abaqus對稱周期
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus對稱周期的視頻教程
基于ABAQUS 之旋轉周期對稱結構振動仿真教程
對于如輪盤轉子、風扇、壓氣機等的旋轉周期對稱結構，采用整體模型進行有限元仿真無疑造成了大量的計算代價，因而，如何進行合理的簡化，采用模型的一小部分就可模擬整個模型就變得格外有實際意義。本課程采用周期性對稱的輪盤作為研究對象，取其1/72作為計算模型，采用周期性對稱條件，仿真了整個輪盤的整體振動。目前可確定本課程適用于所有旋轉周期對稱結構的整體強度和振動仿真。不足之處請大家多多指點。
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CFD-POST中將周期或者對稱模型恢復成整體模型的小技巧
基于CFD-Post軟件，以周期性的風扇為算例，詳細介紹將周期和對稱模型回復成整體模型的步驟，以便進行后續的處理與分析； 有疑問和建議私信我，共同交流進步！
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ABAQUS案例-旋轉對稱子模型分析及旋轉對稱模型在溫度場和過盈裝配下的應力位移分析與過約束檢查
旋轉對稱分析可以大大降低工作量以及計算量，本課程演示了在何種情況下以及如何采用旋轉對稱子模型進行整結構分析。本實例中采用了旋轉對稱子模型分析結構在溫度場和過盈裝配下的應力位移分布及計算過盈面總裝配作用力。并演示了如何避免過約束以及如何在局部坐標系下查看應力和位移。
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abaqus對稱周期的實例教程
ABAQUS是一款功能強大又方便操作的通用有限元仿真軟件。本文主要介紹ABAQUS在旋轉周期對稱結構仿真中的便捷性。在ABAQUS環境下，通常我們都對結構的強度和振動進行仿真時，都將整個結構模型進行網格劃分，然后進行整體分析。但對于一些結構如光盤、風扇、輪胎，甚至是汽輪機轉子等的旋轉周期對稱結構，我們則不必對整個模型進行建模，而是可以截取其中的一個扇區，將其作為計算模型，進行適當的設置便可進行整個模型的振動仿真。
以一個空心盤為例。如下圖所示：
若我們對這個模型進行強度與振動仿真，我們只需截取其中的一個扇區，如截取其中1/72（即5°）的扇區如下圖：
將其導出并劃分好網格，再導入ABAQUS中，設置旋轉周期對稱條件便能仿真整個盤的振動了。具體視頻操作見鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10169
在這給出視頻中的相應結果：
一階一節徑振型
一階二節徑振型
………………………………
展開 對于風扇葉片、螺旋槳類型的產品模態分析，往往采用循環對稱的方式來進行計算，這樣建立其中的一份，剩余的自動擴展計算就可以了，這樣可以極大的縮小網格數量，降低計算量。在ANSYS Workbench中如何設置操作設置循環對稱的方法呢？
在 ANSYS Workbench 中對風扇葉片、螺旋槳等循環對稱結構進行模態分析的步驟如下：
1. 幾何模型準備
創建基礎扇區，在 DesignModeler 或外部 CAD 軟件中，僅建模一個完整扇區（例如單個葉片及其對應的輪轂部分）。
確保扇區的兩個邊界（起始面和終止面）與旋轉對稱軸形成的角度為 360°/n（n 為葉片總數）。例如，對于 6 葉片風扇，單個扇區角度為 60°。
定義坐標系，在 DM 中創建全局坐標系，確保 Z 軸與旋轉對稱軸重合（即葉片繞 Z 軸旋轉）。
2. 循環對稱設置（Modal 模塊）
導入幾何到 Modal 分析系統，將扇區模型拖入 Modal 分析系統的 Geometry 模塊。
進入 Mesh 模塊，激活循環對稱：右鍵點擊 Mesh → Insert → Cyclic Symmetry。
選擇循環對稱類型：
Full Cyclic：適用于所有葉片完全相同的結構。
定義循環對稱邊界
Source Face：選擇扇區的起始面（例如 0° 位置的面）。
Target Face：選擇扇區的終止面（例如 60° 位置的面）。
Axis Definition：選擇局部坐標系的 Z 軸作為旋轉對稱軸。
3. 網格劃分優化
網格控制，對葉片邊緣、輪轂等關鍵區域使用更精細的網格（如 Sizing 或 Inflation）。
展開 在之前的案例中利用周期對稱性對一個圓盤轉子的15度扇形進行了建模，并據此分析了完整圓盤模型的臨界轉速。Samcef的另一強大功能是能夠將這種部分模型轉化為完整的3位模型，并進行完整模型的模態計算機三維顯示。
只需要在求解時，同樣在epilogue中輸入一定的命令，并選擇對于求解器進行計算。具體操作步驟見附件。
recombine sector in 3D model.zip
1 Hypermesh2021，abqus2021，周期對稱cyclic symmetry
（1）hypermesh周期對稱關鍵字設置：Tie
（2）導入abaqus提示報錯：
WARNING in the keyword "*tie", file="boundary.inp", line=309891: Parameters defined on cyclic symmetry tie constraint are not fully supported.
（3）分析原因
目前abaqus2021不支持Hypermesh2021提供的Tie。
可以從abaqus2021中看到周期對稱包含的內容1、2如下，Hypermesh2021 Tie中參數不包含2，因此2中內容需要在UNSUPPORTED CARDS MIDDLE中定義。
（4）解決方法如下
展開 葉輪轉子結構周期對稱模型
對稱類型
鏡面對稱：幾何模型關于一個或多個正交平面對稱。 周期對稱：幾何模型關于某個旋轉軸會發生幾何重復。
l如果周期對稱模型在周期對稱面上沒有引起平面外的位移，此時可采用對稱邊界； l
如果周期對稱模型在周期對稱面上有可能會引起平面外的位移，此時則必須采用周期對稱邊界；
導入幾何模型
◇ADINA新版本8.9支持Parasolid模型采用中文路徑及中文名；
◇ 選擇導入后的長度單位為Meter；
建立2D面相關網格
對于周期對稱模型，相對于旋轉軸，在相同位置的重復面，其徑向、切向及軸向位移是相同的。為了模擬該行為： 1.
1.在該兩個重復面上生成2D相關網格，這樣以控制重復面在相同的空間位置有對應的節點；
2.采用2D面相關網格以劃分3D體網格；
建立3D體網格
◇ 上圖可見兩個重復面上的2D面網格數量是相同的；
◇ 這樣即可利用已有的相同的2D面網格進行3D體網格的劃分，劃分后3D體網格在對應的重復面上節點在旋轉后的空間位置上也是對應的；
◇ 把2D面網格刪除掉；
計算結果
葉輪周期對稱結構的總體位移及等效應力云圖
附上in文件及葉片模型
葉片轉子結構周期對稱模型-01.rar
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對于風扇葉片、螺旋槳類型的產品模態分析，往往采用循環對稱的方式來進行計算，這樣建立其中的一份，剩余的自動擴展計算就可以了，這樣可以極大的縮小網格數量，降低計算量。在ANSYS Workbench中如何設置操作設置循環對稱的方法呢？
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1. 幾何模型準備
創建基礎扇區，在
<h1>1. 題目描述</h1><p>利用平面單元計算單向纖維增強復合材料的有效性能。纖維直徑為7微米，纖維體積分數為60%，纖維的彈性模量40GPa；基體材料的彈性模量3GPa，v=0.3。施加周期性邊界條件求解材料的有效性能。</p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align
<h1>1. 題目描述</h1><p>平頂蓋是鍋爐等受內壓元件大量使用的零部件之一。鮮有一如圖所示平頂蓋，其內徑為D<sub>0</sub>=25.5cm，s=3.5cm，s<sub>1</sub>=4.8cm，r<sub>0</sub>=3.2cm，取取半長l=22.6cm的一段進行計算。已知平定蓋所受內壓q=2.16
SpheroPAK3D一款適用于Abaqus快速生成球形夾雜和多孔材料的開源Abaqus插件，并施加周期性邊界條件，如拉伸，壓縮，簡單剪切等。基于該插件截面如圖：
支持定義球形夾雜或多空模型，支持孔洞或者球形直徑的定義，邊界條件的施加，以及對應的孔洞或球形夾雜的體積分數。運行后生成夾雜物和多空RVE模型如下：
生成的同時，該模型自動生成周期性邊界條件。值得注意的是由于結構的復雜通常使用的是自由網格劃分算法
混凝土的細觀結構決定著其宏觀破壞行為，對混凝土在結構尺度上采用細觀模型將導致巨大的計算量而難以實現，表征體元（?REV）?方法可選取一定的平均范圍來描述混凝土的性質和行為，這對于理解和模擬混凝土的損傷機理至關重要。
本案例在Abaqus內采用Random Sphere RVE 3D（Mesh
<p class="ql-align-justify">abaqus中周期性邊界條件的施加一般通過方程約束，手動設置不僅繁瑣而且很容易出錯。根據文獻《Unit cells for micromechanical analyses of particle-reinforced composites》中簡單立方體胞元周期性邊界條件的施加方法，開發Python腳本，可以根據用戶提供的三維數組創建網格
插件介紹
Random Sphere RVE 3D (Mesh) - AbyssFish 插件可在Abaqus生成三維具備周期性邊界條件(Periodic Boundary Conditions, PBC)的隨機球體骨料及骨料-水泥界面過渡區(Interfacial Transition Zone, ITZ)模型。即采用周期性代表性體積單元法(Periodic Representative
SolidWorks平面模型導入ABAQUS建立軸對稱模型
作為ABAQUS端，其軸對稱模型要求外部CAD輸入為平面區域的截面，并且要求所有截面圖形放置在對稱軸右邊。
SolidWorks曲面特征工具提供了平面區域建模能力，并且可以在一個零件文件建立多個平面區域，當導入到ABAQUS時，可以作為多個零件的裝配進行導入（而不需要每個平面域建立單個零件去一個一個的導入，從而節省大量時間
混凝土在外載荷作用下的非線性行為中同時包含微裂縫和塑性流動這兩種微觀機制的影響。在考慮混凝士等準脆性材料的非彈性力學行為方面，連續損傷力學模型可以通過不同的方式來描述材料剛度和強度的退化以及單邊效應。真正意義上的彈塑性損傷本構模型：不僅考慮卸載時不可恢復塑性變形的影響，而且還應該考慮損傷和塑性的雙向耦合效應。
彈性階段應力應變滿足如下關系
通過對應力進行譜分解，可得
式中，
