition 命令分割成如下圖所示，這樣比較好加彈簧，網(wǎng)格劃分也會(huì)更規(guī)則。兩個(gè)圓盤平行，相距 5m，用彈簧單元連接。
圓盤選擇 3D——Deformable——shell——planar，然后用畫圓的命令畫一個(gè)半徑 0.5m的圓盤即可。重復(fù)上述操作，畫出第二個(gè)圓盤。
進(jìn)入 property 模塊，設(shè)置圓盤的材料參數(shù)：模型采用線彈性即可，最簡單方便，參數(shù)如下：彈性模量 2e11， 泊松比 0.2。
然后，建立截面，賦予截面，模型變?yōu)榫G色，表示已經(jīng)將定義的截面賦予了圓盤。注意：兩個(gè)圓盤都要賦予。
Assembly 是比較關(guān)鍵的一步，在這一步中將使兩個(gè)圓盤距離變?yōu)?5m（最初建模時(shí)是疊加在一起的，當(dāng)然也可以建模時(shí)就設(shè)定好距離，但是這樣比較麻煩，個(gè)人覺得還是用 assembly更加直觀方便）。
創(chuàng)建一個(gè) instance ，把兩個(gè) part 都選中，此時(shí)兩個(gè) part 是重疊的，點(diǎn)擊 ok。用平移按鈕 ，只要移動(dòng)圓盤上一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)圓盤的平移，具體操作為：選中一個(gè)圓盤，輸入要移動(dòng)的點(diǎn)的坐標(biāo)（0,0,0），如下圖：
再輸入平移后的坐標(biāo)（0,0,5），平移完成如下圖
進(jìn)入 step 模塊，建立一個(gè) step，static，一切選擇默認(rèn)即可。
接下來要在兩個(gè)圓盤之間用彈簧連接。進(jìn)入 interaction 模塊，選擇工具條中的 Special——Springs/Dashpots，創(chuàng)建新的彈簧。ABAQUS 里面的彈簧有兩點(diǎn)間的彈簧和接地的彈簧，這里我們選擇兩點(diǎn)間的彈簧，如下圖
然后軟件讓你選擇彈簧的第一個(gè)點(diǎn)和第二個(gè)點(diǎn)，由于我們事先已經(jīng)分割好 part 了，就直接對(duì)應(yīng)的添加就行了。
展開 建好后，用partition命令分割成如下圖所示，這樣比較好加彈簧，網(wǎng)格劃分也會(huì)更規(guī)則。兩個(gè)圓盤平行，相距5m，用彈簧單元連接。
如圖所示，上面的圓盤受壓，與下面的圓盤通過彈簧連接。下面的圓盤用接地彈簧約束住。這個(gè)例子可以很好的幫助初學(xué)者理解彈簧的使用方法和原理，具體操作步驟見pdf文件，命令流見inp文件。
ABAQUS彈簧單元應(yīng)用實(shí)例.pdf
Job-1.rar
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展開 <p> 彈簧單元有3種類型：接地彈簧（spring1）、兩結(jié)點(diǎn)彈簧（spring2）、軸向彈簧（springA）。</p><p> <strong>spring1</strong>，接地彈簧，一個(gè)結(jié)點(diǎn)在大地上，只需定義另一個(gè)結(jié)點(diǎn)；需要定義彈簧力的方向。</p><p> <strong> spring2</strong>，兩結(jié)點(diǎn)彈簧，需要定義彈簧力的方向。</p><p> <strong> springA</strong>，軸向彈簧，不需要定義彈簧力的方向，由兩結(jié)點(diǎn)的連線方向確定。</p><p> 常使用springA彈簧單元。</p><p><br></p><p> 本案例分別介紹<u>HyperWorks（Hypermesh）</u>和<u>Abaqus</u>中彈簧單元springA和spring2的創(chuàng)建及設(shè)置方法（spring1可參照設(shè)置）。</p><p> 以圖文方式詳細(xì)描述每一步需要填寫的內(nèi)容及釋義，通過本使用教程，您將可以按教程詳細(xì)步驟一步步設(shè)置彈簧單元spring，即便是小白也能快速上手使用。</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p>
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ABAQUS中添加非線性彈簧單元
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彈簧單元導(dǎo)入abaqus的最新內(nèi)容
<p>彈簧單元（Spring element）作為ABAQUS中的特色用途單元（Special-Purpose Elements）大家常常認(rèn)為其比較“雞肋”，但在某些應(yīng)用場(chǎng)景中卻有著不可代替的作用，可謂“小而精”。今天喵星人就結(jié)合用戶手冊(cè)和項(xiàng)目經(jīng)歷帶大家讀懂彈簧單元。</p><p><br></p><p class="ql-align-center"><strong>01</strong>彈簧單元類型
<p> 彈簧單元有3種類型：接地彈簧（spring1）、兩結(jié)點(diǎn)彈簧（spring2）、軸向彈簧（springA）。</p><p> <strong>spring1</strong>，接地彈簧，一個(gè)結(jié)點(diǎn)在大地上，只需定義另一個(gè)結(jié)點(diǎn)；需要定義彈簧力的方向。</p><p> <strong> spring2
大家好！
上一個(gè)帖子鏈接：(一維彈簧單元的直接剛度方法)Python編程和ABAQUS結(jié)果對(duì)比
上一個(gè)帖子我們對(duì)比了基于直接剛度法來求解得到一維彈簧單元的剛度矩陣和ABAQUS提取出來的不太一樣。
今天我來詳細(xì)講一下其中的原理。
例子：還是上一個(gè)帖子的例子，它是一個(gè)非齊次邊界條件的單自由度彈簧系統(tǒng)。
我們知道這個(gè)公式:
在整個(gè)系統(tǒng)來看，此時(shí)
所以我們可以寫出
***
大家好！
在學(xué)習(xí)《有限元方法基礎(chǔ)教程》過程中，通過自己編程實(shí)現(xiàn)有限單元法的數(shù)值解答，加深對(duì)理論的理解。這個(gè)在我去年的時(shí)候就已經(jīng)發(fā)過帖子了，但是沒有講解代碼，沒有和ABAQUS有限元軟件對(duì)比。這次發(fā)帖子就是想講解代碼以及和ABAQUS結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)我又更深層次理解了有限元方法。
這次寫得是最簡單的模型：一維線彈簧單元。采用的是直接剛度法求解。
直接剛度法的求解思路如下所示，其中粉紅色的是輸入
彈簧單元是ABAQUS的特殊功能單元，可以直接定義結(jié)點(diǎn)受到的力與結(jié)點(diǎn)（相對(duì)）位移的關(guān)系，所以彈簧單元可以方便的表達(dá)一些界面接觸特性。彈簧的種類：按照本構(gòu)分，彈簧單元可分為線性（linear）彈簧和非線性（nonlinear）彈簧。按照彈簧力的方向及彈簧幾何特點(diǎn)，又可以分為接地彈簧（spring1），兩結(jié)點(diǎn)彈簧（spring2），軸向彈簧（springa）。
線性（
彈簧單元是ABAQUS的特殊功能單元，可以直接定義結(jié)點(diǎn)受到的力與結(jié)點(diǎn)（相對(duì)）位移的關(guān)系，所以彈簧單元可以方便的表達(dá)一些界面接觸特性。彈簧的種類：按照本構(gòu)分，彈簧單元可分為線性（linear）彈簧和非線性（nonlinear）彈簧。按照彈簧力的方向及彈簧幾何特點(diǎn)，又可以分為接地彈簧（spring1），兩結(jié)點(diǎn)彈簧（spring2），軸向彈簧（springa）。
線性
彈簧單元是ABAQUS的特殊功能單元，可以直接定義結(jié)點(diǎn)受到的力與結(jié)點(diǎn)（相對(duì)）位移的關(guān)系，所以彈簧單元可以方便的表達(dá)一些界面接觸特性。彈簧的種類：按照本構(gòu)分，彈簧單元可分為線性（linear）彈簧和非線性（nonlinear）彈簧。按照彈簧力的方向及彈簧幾何特點(diǎn)，又可以分為接地彈簧（spring1），兩結(jié)點(diǎn)彈簧（spring2），軸向彈簧（springa）。
線性
ABAQUS中添加非線性彈簧單元
模型概況：建立兩個(gè)一模一樣的圓盤，直徑 1m。建好后，用 partition 命令分割成如下圖所示，這樣比較好加彈簧，網(wǎng)格劃分也會(huì)更規(guī)則。兩個(gè)圓盤平行，相距 5m，用彈簧單元連接。
圓盤選擇 3D——Deformable——shell——planar，然后用畫圓的命令畫一個(gè)半徑 0.5m的圓盤即可。重復(fù)上述操作，畫出第二個(gè)圓盤。
進(jìn)入 property 模塊，設(shè)置圓盤的材料參數(shù)
模型概況：建立兩個(gè)一模一樣的圓盤，直徑1m。建好后，用partition命令分割成如下圖所示，這樣比較好加彈簧，網(wǎng)格劃分也會(huì)更規(guī)則。兩個(gè)圓盤平行，相距5m，用彈簧單元連接。
如圖所示，上面的圓盤受壓，與下面的圓盤通過彈簧連接。下面的圓盤用接地彈簧約束住。這個(gè)例子可以很好的幫助初學(xué)者理解彈簧的使用方法和原理，具體操作步驟見pdf文件，命令流見inp文件。
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