abaqus集中力的定義的案例
【iSolver案例分享64】一對集中力作用下受壓大變形圓環的理論公式、iSolver和Abaqus結果對比
雖然圓環的幾何形狀相對簡單，但其在受力狀態下的變形特征復雜多樣，尤其是在大變形和塑性階段，結構的非線性行為變得更加顯著。因此，理解圓環在這種極端條件下的破壞模式，不僅對學術研究具有理論價值，還對實際工程設計和安全評估具有重要意義。
隨著計算技術的發展，現代有限元軟件如Abaqus和iSolver在處理復雜結構分析方面提供了強大的工具。通過這些工具，工程師可以在理論模型的基礎上，進行更精細的數值模擬，以驗證理論預測的準確性。因此，在對此案例的學習中，我不僅回顧和學習了de Runtz和Hodge的理論推導，還結合了現代軟件工具的計算能力對該案例進行建模計算。通過結合理論分析和數值仿真，我希望能在這些早期研究中的經典問題得到更深入的理解和啟發。
為了達到這一目標，我首先在理論層面上回顧了de Runtz和Hodge的推導過程，著重理解了他們在圓環破壞問題上的核心思路。接著，我利用Abaqus和iSolver兩個軟件，針對他們研究中的典型案例進行了詳細的數值模擬。通過對比理論計算結果與仿真結果，我期望不僅能驗證這些經典理論的準確性，還能探討現代軟件在處理這類問題時的表現，特別是它們在模擬大變形塑性行為中的有效性和局限性。
2 仿真模型
在初始破損的時刻下，圓環可以視為在上下中點受到一對方向相反的集中力作用。因此在有限元軟件中進行了如下所示的建模。
部件
建立的圓環結構直徑為9.6米，壁厚為0.2米，寬度為1米。
材料
分析步
邊界條件
在上下施加一對對稱的位移約束，位移距離為1.5 m。
網格
分別使用11220個、34816個和60192個單元對結構進行離散化，得到的初始破損載荷結果如表所示。
展開 【Abaqus插件】螺栓預緊力_批量定義 ￥19.89
腳本批量定義螺栓預緊力的方法也很好用，但是對于不習慣Python的不太友好。
使用插件可以很好的解決這個問題，對于有大量螺栓的問題建模，可以節省不少前處理時間。
插件使用教學
1.先決條件
#首先必須要有螺栓的part；
#螺栓要被陣列到assembly中；
#必須先切分出螺栓預緊力的加載面；
#至少要有一個分析步，如沒有Preload分析步（P大寫），插件會在initial后自動插入一個。
2.插件使用方法
#選擇被陣列的螺栓part，以及定義好的加載面；螺栓axial方向→回轉體part默認就是1，拉伸會有更多選擇；可以在加載力分析步固定螺栓長度；螺栓力可以按等級或者自己人為指定數值。
展開 ABAQUS中Cohesive模型粘聚力模型的2種定義方式
圖3 三種斷裂形式
（1）Quade Damage:
（2）Maxe Damage:
（3）Quads Damage:
（4） Maxs Damage:
二、粘聚力模型的ABAQUS設置方法
接下來分別詳細介紹粘聚力單元（cohesive element）和粘聚力接觸（cohesive surface interaction）的ABAQUS的軟件設置方法。
1、粘聚力單元的ABAQUS設置
對于粘聚力單元（cohesive element）,以ABAQUS2019為例：
第一步：進行cohesive單元剛度設置，在Property界面下，依次點擊Mechanical->Elasticity->Elastic->Traction，Type中選擇Traction, 然后在空格中輸出相應的剛度，如圖3所示
圖3
第二步：初始損傷準則，點擊Mechanical->Damage for Traction Separation Laws。Abaqus提供了6種初始損傷準則，一般前四種用于復合材料的分層模擬，后兩種用于擴展有限元。對于前面4種初始損傷準則的具體含義，詳見ABAQUS幫助文檔。
第三步：損傷演化規律，在定義了初始損傷準則后，點擊Suboptions->Damage Evolution，彈出的界面如圖4所示。Type包括Displacement和Energy，一般會選擇基于Energy的損傷演化規律。Softening中有多種選項，表示剛度退化的方式。
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