abaqus二維載荷的案例
基于ABAQUS海底滑坡模擬過程中海底載荷（泥線處海水對海底泥線的載荷）如何施加？ ￥3
利用ABAQUS進(jìn)行海底滑坡或海底沉降或滑坡模擬過程中，如果海底是水平的，則該載荷很容易添加，如果海底存在一定的坡度，則不同位置處海底載荷不相等，那么就需要利用一定的手段進(jìn)行施加。
本貼內(nèi)容就針對該問題為初學(xué)者進(jìn)行解惑。入門ABAQUS高級使用者請繞路
如果假設(shè)模型模擬參數(shù)如下：
①尺寸：長250m，深125m，最淺處水深200m
那么海底泥線處載荷如何施加呢？
Abaqus移動(dòng)載荷 ￥25
ABAQUS——DLOAD和VDLOAD子程序應(yīng)用（移動(dòng)載荷隱式和顯示）
abaqus自定義載荷子程序------Dload使用 ￥29.9
abaqus子程序Dload的主要作用：
（1）可用于定義作為位置、時(shí)間、單元編號(hào)、被加載積分點(diǎn)數(shù)量等的函數(shù)分布載荷大小的變化。
（2）在應(yīng)力分析期間，將在每個(gè)基于單元或基于表面的非均勻分布載荷定義的載荷積分點(diǎn)處調(diào)用；
（3）將在每個(gè)積分點(diǎn)調(diào)用，以計(jì)算承受不均勻荷載類型PENU和PINU的管道元件的有效軸向力ESF1；
（4）不能在基于模態(tài)的程序中用于描述負(fù)載的時(shí)間變化；并且忽略可能與相關(guān)聯(lián)的階躍定義或非均勻分布負(fù)載定義一起出現(xiàn)的任何幅度參考。
子程序接口界面
SUBROUTINE DLOAD(F,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,
1 COORDS,JLTYP,SNAME)
C
INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'
C
DIMENSION TIME(2), COORDS (3)
CHARACTER*80 SNAME
user coding to define F
RETURN
END
待定義變量
F：分布載荷的大小。表面載荷的單位為FL?2，體力的單位為FL?3。F將作為基于單元或基于表面的分布式載荷定義的一部分指定的載荷大小傳遞到例程中。如果未定義大小，F(xiàn)將作為零傳入。對于使用修正Riks法（靜態(tài)應(yīng)力分析）的靜態(tài)分析，F(xiàn)必須定義為荷載比例系數(shù)λ的函數(shù)。分布式負(fù)載大小不可用于輸出目的。
用于傳遞信息的變量
KSTEP：Step 編號(hào)
KINC：增量數(shù)
TIME(1)：當(dāng)前分析步對應(yīng)的當(dāng)前時(shí)間
TIME(2)：所有分析步對應(yīng)的當(dāng)前時(shí)間
NOEL：單元編號(hào)
NPT：根據(jù)荷載類型，構(gòu)件內(nèi)或構(gòu)件表面上的荷載積分點(diǎn)編號(hào)。
展開 ABAQUS二維裂紋擴(kuò)展模擬詳解
需要注意的是，在ABAQUS中當(dāng)采用圍線積分（contour integral）來計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子時(shí)，在圍線積分的區(qū)域只能為四邊形或六面體單元，雖然裂紋尖端的網(wǎng)格為三角形單元，但其實(shí)際上是退化的四邊形單元（degenerated quad），后面將會(huì)介紹如何劃分裂尖網(wǎng)格。
為了在ABAQUS中定義裂紋，首先需要指定裂紋面（crack front）以及裂紋尖端（crack tip），對于通過ABAQUS創(chuàng)建的二維部件實(shí)例，裂紋前沿可以指定為幾何點(diǎn)，幾何邊線以及幾何面，裂紋尖端可以指定為幾何點(diǎn)，而對于外部導(dǎo)入的二維網(wǎng)格（orphan mesh），裂紋前沿可以指定為節(jié)點(diǎn)，單元邊和單元面，裂紋尖端尖端可以指定為節(jié)點(diǎn)。除此之外還需要指定裂紋面的法向矢量方向或者裂紋擴(kuò)展的方向，在ABAQUS中裂紋擴(kuò)展的方向也被稱為q向量，該向量將用于圍線積分的計(jì)算。裂紋的定義如圖3所示。
圖3 ABAQUS裂紋定義界面
為了在裂尖單元中引入奇異性，需要對單元節(jié)點(diǎn)進(jìn)行特殊的處理。如圖4所示，對于8節(jié)點(diǎn)的四邊形單元（二階單元，具有中間節(jié)點(diǎn)），首先ABAQUS會(huì)將四邊形單元的其中一條邊壓縮，假設(shè)該單元邊由節(jié)點(diǎn)a, b和c構(gòu)成，壓縮之后節(jié)點(diǎn)a, b和c將合并共同構(gòu)成裂紋尖端，隨后與裂紋尖端相連的兩條單元邊上的中間節(jié)點(diǎn)將會(huì)被移動(dòng)到距離裂紋尖端1/4處的位置。
展開 
ABAQUS中橢圓形移動(dòng)載荷DLOAD和UTRACLOAD子程序詳解：從定義到實(shí)現(xiàn) ￥288
圖5 切向載荷分布
3、子程序DLOAD和UTRACLOAD編程實(shí)現(xiàn)
確定好法向和切向移動(dòng)載荷分布后，利用FORTRAN編寫DLOAD和UTRACLOAD用戶子程序，實(shí)現(xiàn)法向和切向移動(dòng)載荷施加，載荷施加在滾動(dòng)接觸體表面（以圖6所示的鋼軌踏面施加移動(dòng)載荷為例）。
圖6 鋼軌表面施加法向和切向移動(dòng)載荷
3.1 法向移動(dòng)載荷實(shí)現(xiàn)DLOAD
DLOAD子程序是ABAQUS中定義體載荷、面載荷、線載荷等的一種接口，通過Fortran代碼自定義每個(gè)積分點(diǎn)上的載荷值。DLOAD適用于定義在單元上的載荷（如壓力、密度效應(yīng)等）；可以利用時(shí)間（TIME(1)）、空間坐標(biāo)（COORD）、元素編號(hào)等信息，來定義移動(dòng)的載荷區(qū)域或強(qiáng)度，主要用于法向載荷的模擬。
展開 Abaqus 波浪載荷計(jì)算 Step by Step ￥3
Abaqus波浪載荷計(jì)算-01-15.pdf
abaqus中的載荷類型
所有分析類型中，只要有載荷，就會(huì)隨之產(chǎn)生位移、應(yīng)變、應(yīng)力。這四個(gè)量，只要有一個(gè)產(chǎn)生，就會(huì)隨之產(chǎn)生另外三種，用數(shù)學(xué)公式表示他們之間關(guān)系的研究被稱為材料力學(xué)，而有限元法則是通過載荷得到位移和應(yīng)變，再根據(jù)以上求解應(yīng)力。因此，載荷類型必須要明確，下文對此作了說明。
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Abaqus邊界和載荷op參數(shù)詳解
Abaqus中施加邊界和載荷時(shí)，op參數(shù)設(shè)置不同必然帶來結(jié)果差異，說明如下
a.載荷
Cload施加集中載荷時(shí)，op選項(xiàng)默認(rèn)設(shè)為mod，即保留當(dāng)前載荷（前一分析步定義載荷）并在此基礎(chǔ)上修改已有載荷，或增加新集中載荷（在未定義自由度上）；如op設(shè)為new，則所有當(dāng)前施加在模型上的載荷均被移除（移除時(shí)在當(dāng)前分析步內(nèi)線性減至零或突降至零，取決于分析步內(nèi)定義的Amplitude卡片。靜力分析中線性移除，動(dòng)力分析則即刻移除），并重新定義新載荷。
以如下模型為例，第一個(gè)分析步在1號(hào)螺栓上施加500N力，第二個(gè)分析步在2號(hào)螺栓上施加1000N力。在第二個(gè)分析步中對1號(hào)螺栓外載分別按mod和new選項(xiàng)進(jìn)行定義。
圖1 載荷模型
分別輸出耦合面參考點(diǎn)的支反力和兩加載點(diǎn)的外載變化歷程。支反力和兩點(diǎn)外載變化曲線如下圖
圖2 支反力
圖3 外載變化
mod設(shè)定，1號(hào)螺栓外載在step 1中線性增加至指定的500N，在step 2 中保持500N定值；2號(hào)螺栓外載在step 1中未定義，在step 2開始線性加載至1000N?？偟闹Х戳υ趕tep 1結(jié)束時(shí)與1號(hào)螺栓外載平衡，step 2結(jié)束時(shí)與兩個(gè)螺栓外載平衡。
New設(shè)定，從step 2開始，1號(hào)螺栓外載在分析時(shí)段內(nèi)線性減少至零（該點(diǎn)未定義新載荷，默認(rèn)新值為零）；2號(hào)螺栓載荷因盡在step 2定義，兩條曲線完全重合?？偟闹Х戳εc螺栓外載疊加曲線相平衡。
b.邊界
Boundary卡片，op為mod時(shí)（默認(rèn)值），更改已存邊界條件或?yàn)橹拔幢患s束自由度添加邊界條件；op為new時(shí)，所有當(dāng)前生效的邊界條件均被移除。僅移除選定邊界條件時(shí)，使用new選項(xiàng)并重新指定所有需要保留的邊界條件。如果在standard的盈利/位移分析中移除一個(gè)邊界條件，它會(huì)被一個(gè)與前一分析步終止時(shí)該約束自由度處支反力相等的集中力代替。
展開 abaqus二維基坑滲漏
如圖處出現(xiàn)滲漏，為模擬滲漏將止水帷幕那一小點(diǎn)引入滲透系數(shù)，但總是顯示這一塊屬性沒賦予
ABAQUS創(chuàng)建螺栓載荷
螺栓載荷建立緊固力或長度調(diào)整模型，如圖所示，容器A是由螺栓預(yù)緊力壓在蓋子上來密封的，中間有一墊子。
ABAQUS可以在第一個(gè)分析步中施加螺栓載荷來建立緊固螺栓內(nèi)的拉力，方式是集中力或規(guī)定長度的改變，可以在螺栓橫截面上施加載荷。后續(xù)分析步中可以防止螺栓長度的進(jìn)一步改變，以使相對于裝配件內(nèi)的其他載荷，螺栓是作為標(biāo)準(zhǔn)的變形組件存在。
當(dāng)創(chuàng)建螺栓載荷，必須指定：定義螺栓橫截面的面ABAQUS/CAE中螺栓載荷施加在橫截面上。該面必須切斷螺栓幾何。ABAQUS/CAE 在該位置創(chuàng)建一個(gè)“內(nèi)部”面。如果是內(nèi)部創(chuàng)建的或?qū)氲穆菟▽?shí)例，通常將螺栓在需要的位置分割開是很必要的。如圖。
如果是一個(gè)孤立網(wǎng)格，必須通過選擇單元面來定義橫截面。如圖
注意：只可以施加螺栓載荷在三維實(shí)體、二維實(shí)體和三維線框上。不支持二維和軸對稱線框。 螺栓軸線 如果定義螺栓載荷在一實(shí)體區(qū)域上，必須選擇基準(zhǔn)軸或基準(zhǔn)坐標(biāo)系的一個(gè)軸來定義螺栓軸線(如果不是垂直于橫截面)。如果在線框區(qū)域定義螺栓載荷，螺栓軸線總是被假定為橫截面處的線框切向。ABAQUS/CAE使用定義的橫截面和螺栓軸線來定義預(yù)緊截面數(shù)據(jù)，還有一個(gè)預(yù)緊參考節(jié)點(diǎn)。 施加載荷的方法 當(dāng)創(chuàng)建螺栓載荷時(shí)，必須選擇下列方法之一：[url=](1)施加力在螺栓上。該方法創(chuàng)建緊固螺栓來承受指定載荷。(2)調(diào)整螺栓長度。該方法創(chuàng)建緊固螺栓直到其自由長度由指定值改變。(3)固定螺栓的當(dāng)前長度。該方法僅當(dāng)已經(jīng)在第一個(gè)分析步中創(chuàng)建了螺栓而且當(dāng)前正在隨后的分析步中編輯它才可用。該方法允許螺栓長度保持不變以使螺栓中的力根據(jù)模型的響應(yīng)來改變。所選方法的大小 如果施加力給螺栓，必須輸入力的大小；如果調(diào)整螺栓長度，必須輸入長度改變值。只可以在第一個(gè)分析步創(chuàng)建螺栓載荷，但可以在隨后分析步中更改載荷方法或載荷大小。
展開 Abaqus用Dload子程序?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)載荷
在工程實(shí)際應(yīng)用中，我們經(jīng)常會(huì)遇到移動(dòng)載荷的例子，如車轍實(shí)驗(yàn)，汽車過橋等。今天就介紹一下用abaqus子程序Dload實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載荷——“CAE仿真實(shí)驗(yàn)室”出品。
abaqus自定義載荷子程序------Dload使用
abaqus子程序Dload的主要作用：
（1）可用于定義作為位置、時(shí)間、單元編號(hào)、被加載積分點(diǎn)數(shù)量等的函數(shù)分布載荷大小的變化。
（2）在應(yīng)力分析期間，將在每個(gè)基于單元或基于表面的非均勻分布載荷定義的載荷積分點(diǎn)處調(diào)用；
（3）將在每個(gè)積分點(diǎn)調(diào)用，以計(jì)算承受不均勻荷載類型PENU和PINU的管道元件的有效軸向力ESF1；
（4）不能在基于模態(tài)的程序中用于描述負(fù)載的時(shí)間變化；并且忽略可能與相關(guān)聯(lián)的階躍定義或非均勻分布負(fù)載定義一起出現(xiàn)的任何幅度參考。
子程序接口界面
SUBROUTINE DLOAD(F,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,
1 COORDS,JLTYP,SNAME)
C
INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'
C
DIMENSION TIME(2), COORDS (3)
CHARACTER*80 SNAME
user coding to define F
RETURN
END
待定義變量
F：分布載荷的大小。表面載荷的單位為FL?2，體力的單位為FL?3。F將作為基于單元或基于表面的分布式載荷定義的一部分指定的載荷大小傳遞到例程中。如果未定義大小，F(xiàn)將作為零傳入。對于使用修正Riks法（靜態(tài)應(yīng)力分析）的靜態(tài)分析，F(xiàn)必須定義為荷載比例系數(shù)λ的函數(shù)。分布式負(fù)載大小不可用于輸出目的。
用于傳遞信息的變量
KSTEP：Step 編號(hào)
KINC：增量數(shù)
TIME(1)：當(dāng)前分析步對應(yīng)的當(dāng)前時(shí)間
TIME(2)：所有分析步對應(yīng)的當(dāng)前時(shí)間
NOEL：單元編號(hào)
NPT：根據(jù)荷載類型，構(gòu)件內(nèi)或構(gòu)件表面上的荷載積分點(diǎn)編號(hào)。
展開 ABAQUS熱傳導(dǎo)邊界及載荷介紹
ABAQUS作為先進(jìn)的非線性有限元分析軟件，可以用來分析大規(guī)模的復(fù)雜多組件模型的傳熱問題。純熱傳遞分析在Abaqus/Standard中完成，耦合響應(yīng)在Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit中完成。在ABAQUS/Standard中，熱傳導(dǎo)分析的執(zhí)行是通過將幾何體離散成擴(kuò)散熱傳導(dǎo)單元，并且使用*HEAT TRANSFER過程選項(xiàng)完成熱傳導(dǎo)計(jì)算。
ABAQUS進(jìn)行熱傳導(dǎo)分析時(shí)，提供以下幾種邊界條件和熱載荷：
1、在某些節(jié)點(diǎn)上預(yù)設(shè)溫度，使用*BOUNDARY，自由度為11的值進(jìn)行預(yù)設(shè)溫度定義；
對于預(yù)設(shè)溫度的定義，可以進(jìn)行溫度值固定以及隨幅值曲線變化的溫度，其定義方法與一般邊界條件的定義方法類似，CAE界面的定義方法如下圖。
2、在某些節(jié)點(diǎn)或者表面或體積內(nèi)設(shè)置生熱率q，使用*CFLUX，*DFLUX，*DSFLUX進(jìn)行定義；
生熱率的定義可以定義固定值或隨幅值曲線變化的值。分布熱流量通過*DFLUX和*DSFLUX施加，*DFLUX可以施加在面或體上，*DSFLUX只能施加在面上。
CAE界面的定義方法如下圖：
3、在某些節(jié)點(diǎn)或表面上的定義薄膜條件，使用*CFILM，*FILM，*SFILM；
熱傳導(dǎo)中，自由表面與緊鄰流體之間的對流是最常見的薄膜條件。*CFILM施加在節(jié)點(diǎn)上。*FILM二維情況下施加在單邊上，三維情況下施加在單元面上。*SFILM施加在面上。
4、在某些節(jié)點(diǎn)或表面設(shè)定敷設(shè)條件，使用*CRADIATE，*RADIATE，*SRADIATE；
*CRADIATE施加在節(jié)點(diǎn)上，*RADIATE施加在單元上，*SRADIATE施加在面上。定義輻射邊界條件需要定義Stefan-Boltzmann常數(shù)和絕對零度。
展開 ABAQUS梯度晶體FGM二維模型
本案例介紹在Abaqus CAE內(nèi)建立呈現(xiàn)不同梯度分布模式的二維Voronoi晶粒結(jié)構(gòu)模型。
模型輪廓草圖預(yù)先在AutoCAD內(nèi)建立，在“0”圖層上建立正方形，在“hole”圖層建立內(nèi)部的孔，這里的孔采用的是正多邊形，以確保能以多邊形的邊長生成對應(yīng)的梯度晶粒。圖形建立完成后，采用CAD二維圖形Voronoi劃分 V2.0插件進(jìn)行梯度晶粒的生成，晶粒直徑參數(shù)設(shè)置為最大的晶粒尺寸，晶粒類型選取梯度適應(yīng)，邊界模式勾選自動(dòng)尺寸。
在Abaqus內(nèi)建立對應(yīng)尺寸的二維部件，部件內(nèi)部的孔可以建立為圓形。將CAD內(nèi)生成的梯度晶粒以dxf草圖的形式導(dǎo)入Abaqus，并用其對建立的部件進(jìn)行分區(qū)。
分區(qū)完成后也可采用Random Material Partition插件對不同區(qū)域隨機(jī)設(shè)置材料及比例。
沿直線分布的FGM梯度晶體模型只需在CAD草圖建立時(shí)將邊界線用多段線分段繪制即可，每段的尺寸與對應(yīng)位置的晶粒尺寸一致。
可對模型劃分網(wǎng)格，并進(jìn)行后續(xù)的梯度晶粒結(jié)構(gòu)仿真模擬分析。
展開 ABAQUS二維微觀骨料
ABAQUS 二維微觀骨料（帶缺陷）受壓模擬之對比試驗(yàn)曲線
