abaqus 離散方向的案例
Ls-Dyna復(fù)合材料任意主方向定義（類似Abaqus離散化方向定義） ￥9.9
<p>對于擁有復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料薄板，通常需要定義一個變化的材料主方向，下面介紹在Lspp中如何定義。</p><ul><li>對于任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的平面，劃分網(wǎng)格后，每個網(wǎng)格的方向是根據(jù)節(jié)點坐標(biāo)得到的，總體上呈現(xiàn)隨機性。</li></ul><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png" style="text-align: center" data-regular="true">
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展開 論文速遞 | 不同剪切方向下土工格柵-土界面剪切行為的離散元研究
DEM Study on Shear Behavior of Geogrid-Soil Interfaces Subjected to Shear in Different Directions
作者：Yafei Jia, Jun Zhang*, Xiaoyi Chen, Chenxi Miao, Yewei Zheng**
論文內(nèi)容
在土工格柵加筋土結(jié)構(gòu)設(shè)計中，通常假設(shè)筋材受力方向與肋條方向一致。然而，在實際工程應(yīng)用中，如復(fù)雜地形或地質(zhì)條件下的樁承式加筋路堤、曲面加筋土邊坡等加筋土結(jié)構(gòu)中筋材受力方向存在不確定性。此外，雙向土工格柵作為一種正交各向異性筋材，在不同方向上的拉伸性能也具有顯著差異。本文基于室內(nèi)試驗結(jié)果，建立了土工格柵-土界面直剪的三維離散元數(shù)值模型，研究了剪切方向和雙向土工格柵各向異性對土工格柵-土界面抗剪強度特性的影響。重點分析了不同剪切方向下土工格柵的內(nèi)力分布特征和筋-土強相互作用區(qū)域內(nèi)顆粒間法向接觸力的演化。
展開 基于Abaqus離散元法的攪拌機中顆粒介質(zhì)的混合 ￥2.9
本文演示了如何在Abaqus中使用離散元方法（DEM）分析攪拌機中不同顆粒介質(zhì)的混合。
應(yīng)用描述?
旋轉(zhuǎn)滾筒攪拌機和滾筒磨機用于礦石和顆粒材料的研磨、混合和干燥。此類應(yīng)用可見于采礦等廣泛的工業(yè)領(lǐng)域。包括顆粒的形狀、大小、密度和接觸剛度；摩擦；顆粒間的粘附力；旋轉(zhuǎn)速度；以及滾筒軸的傾斜度在內(nèi)的多個因素會影響在給定時間內(nèi)所能達(dá)到的混合水平。這些因素也會影響操作混合器所需的能量量。離散元方法（DEM）是了解這些因素對混合過程影響的有用工具。本示例演示了使用DEM分析具有非粘附性接觸行為的顆粒介質(zhì)的混合。
幾何形狀?
上圖顯示了滾筒攪拌機的幾何形狀。滾筒長度L為760毫米；滾筒外徑為620毫米；滾筒口直徑為315毫米。滾筒內(nèi)部有五個等間距的擋板，以輔助混合過程。擋板從滾筒后部向前部傾斜。滾筒壁是空心的；滾筒內(nèi)半徑R為300毫米。滾筒軸傾斜30°。
為了分析顆粒間的非粘附性接觸，顆粒介質(zhì)由兩批球形石灰石顆粒組成。第一批質(zhì)量為16.3千克，每個顆粒的半徑為5毫米。第二批質(zhì)量為19.3千克，每個顆粒的半徑為6毫米。
材料?
攪拌機由鋼制成，其楊氏模量為2.08×10^5 N/mm2，密度為7850×10^-9 kg/mm3，泊松比為0.3。
邊界條件和加載?
攪拌機中顆粒的混合受攪拌機半徑、旋轉(zhuǎn)速度和滾筒填充程度的影響。在較低的旋轉(zhuǎn)速度下，顆粒傾向于沿滾筒內(nèi)壁滑動和坍塌；而在非常高的速度下，會發(fā)生離心作用，將顆粒沿攪拌機壁向上推。顆粒在旋轉(zhuǎn)滾筒中的滾動和級聯(lián)會導(dǎo)致良好的混合。弗勞德數(shù)指定了顆粒在旋轉(zhuǎn)滾筒中混合期間滾動和級聯(lián)的趨勢。弗勞德數(shù)定義為ω2R/g，其中ω是滾筒的角速度，R是滾筒半徑，g是重力加速度。對于混合操作，建議的弗勞德數(shù)范圍為0.001–0.1。
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abaqus離散元沙漏模型
*Particle Generator, name=dem1, type=PD3D,
Maximum Number of Particles=2000
*Particle Generator Inlet, surface=inlet1
*Particle Generator Mixture
dem1,
*Discrete Section, elset=dem1, density=0.25, alpha=7.0
PDF1,
*Discrete Elasticity
2.0E+10, 0.25
*Probability Density Function, name=PDF1, TYPE=DISCRETE
0.5, 1.0
______
*Particle Generator Flow, generator=Particle1-1.dem1
FlowSpeed, MassFlow
**
*Contact
*Contact Controls Assignment, rotational terms=STRUCTURAL
*Contact Inclusions
dem1, loudou-1.in
dem1, dem1
*Contact Property Assignment
dem1, loudou-1.in, P1F
dem1, dem1, P11
*dload
particle1-1.dem1, GRAV, 9800., 0., -1., 0.
展開 由ABAQUS生成的odb離散體，結(jié)合Hypermesh生成實體
下面介紹離散體生成實體的方法：
=========================================================================
一、在HM中由網(wǎng)格生成實體的整個計算流程如下：
Step1：HM讀取inp數(shù)據(jù)生成網(wǎng)格體；
Step2：由實體網(wǎng)格生成面網(wǎng)格；
Step3：通過對面網(wǎng)格的分析計算生成Surface殼體；
Step4：由Surface殼體生成實體。
二、下面以一個例子來說明操作手法
1. 導(dǎo)入目標(biāo)inp文件
2. 為了防止操作錯誤造成數(shù)據(jù)丟失，建議新建一個component，將目標(biāo)離散體單獨copy進(jìn)去（數(shù)據(jù)備份步驟，該步驟可有可無，依個人習(xí)慣和愛好搞起）
==>如下圖示，本人新建一個名為“001”的component，然后使用“shift+f11”的快捷命令將目標(biāo)離散體copy進(jìn)“001”
3. 激活“001“component，然后使用命令“tool/face”命令，進(jìn)入殼網(wǎng)格生成命令執(zhí)行窗口。
選擇目標(biāo)element單元，在tolerance中填寫最小允許公差（一般默認(rèn)0.01就夠了，網(wǎng)格太細(xì)的話可以再小些，這個公差選擇看情況而定）。然后點擊“fide face”命令，這是HM就會開始通過捕捉網(wǎng)格輪廓計算生成殼單元，當(dāng)計算完成后就會自動生成一個新的名為”faces“的component（如下圖示）
如下圖示，我單獨顯示新生成component “faces”，隱藏部分網(wǎng)格后就會發(fā)現(xiàn)此時已經(jīng)生成網(wǎng)格殼單元。（此命令可用來檢查我們的網(wǎng)格殼單元是否生成成功）
4. 激活“faces”這個component，然后執(zhí)行命令“Geom/Surfaces/From FE”，選擇剛剛生成的網(wǎng)格殼單元，點擊creat。
展開 ABAQUS中離散剛體與解析剛體對比
在前段時間用ABAQUS模擬沖擊中，看文獻(xiàn)中描述沖擊錘以及邊界支座多采用剛體模擬。上網(wǎng)搜索了一下，剛體模型一般用于接觸分析中，由于剛體運動是由一個積分點控制，相比變形體，計算成本會低一些。而ABAQUS中提供了2種剛體類型：離散剛體和解析剛體，二者有一些共同點也有不同點，下面將對比介紹一下。
相同點
1. 離散剛體與解析剛體都是通過一個參考點來控制剛體的運動，計算時只是在參考點上積分，而剛體的外形只是用于判斷接觸面。
2. 在Part或者Property模塊中，通過Tool---Reference Point來指定參考點；在Property模塊中，通過Special---Inertia來設(shè)置積分點上的質(zhì)量或者轉(zhuǎn)動慣量；在Load中，邊界條件、荷載以及速度均施加在這個參考點上。
3. 二者均不需要賦予材料屬性和截面屬性。
不同點
1. 建模方面
二者可創(chuàng)建的形狀有一定差異。離散剛體可創(chuàng)建的形狀與變形體一樣，能夠創(chuàng)建復(fù)雜一些的形狀。二維離散剛體可創(chuàng)建wire和point，三維離散剛體可創(chuàng)建solid、shell、wire和point。
但需要注意，離散剛體中只有shell和wire類型才能設(shè)置為剛體單元類型，如果是solid類型，在Instance模塊將無法創(chuàng)建Instance，出現(xiàn)如下提示：
所以在創(chuàng)建solid的離散剛體后，需要通過在Part模塊中Shape---Shell---From Solid，將solid轉(zhuǎn)為shell類型。
而解析剛體中，二維模型只能使用wire，三維模型只能用殼體的拉伸和旋轉(zhuǎn)。
2.
展開 
ABAQUS中泰森多邊形Voronoi和有限離散元FDEM結(jié)合的晶體斷裂仿真
《ABAQUS中泰森多邊形Voronoi和有限離散元FDEM結(jié)合的晶體斷裂仿真》
作者：星辰北極星
這個專題是依托于POLARIS_Voronoi插件制作的一套仿真案例視頻，講述Voronoi多邊形結(jié)合FDEM在晶體仿真中的一些應(yīng)用；FDEM是FEM和DEM的一個組合縮寫，也就是“有限離散元方法”，結(jié)合了有限元和離散元的特征，在ABAQUS中主要通過大量嵌入Cohesive單元來實現(xiàn)，這一方法目前廣泛應(yīng)用于巖石、玻璃、陶瓷等脆性材料的破碎仿真。
【課程內(nèi)容】
第1章：課程概述
第2章：POLARIS插件
2.1 POLARIS_Voronoi插件介紹
2.2 POLARIS_InsertCohElem插件介紹
第3章：ABAQUS-Standard隱式分析案例
3.1 基于Cohesive單元的彈塑性斷裂仿真基礎(chǔ)
3.2 平面二維晶體試件的彈塑性拉伸斷裂仿真（二維多邊形）
第4章：ABAQUS-Explicit顯式分析案例
4.1 晶體試件的切削仿真（三維多棱柱）
4.2 圓柱多晶體試件的壓縮破碎仿真（三維多面體）
【案例：晶體拉伸斷裂仿真】
本例采用ABAQUS/Standard隱式計算方法，模型為平面二維多邊形，Voronoi控制點的分布是非均勻的，兩邊密，中間稀疏，類似于金屬材料經(jīng)過表面處理后的晶粒細(xì)化，這種模型需要人為指定晶體控制點位置才能實現(xiàn)；此外，模型中的實體單元采用彈塑性材料的，因此是一種基于Cohesive方法的彈塑性斷裂分析的案例（本案例已經(jīng)添加到Cohesive專題中）。
【案例：晶體切削仿真】
本例采用ABAQUS/Explicit顯式動力學(xué)分析方法。
展開 ABAQUS中殼的材料方向
ABAQUS中殼的材料方向
當(dāng)結(jié)構(gòu)一個方向的尺度（厚度）遠(yuǎn)小于其它方向的尺度，并忽略沿厚度方向的應(yīng)力時，可以用殼單元進(jìn)行模擬。在ABAQUS中具有兩種殼單元：常規(guī)的殼單元和基于連續(xù)體的殼單元。
與實體單元不同，每個殼體單元都使用局部材料方向。
1、默認(rèn)的局部材料方向
局部材料的1和2方向位于殼面內(nèi)，默認(rèn)的局部1方向是整體坐標(biāo)1軸在殼面上的投影，如果整體1軸垂直于殼面，則將整體3方向投影到殼面形成1方向，殼面的正法線方向為3方向，對于殼面內(nèi)的2方向，利用3x1=2方向（3方向叉積1方向）確定。即局部的1、2、3方向構(gòu)成右手坐標(biāo)系。
然而，在更多的情況下，利用默認(rèn)的局部材料設(shè)置并不能順利完成定義，尤其是對于曲面、圓筒等結(jié)構(gòu)，而此時就需要利用其它方法定義合適的材料方向。
2、可變的材料方向
應(yīng)用局部的直角、圓柱或者球坐標(biāo)系，可以代替整體坐標(biāo)系，如下圖所示。定義局部坐標(biāo)系（x',y',z'）的方向，并使局部坐標(biāo)軸的方向與材料方向一致。為此，必須先指定一個最接近垂直于殼體的局部軸，以及繞該軸的旋轉(zhuǎn)量（如果需要）。ABAQUS按照坐標(biāo)軸的循環(huán)順序（1,2,3）及用戶的選擇將坐標(biāo)軸投影到殼體上，從而構(gòu)成材料的1方向。例如，如果選擇了x'軸，ABAQUS將y'軸投影到殼體上而構(gòu)成材料的1方向。由殼法線和材料1方向的叉積來確定2方向。
如果這些局部坐標(biāo)軸沒有建立理想的材料方向，就需要用到前面設(shè)置的繞軸轉(zhuǎn)動了。在將軸投影前，先按照該轉(zhuǎn)動量進(jìn)行轉(zhuǎn)動，然后投影得到最終的局部材料方向。
展開 在ABAQUS中使用Python腳本將有限元離散單元轉(zhuǎn)化成SPH單元方法介紹
以將CAE中的C3D8R單元轉(zhuǎn)換為PC3D為例：
使用ABAQUS建模離散為C3D8R單元，然后生成input文件。之后用Python腳本將進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換即可（腳本見附件）。
這里需要注意的是Python腳本轉(zhuǎn)換后的input文件只是將有限元離散單元轉(zhuǎn)換為sph單元的文件，還需要自己去修改后才能用。
SPH.zip
腳本運行方法：
abaqus python solidtosph.py -inp <inputFileName> -part
Abaqus DEM分析前處理教學(xué)，通過Python腳本生成離散粒子
本篇續(xù)《Abaqus無網(wǎng)格法之DEM分析案例二則，沙漏與高爾頓板，附仿真源文件》一文。
DEM分析常用于顆粒混合、篩選等物理過程，目前Abaqus GUI還不支持DEM顆粒建模，不過可以通過編輯關(guān)鍵字*particle generator或者運行Python腳本來實現(xiàn)，下面詳細(xì)地介紹通過Python腳本生成DEM顆粒單元的方法。
顆粒混合：
顆粒篩選：
首先將DEM部件按照實體建模，并劃分為C3D8R六面體單元，然后生成名為Galton_Board的inp文件。
DEM分析前處理過程：
打開Abaqus Command窗口，按照下面的格式運行solidtodem.py文件，藍(lán)框為工作路徑，紅框為剛才生成inp文件名稱，確保solidtodem.py文件與inp文件都在工作路徑內(nèi)。
運行腳本：
運行完畢后，會生成一個dem_Galton_Board.inp文件，用其中的離散粒子單元替換Galton_Board.inp中的C3D8R單元，并保存。
替換單元：
這樣就完成了從C3D8R到離散粒子單元PD3D的轉(zhuǎn)化，再基于最新的Galton_Board.inp文件進(jìn)行修改，定義一下顆粒密度、大小、阻尼與接觸等即可進(jìn)行高爾頓板的DEM分析，詳細(xì)關(guān)鍵詞見上篇文章中提供的inp文件。
DEM分析也常與多體分析、流體分析等過程進(jìn)行耦合，以便計算大量離散粒子對機構(gòu)、流場的影響。
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