abaqus穩(wěn)態(tài)動力分析的案例
淺談Abaqus穩(wěn)態(tài)動力學分析的幾種方法
子空間穩(wěn)態(tài)動力學分析的基本思想是：首先提取無阻尼、對稱系統(tǒng)的特征模態(tài)，并選取適當?shù)奶卣飨蛄拷M成特征模態(tài)子空間，然后將穩(wěn)態(tài)動力學方程組投影到特征模態(tài)子空間上，通過直接法求解子空間下的穩(wěn)態(tài)動力學方程。
子空間法基于這樣一個假設(shè)條件，即我們所關(guān)心的頻率范圍內(nèi)的無阻尼特征模態(tài)，能夠精確表達強迫運動下的穩(wěn)態(tài)動力學響應(yīng)。而且子空間必須包含足夠數(shù)量的特征模態(tài)向量，其數(shù)量由用戶自定義。系統(tǒng)的動力學方程組投影到模態(tài)子空間后形成一低維（并不解藕）的方程組，求解這個經(jīng)過減縮的動力學方程組，并將結(jié)果返回到得到物理坐標的節(jié)點位移、應(yīng)力響應(yīng)。
子空間法穩(wěn)態(tài)動力學分析有以下特點：
l模型可以定義任意形式的阻尼；
l可以處理具有非對稱剛度矩陣的模型；
l能有效、快速的分析具有頻變特性的模型；
l與直接法相比節(jié)省大量的時間；
l模型規(guī)模急劇增加時，計算成本優(yōu)勢更加明顯；
l計算精度低于直接法求解。
2.Abaqus中穩(wěn)態(tài)動力學分析步的設(shè)置
在Abaqus中設(shè)置穩(wěn)態(tài)動力學分析步時，若使用直接法進行分析，可直接定義Steady-stats dynamics,Direct分析步，而，模態(tài)法與子空間法必須先定義Frequency分析步，然后定義Steady-stats dynamics,Modal或Steady-stats dynamics,Subspace分析步。
然而在這三種穩(wěn)態(tài)動力學分許步中相同的是都要首先定義掃頻范圍和頻率點數(shù)量，從而得到包括頻率范圍邊界點的分析結(jié)果，頻率間隔有兩種類型：線性或者對數(shù)形式（Abaqus默認為對數(shù)間隔形式），可以任選其一。整個頻率軸（線性或者對數(shù)刻度）可以正好被頻率間隔等分，或者在某一頻率范圍引入一個偏置參數(shù)來定義非均勻的頻率點分布。
以模態(tài)法說明Abauqs中穩(wěn)態(tài)動力學分析步參數(shù)的設(shè)置：
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展開 Abaqus穩(wěn)態(tài)動力學分析的幾種方法
Abaqus穩(wěn)態(tài)動力學分析包含以下三種方法：
直接穩(wěn)態(tài)動力學分析（Steady-stats dynamics,Direct）
模態(tài)穩(wěn)態(tài)動力學分析（Steady-stats dynamics,Modal）
子空間穩(wěn)態(tài)動力學分析（Steady-stats dynamics,Subspace）
① 直接穩(wěn)態(tài)動力學
在直接穩(wěn)態(tài)動力學分析中，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)諧波響應(yīng)是通過對模型的原始方程直接積分計算出來的。
當系統(tǒng)具有以下特征時，不能提取特征模態(tài)，則可用直接法進行穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析：
l 存在非對稱剛度；
l 包含模態(tài)阻尼以外的其他形式阻尼；
l 必須考慮粘彈性材料特性（具有頻變特性）。
進行直接穩(wěn)態(tài)動力學分析不需要提取系統(tǒng)的特征模態(tài)，而是在每個頻率點對整個模型進行復雜的積分運算。因此，對于具有大阻尼和頻變特性的模型，應(yīng)用直接法求解比模態(tài)分析法精確，但耗時較多。
② 模態(tài)穩(wěn)態(tài)動力學分析
模態(tài)穩(wěn)態(tài)動力學分析方法是基于模態(tài)疊加法求解系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。在求解模態(tài)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)之前必須先提取無阻尼的特征模態(tài)，通過變換使系統(tǒng)解藕，得到一組用模態(tài)坐標表示的單自由度運動方程。求解各個單自由度運動方程得到系統(tǒng)在模態(tài)坐標下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)后，通過變換最后獲得系統(tǒng)在物理坐標下的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。
模態(tài)穩(wěn)態(tài)動力學分析具有以下特點：
l 分析速度快，耗時最少（相比直接法和子空間法）；
l 計算精度低于直接法和子空間法；
l 不適于分析具有大阻尼特征的模型；
l 不適于分析具有粘彈材料（頻變特性）的模型。
另外需要注意，使用基于模態(tài)的分析方法時，用戶必須確定需要保留的特征模態(tài)，以確保用這些模態(tài)能夠精確描述系統(tǒng)的動力學特征。
③ 子空間穩(wěn)態(tài)動力學分析
與模態(tài)動力學分析不同，子空間穩(wěn)態(tài)動力學分析是將運動方程投影到一組特征模態(tài)上再進行求解。
展開 Abaqus|基于模態(tài)阻尼的穩(wěn)態(tài)動力分析以及減振產(chǎn)品開發(fā)與優(yōu)化問題
而頻響應(yīng)曲線——激勵頻率與響應(yīng)（位移、加速度等）的關(guān)系曲線就是一個直觀效果展示方式，即可以評價特定頻率下減振措施的減振效果，也可以觀察到具有減振效果的頻帶有多寬（這對于實際問題的魯棒性非常重要，因為材料與激勵并不會像分析計算模型一樣那么理想）。為了獲得如圖0所示的頻響曲線，可以進行穩(wěn)態(tài)分析。為了在最終的頻響曲線中考慮到材料或者減（吸）振器阻尼耗能的頻率相關(guān)特性，就可以利用模態(tài)阻尼。本文主要介紹相關(guān)概念以及在Abaqus中的實現(xiàn)過程，并進而引出減振產(chǎn)品（結(jié)構(gòu)）開發(fā)與優(yōu)化問題的提法。
▲圖0 頻響曲線
2. 穩(wěn)態(tài)動力學分析
在簡諧激振作用下的強迫振動，包含過渡過程和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩部分。由于結(jié)構(gòu)中不可避免地會出現(xiàn)阻尼力，過渡過程是迅速衰減的瞬態(tài)振動；同系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)相比較，這種瞬態(tài)振動在某些問題中是相對次要的，因而可以不與考慮。所討論的穩(wěn)態(tài)動力學分析(SteadyState Dynamics)是指在簡諧激勵作用下的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。盡管穩(wěn)態(tài)分析是針對諧振激勵，但是由于任意一個振動激勵我們都可以通過看作是頻域上若干簡諧激勵的疊加，因此穩(wěn)態(tài)分析對于控制某個隨機的振動過程也非常重要。可以指導減振產(chǎn)品開發(fā)與優(yōu)化。
在Abaqus中的三種穩(wěn)態(tài)動力分析計算方法：Direct, modal，subspace。對于三種方法的適用性可以參考Abqus用戶手冊或者《Abaqus動力學有限元分析指南》。由于modal方法的計算量較小便于快速評估產(chǎn)品方案，因此這里主要介紹基于modal法穩(wěn)態(tài)分析得到頻響曲線。
3. 模態(tài)阻尼
對于粘彈性材料來說，材料本身的耗能特性就與頻率相關(guān)；而由粘彈性材料與其他材料一起制作而成的構(gòu)件在不同頻率（或者不同模態(tài)/陣型/mode shape））對應(yīng)的耗能特性（阻尼）并不一樣，由此引入模態(tài)阻尼的概念。
展開 轉(zhuǎn)子動力學臨界轉(zhuǎn)速及穩(wěn)態(tài)分析的理論背景
附件文檔提供了samcef中轉(zhuǎn)子動力學臨界轉(zhuǎn)速計算及穩(wěn)態(tài)分析的理論背景，對于求解器計算時用到的不同算法也進行了簡要區(qū)分。 詳細見附件。
轉(zhuǎn)子動力學臨界轉(zhuǎn)速及穩(wěn)態(tài)分析的理論背景.pdf
Abaqus穩(wěn)態(tài)熱分析實例
E點理論計算結(jié)果為18.3度，下面使用Abaqus來計算并驗證。
首先創(chuàng)建2D、shell的幾何模型，其次是材料參數(shù)的設(shè)置，與靜力分析不同，熱傳導需要設(shè)置熱傳導系數(shù)，在Mechanical>Conductivity里輸入52。本例是穩(wěn)態(tài)熱分析，因此只需要這一個參數(shù)，若為瞬態(tài)熱分析，則還需要比熱以及密度值。
其次進行分析步設(shè)置，這一步與靜力分析也有所不同，選擇Gerneal>Heat Transfer作為分析步。默認的為瞬態(tài)響應(yīng)，這里選擇穩(wěn)態(tài)分析，同靜力分析一樣，這里的時間1沒有真實含義，保持默認。增量步設(shè)置與靜力分析一樣。
邊界條件由默認的Mechanical改為Other，選擇溫度。選擇模型最下面的邊，這里定義為bottom集，給予100度的溫度。
下面設(shè)置模型與周圍空氣的對流。模型右面的邊（side）與上面的邊（top）與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換，對流系數(shù)為750，Sink temperature為周圍環(huán)境的溫度，這里給0。
Mesh模塊中，需要將單元族改為Heat Transfer，確認使用的是DC2D4單元。至此，熱分析的設(shè)置已經(jīng)完成。可以提交計算。在后處理中查詢右邊界從下網(wǎng)上0.2m處的溫度值為18.4151，與理論計算結(jié)果18.3相差不大。右圖為對模型網(wǎng)格加密的結(jié)果，顯示溫度值為18.29，接近理論解。
abaqus穩(wěn)態(tài)傳熱分析實例.pdf
展開 如何用Abaqus隱式動力學畫出李薩如圖形？ 附Abaqus動力學有限元分析指南張文元下載
李薩如沙擺的模擬可以用Abaqus顯式動力學，考慮到我們的顯式分析應(yīng)用案例比較多，這期文章我們換一種方法，使用Abaqus隱式動力學來計算這個過程。
Abaqus隱式動力學使用隱式時間積分（Hilber-Hughes-Taylor算法、向后的歐拉算法）來計算系統(tǒng)的瞬態(tài)動力學或準靜態(tài)響應(yīng)，首先簡單的看一下Abaqus中隱式動力學的幾種應(yīng)用方案：
瞬態(tài)保真（Transient fidelity）
不含接觸模型的默認選項，涉及最小的系統(tǒng)能量耗散，比如衛(wèi)星系統(tǒng)的分析，使用較小的時間增量來精確求解結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)，本文的沙擺采用這種方案。
隱式瞬態(tài)保真應(yīng)用-沙擺振動
中度耗散（Moderate dissipation）
包含接觸模型的默認選項，涉及中度的系統(tǒng)能量耗散，比如動力學系統(tǒng)通過塑性、黏性阻尼或其他效應(yīng)進行能量耗散，可以用于各種插拔、碰撞和成型分析。
隱式中度耗散應(yīng)用-棘輪碰撞
準靜態(tài)（Quasi-static）
準靜態(tài)分析的選項，主要感興趣的是最終的靜態(tài)響應(yīng)，涉及高度的能量耗散，通過引入慣性效應(yīng)來規(guī)范不穩(wěn)定行為，比如因欠約束導致的剛體位移或“突然跳變”。一個應(yīng)用場景是指甲刀的捏合分析，首先通過添加和釋放輔助約束的靜力學方法來計算指甲刀的裝配應(yīng)力，然后將所有部件的相互作改用接觸定義，模型中增加了很多不穩(wěn)定因素，如果繼續(xù)使用靜力學則極其容易發(fā)散，改用隱式準靜態(tài)可以順利完成計算。
展開 基于ABAQUS顯式動力學和隱式動力學的彎管成型加工分析 ￥50
摘要： 彎管成型分析方法及注意點，分別采用顯式動力學和隱式動力學方法進行彎管成型分析，并對兩種分析方法進行了比較。
素材來源：
本文中所引用的案例素材來源于：錢 峰，潘笑譽，葉小奔. 基于ＡＢＡＱＵＳ的管件彎曲成型的有限元分析[J]. 機械工程與自動化,１６７２－６４１３（２０１７）０４－００１９－０３.
案例中彎管模具以及坯料尺寸皆根據(jù)該論文進行建模，論文中未提及的尺寸信息，筆者根據(jù)自身過往經(jīng)驗自行設(shè)定。
建 模：
零部件定義：共五個組件，除坯料外，全部設(shè)置為離散剛體，解析剛體也可，這里以離散剛體為例。
材料屬性：剛體不需要設(shè)置材料，坯料材料屬性需要設(shè)置彈性模量，應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)以及密度（采用隱式動力學可不設(shè)置密度參數(shù)）。
關(guān)于應(yīng)力應(yīng)變曲線定義需要注意abaqus程序內(nèi)部對應(yīng)力應(yīng)變曲線數(shù)據(jù)的正則化問題，顯式動力學算法會根據(jù)用戶輸入的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)進行正則化處理，如果數(shù)據(jù)點過多，或者數(shù)據(jù)點間存在突變，則可能會產(chǎn)生計算誤差或者直接報錯。
莊茁教授關(guān)于顯示動力學中應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的正則化處理的解釋
分析步：
隱式動力學設(shè)置如下：
顯式動力學設(shè)置如下：
關(guān)于顯式動力學中質(zhì)量縮放（Mass scaling）的原理請查閱官方幫助文檔。由于一般的材料加工問題都屬于準靜態(tài)問題，因此采取一定的質(zhì)量縮放可以在損失較少計算精度的前提下，大幅提高計算速度，具有非常大的應(yīng)用價值。當然，如果能夠通過采用更大的網(wǎng)格劃分提高計算速度，那是更好的選擇。在模型調(diào)試階段可以采用較大的質(zhì)量縮放系數(shù)，快速計算，debug模型，在模型調(diào)整好之后減小質(zhì)量縮放系數(shù)，以獲得精度更高的計算結(jié)果。
展開 Abaqus_Explicit顯示動力分析-CH01-顯式動力學概論
邀請到的臺灣士盟科技老師鄭鈞為大家再講解一趟系列課程《Abaqus_Explicit顯示動力分析》，目前預售價格59，該課程預計5月底更新完，更新完后價格會同步更新，故有需要的朋友可以提前購買觀看。
課程目錄
CH01-顯式動力學概論
CH02-轉(zhuǎn)接器落摔分析
>WORKSHOP01-轉(zhuǎn)接器落摔分析
CH03-轉(zhuǎn)接器球擊分析(考慮材料應(yīng)變率)
>WORKSHOP02-轉(zhuǎn)接器球擊分析(考慮材料應(yīng)變率)
CH04-金屬沖壓擬靜態(tài)分析
>WORKSHOP03-金屬沖壓擬靜態(tài)分析
CH05 求解器資料轉(zhuǎn)換
>WORKSHOP04-金屬沖壓后回彈
>WORKSHOP05-煞車碟盤
展開 【ABAQUS模態(tài)動力學】Composite&abaqus 預應(yīng)力模態(tài)分析&輸出單元剛度矩陣
參考
連接器振動脫落_abaqus重啟動分析_顯式隱式切換_插拔力預應(yīng)力模態(tài)_TeeSim天深科技
Abaqus預應(yīng)力模態(tài)分析 附Abaqus 分析用戶手冊材料卷下載- 技術(shù)鄰
Natural frequency extraction - SIMULIA 用戶幫助 2020 User guide
《結(jié)構(gòu)動力學》
振動理論及工程應(yīng)用_天津大學_中國大學MOOC(慕課)
Eigenvalue extraction - SIMULIA 用戶幫助 2020 Theory
1. 什么是模態(tài)分析？
模態(tài)分析是指求解多自由度系統(tǒng)的模態(tài)振型及振動頻率的過程。模態(tài)分析可簡單地分為自由模態(tài)分析和約束模態(tài)分析。
自由模態(tài)分析：不加任何約束，進行求解（會出現(xiàn)前六階0模態(tài)）
約束模態(tài)分析：施加完整的約束，模型不會出現(xiàn)剛體模態(tài) 還可以分類為：
預應(yīng)力模態(tài)（典型例子：吉他琴弦）
干模態(tài)分析(空氣中)
濕模態(tài)分析（流體耦合作用不可忽略）
2. 單自由度系統(tǒng)振幅和固有頻率的求解
模態(tài)分析的本質(zhì)上是求解一定條件下的結(jié)構(gòu)動力學方程。
展開 ABAQUS 建筑結(jié)構(gòu)動力彈塑性時程分析、靜力彈塑性Pushover分析、模態(tài)分析
ABAQUS軟件
建筑結(jié)構(gòu)動力彈塑性時程分析、靜力彈塑性Pushover分析、模態(tài)分析
剪力墻擬靜力加載
建模及結(jié)構(gòu)后處理
以上內(nèi)容，歡迎各位的留言交流，也可提供答疑服務(wù)！
技術(shù)鄰周報Q14：時程分析/ABAQUS/動力系統(tǒng)/Fluent/沖壓分析/振動噪聲/LS-DYNA/氣動分析...
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1、一致輸入和多點輸入下超長鋼框架結(jié)構(gòu)動力彈塑性時程分析
作者：chenX
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1820153
地震地面運動是一個復雜的時間和空間過程。在同一次地震中，結(jié)構(gòu)尺度范圍內(nèi)不同點的地震動過程是不同的，這是因為地震波在傳播過程中具有行波效 應(yīng)、相干效應(yīng)和場地效應(yīng)等。嚴格來說，所有結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析，均應(yīng)考慮地 震動空間變異性的影響。只是當結(jié)構(gòu)尺度較小或采用整體基礎(chǔ)時，這種影響可能 較小，通常可按一致激勵進行分析。但是，隨著結(jié)構(gòu)尺度的不斷擴大(如大跨結(jié)構(gòu))和延長型結(jié)構(gòu)(如長大橋梁、超長航站樓指廊)的興建，地震動空間變異性的影響越來越顯著。
2、純電動汽車動力系統(tǒng)選型匹配與仿真
作者：EDC電驅(qū)未來
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1820418
本文以某純電動汽車作為研究對象，依據(jù)整車設(shè)計目標對其動力總成系統(tǒng)進行選型匹配，并利用Cruise軟件進行整車仿真模型的建立及仿真分析，驗證選型匹配方案的合理性。
3、Ansys Fluent前處理及Fluent Meshing常見問答匯總
作者：
陽普科技
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1820550
在畫網(wǎng)格的過程中，遇到這樣的問題，skewness>0.9的網(wǎng)格只有一個，其他網(wǎng)格質(zhì)量都很好，網(wǎng)格是poly，通過用auto node move，auto correction的方法解決不了，還有其他辦法來提高這一個網(wǎng)格的質(zhì)量嗎？
展開 
ABAQUS軸向壓縮顯示動力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、掌握三維模型的繪制
2、掌握顯示動力學分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置
3、理解顯示動力學分析步的建立
4、學習軸向壓縮分析的相互關(guān)系的設(shè)置
5、了解顯示動力學網(wǎng)格的劃分
6、學習結(jié)果后處理的查看與對比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
本案例操完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
?
ABAQUS 顯示動力學鉆孔分析案例 ￥10
<p>本案例適合哪些人學習：</p><p>1、學習型仿真工程師</p><p>2、理工科院校學生</p><p>3、與鉆孔工藝相關(guān)的工程師</p><p>你會得到什么：</p><p>1、掌握三維模型的繪制</p><p>2、掌握顯示動力學分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置</p><p>3、理解動力學分析步的建立</p><p>4、學習鉆孔相關(guān)的相互關(guān)系的設(shè)置</p><p>5、了解顯示動力學網(wǎng)格的劃分</p><p>6、學習結(jié)果后處理的查看與對比</p><p>案例介紹：</p><p>所使用軟件為ABAQUS2018.</p><p>案例介紹了使用ABAQUS進行顯示動力學鉆孔分析。</p><p>本課程操作過程詳細，并且完整得提供了分析相關(guān)所有的文檔和分析文件。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202304/2b26872987b04011bd31ba575599d9cb.gif" alt="1.gif"></p>
展開 ABAQUS案例—多體動力學分析及Dynamic implicit分析步的應(yīng)用 ￥3
本案例（附件中的inp文件）介紹了采用Dynamic implicit分析步進行多體動力學分析。Dynamic implicit分析步適用于弱非線性的情況，因而在復雜的多體動力學分析中應(yīng)用較廣。多體動力學的分析中需要注意邊界條件所采用的坐標系與運動約束所采用的坐標系之間的協(xié)調(diào)問題，若稍不注意，很容易發(fā)生計算錯誤或引起較大的計算誤差。
Abaqus動力學分析的介紹
一、 abaqus動力學分析的分類
1、模態(tài)分析（frequency）；
2、瞬態(tài)動力學分析（子空間顯式動力學分析（Dynamic Subspace）、顯式動力學分析（Dynamic,explicit） 、隱式動力學分析（Dynamic Implicit）三種非線性動力學分析和只能用于線性的模態(tài)動態(tài)分析（modal dynamic），都是在時域上分析）；
3、穩(wěn)態(tài)動力學分析（直接法穩(wěn)態(tài)動力學（Steady-statedynamics Direct）、子空間穩(wěn)態(tài)動力學（Steady-statedynamics Subspace）、基于模態(tài)的穩(wěn)態(tài)動力學（Steady-statedynamics modal）三種線性穩(wěn)態(tài)動力學分析方法，都是基于時域上的分析）；
4、響應(yīng)譜分析（response spectrum，也叫沖擊響應(yīng)分析，基于頻域上的分析）；
5、隨機響應(yīng)分析（randong spectrum，基于頻域上的分析）；
6、屈曲分析（buckle&riks）
二、動力學分析的詳細介紹
1、模態(tài)分析（frequency）
模態(tài)分析用于分析結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率。Frequency模態(tài)分析是各種動力學分析類型中基礎(chǔ)的內(nèi)容，結(jié)構(gòu)的振動特性決定了結(jié)構(gòu)對 于其他各種動力載荷的響應(yīng)情況，所以，一般情況下，在進行其他動力學分析之前首先要進行模態(tài)分析。使用模態(tài)分析：
1）可以使結(jié)構(gòu)設(shè)計避免共振或按照特定的頻率進行振動（如揚聲器）。
2）可以使工程師認識到對于不同類型的動力載荷結(jié)構(gòu)是如何響應(yīng)的。
3）有助于在其他動力學分析中估算求解控制參數(shù)（如時間步長）。
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