abaqus仿真涂層的案例
基于ABAQUS的AlN絕緣涂層磨損機理仿真研究
摘 要：氮化鋁由于其優異的絕緣性和高硬度，被廣泛用于絕緣涂層，有關氮化鋁涂層的摩擦磨損研究較少，磨損去除機理尚不明確。本文基于ABAQUS有限元軟件，采用Archard磨損模型和JH-2陶瓷損傷模型搭建了氮化鋁涂層磨損模型，對氮化鋁材料的磨損機理進行了研究。結果表明載荷與滑行距離是影響磨損的主要因素，氮化鋁材料的磨損量隨兩者的增加而增加。根據材料的應力曲線變化將其分為完全破碎型、部分破碎型和彈性變形型，結合實驗數據與三種類型材料的應力分析共同揭示了氮化鋁材料的磨損機理。
關鍵詞：氮化鋁;磨損機理;仿真;
0 引言
近年來，隨著變頻驅動技術的發展，變頻調速感應電機在機械工業領域的應用更加廣泛，軸承作為電機的關鍵零部件，其可靠性直接影響電機的服役壽命，而電蝕失效是此類電機軸承的主要失效方式[1]，嚴重制約了電機的發展。目前，采用絕緣軸承是解決該類問題的最佳方法，絕緣軸承可有效阻斷軸電流，提高電機的可靠性并延長其服役壽命[2]。然而，傳統絕緣軸承采用的氧化鋁涂層材料存在熱導率低和針孔結構缺陷，會降低涂層絕緣性能。氮化鋁具有硬度高絕緣性能好等特點，被廣泛應用于電子器件絕緣層，使用氮化鋁材料替代氧化鋁可有效改善軸承散熱條件并加強絕緣性能。
絕緣軸承在運輸和安裝的過程中易受到外界機械載荷的作用而使絕緣涂層產生裂紋損傷，在極化作用下涂層中的電荷會在缺陷處聚集，導致缺陷處電壓升高，易造成局部擊穿[3]；絕緣軸承在運行過程中受到滾動體的周期性沖擊與磨損，從而導致絕緣軸承的絕緣性能以及機械穩定性下降，綜上考慮，有必要對氮化鋁涂層材料的摩擦磨損性能磨損進行研究。
隨著計算機科學的發展，學者們開始嘗試借助仿真分析軟件對機械零部件之間的磨損行為進行數值模擬分析。
展開 熱障涂層/環境障涂層/斷裂仿真模擬...長期跟學收徒
收徒
<p>個人長期從事功能涂層/防護涂層設計及失效分析研究，在斷裂仿真方面累積十多年經驗，在熱障涂層和環境障涂層方向研究上取得了很多成果，大家可以參考上兩個帖子，對于材料斷裂仿真、失效機理分析、新結構設計等方面具有獨特見解，在模型調試、分析技巧、收斂性輔助等方面有很多經驗可以教學分享，長期收徒，長期教學，如有想短期內提高斷裂分析技術或長期跟學探討學習的，可以加站內私信我或者加V?，<span style="color: rgb(25, 27, 31);">132</span>另外7927涂層8359方向如果想學習如何設計、計算、分析、發表SCI論文，也可以溝通交流，長期跟學后基本可以保證1年發表1篇SCI論文，模擬需要用到的插件/子程序都免費分享和教學。
展開 涂層工藝數值仿真 ￥800
<p> 實現均勻的涂層質量在許多行業中都很重要，包括光學涂層、半導體和電子行業，利 用薄膜的技術，以及金屬的表面處理。不良的涂層質量會影響產品的性能，甚至在某 些情況下導致產品完全失效。涂層工藝有很多種，本案例研究狹縫式涂布工藝 （即預計量涂布方法）的性能。在 這種工藝中，涂層流體從細狹縫流到移動的基板上。最終涂層厚度根據涂層液體的連 續性關系來計算。因此，液體層的厚度由狹縫間隙、涂覆流體入口速度和基板速度決定。涂層工藝的最終目標是獲得所需厚度的無缺陷薄膜。然而，制造均勻的涂層不是一項 簡單的任務，在該過程中經常出現各種流動不穩定性或缺陷，如氣泡、帶狀物和細流。 模具幾何形狀、槽的尺寸和基板上方的高度，以及涂布液的非牛頓流體性質都是需要 考慮的重要因素。</p><p> 本案例通過非牛頓流體模型來模擬涂布液體，基于兩相流方法實現了涂層工藝的仿真過程，模擬結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202301/87519f9d661d4f3c9d177bd77938184c.gif" alt="Untitled11.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>涂層不均勻現象</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202301/bedd75f300e84bc0962f734fe9dabe80.gif" alt="Untitled12.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>涂層均勻涂布</strong></p><p><br></p><p>感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎交流</p>
展開 不銹鋼表面Fe-Al梯度涂層的ANSY殘余應力仿真分析
本案例講述的是在316L不銹鋼表面沉積Fe-Al功能涂層后，利用ansys仿真在Fe-Al涂層沉積完畢冷卻后在基體和圖層內部產生的殘余應力。
在這個案例里面，你將掌握軸對稱單元的應用、熱結構耦合方式的求解、瞬態分析的步長等基礎知識。
基體和圖層內部的殘余應力是由于溫度冷卻的不一致而引起的。屬于熱—結構耦合場問題。在ansys里面，求解耦合場問題，有兩種方式，一種是直接耦合，熱與結構耦合方程同時求解，要用到熱—結構耦合單元。另一種是間接求解方式，求解分兩步走，第一步求解溫度場，第二步在求解溫度場的基礎上根據熱膨脹系數求解應力場，分別用到熱單元和結構單元。本案例中采用間接求解的方式。
為了使求解問題簡單化，同時不偏離實際過程。考慮到降溫過程材料的非線性變化，對模型我們要做以下假設：（1）涂層在制備時溫度處于應力自由狀態（2）涂層在制備過程中不產生塑性變形或蠕變（3）不考慮材料相變引起的熱問題（4）假設涂層與基體、涂層與涂層之間不產生相對滑動。
模型為圓柱形，不銹鋼基體尺寸為φ25×0.8mm，涂層的厚度為2μm，涂層從下往上依次為Fe3Al、FeAl、Fe2Al5、FeAl3。采用軸對稱方式進行模型的建立，熱單元選用平面四節點單元plane55，網格的劃分采用映射網格劃分方式。在求解溫度場的分布之后，利用ETCHG,TTS命令轉化為結構求解，同時利用LDREAD,TEMP,,,t,
,'l','rth',' '讀入熱分析的計算結果，作為應力求解的載荷條件，熱應力的求解參考溫度為680℃。
以下是求解的分析結果。
圖1
圖2
圖3
圖（1）—（3）分別為基體與涂層右上角的出的等效應力、經向應力和軸向應力的分布圖。
展開 
Abaqus霍普金森壓桿仿真插件：autoSHPB_V2.2 ￥58
1.1.引言
autoSHPB_2.2是基于Abaqus開發的分離式霍普金森壓桿（SHPB）全流程自動仿真插件，具備在插件界面設置好參數后，一鍵全流程仿真，無需手動輔助，自動完成幾何-網格-材料-接觸設置-載荷-場輸出-歷史輸出等流程。
對于零基礎的初學者，本插件可以避免前期花費大量時間的學習Abaqus相關流程，可以基于根據自己的需求先行獲得仿真結果完成主要目標，然后再根據插件生成的CAE文件慢慢學習體會SHPB仿真流程，提高學習效率。
對于非初學者，本插件可以快速調整模型參數和工況設置，短時間內進行大批量SHPB仿真工作，極大提高效率。
由于Abaqus版本變化，附件提供兩個版本插件分別適用Abaqus2016~Abaqus2021，和Abaqus2022~Abaqus2025。使用教程見本文底部視頻。
展開 Abaqus 三維鉆孔仿真案例教學 ￥29.99
<h2>1、 引言</h2><p>本教學圍繞機械加工中的鉆孔工藝，借助 Abaqus 有限元分析軟件開展三維鉆孔過程仿真建模實踐教學。課程以常見鉆孔工況為研究對象，系統講解從幾何建模、材料定義、網格劃分到載荷施加及結果分析的全流程操作，旨在讓學員掌握：</p><p>? 三維鉆孔模型的合理簡化與參數化建模技巧</p><p>? 鉆孔過程中材料本構關系與斷裂準則的實際應用方式</p><p>? 網格劃分在鉆孔仿真大變形場景中的優化手段</p><p>? 鉆孔力、溫度場及孔壁質量等關鍵物理量的提取與分析技巧</p><h2>2、 幾何模型與材料參數</h2><h3>（1） 模型構建：</h3><p>本教學涉及的部件模型均通過 SolidWorks 軟件完成建模并導入分析環境。由于課程重點在于方法傳授，因此不詳細闡述部件建模的具體操作，主要圍繞導入后的仿真分析流程進行深入拆解與演示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/854d5227c538aa4ae948a58feff022ae.png"></p><p>圖1鉆頭部件</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/42efbdf7cd12217f384fc2f65c1a2cf7.png"></p><p>圖2 待鉆孔金屬板材</p><h3>（2） 材料屬性：</h3><p>定義鉆頭部件和待鉆孔金屬板材的熱物理參數（如導熱系數、比熱容、熱膨脹系數）與力學參數（如彈性模量、泊松比），考慮材料屬性隨溫度的非線性變化。
展開 BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結構進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結構，壓頭設置為剛性面，添加質量縮放，加快運算速度，為點陣結構壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
展開 XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知
1）Abaqus 和XFlow 的協同仿真屬于FSI 仿真類型，即流固耦合仿真；
2）XFlow 必須在Labs 模式下運行，激活Labs 模式的路徑是：Main menu > Options > Preferences > Application mode> Labs；
3）建議使用Abaqus 2018 及以上版本；
4）Abaqus的協同仿真服務功能必須提前安裝好；
5）如果Abaqus的協同仿真服務沒有安裝，那么請按以下方式進行安裝：假設版本是Abaqus 2018， ?》》 首先使用X64命令行運行：abq2018 extractCseApi ?》》 然后把CSS服務二進制文件夾寫入系統path變量： X:\xxxxxx\Dassault Systemes\SimulationServices\V6R2018x\win_b64\code\bin， 其中X:\xxxxxx是相應的安裝盤符和文件夾。
6）如果版本是2019不用安裝5)中的步驟，但也需要建立上述環境變量。
7）協同仿真時，數據是雙向交互式進行傳遞的，Abaqus傳輸位移和速度信息給XFlow，XFlow傳輸載荷信息給Abaqus，仿真時的所有模型參數建議使用SI單位制。
展開 SHPB可控多脈沖加載技術與Abaqus仿真方法 ￥15
（2）試樣：材料選擇1100-H14鋁合金，使用Johson-Cook本構模型，參數如下：
2.5 結果
仿真結果-兩次加載波云圖
仿真結果-入射桿信號（黑色），透射桿信號（紅色）
初始撞擊速度為12m/s、間隔μ長度1.2mm情況下：
（1）理論計算第一次加載脈寬為77.3μs，仿真計算結果為79μs（中值脈寬）；
（2）理論計算第二次加載脈寬為74.6μs，仿真計算結果為75μs（中值脈寬）；
（3）理論計算兩次沖擊加載時間間隔為129.3μs，仿真計算結果為131.9μs；
（4）理論計算由加載波反射后引起的第三次與第一次沖擊加載的時間間隔為2li/C0=696μs，仿真計算結果為699μs；
（5）吸收桿吸收加載波1、2引起的透射桿的信號，透射桿未形成拉伸波，使試樣與壓桿在第三次加載來臨之前保持預接觸。
仿真與理論吻合較好，結果誤差產生原因：撞擊桿幾何結構影響、上升下降沿時間、幾何彌散等。
仿真結果-試樣應力
展開 仿真新人，從事ansys，abaqus仿真
大家好，我是新來的，請大家
基于ABAQUS的反射式霍普金森拉桿SHTB仿真（附.cae.inp） ￥15
本案例將介紹韌性材料的反射式霍普金森拉桿原理及其Abaqus仿真方法。
1.1.SHTB原理
反射式霍普金森拉桿SHTB（仿真）結構
反射式SHTB結構基于SHPB改造而來，除具備常規SHPB結構的撞擊桿、入射桿，還需要在拉伸試樣外圍加上與入射桿、透射桿相配合的承壓環。并且反射式SHTB的入射桿、透射桿與常規SHPB位置相反。開始撞擊桿以一定速度撞擊透射桿，在透射桿形成一個傳播的壓縮載荷脈沖，壓縮波從透射桿主要通經過承壓環傳遞到入射桿，并在入射桿自由端反射形成拉伸波，此拉伸波為試樣的拉伸加載脈沖。拉伸加載脈沖對試樣進行拉伸加載，承壓環不承受拉力，拉伸脈沖一部分進入透射桿形成透射波，一部分反射回入射桿形成反射波。試樣與入射桿、透射桿通過連接結構固定，連接方式有螺紋連接以及卡具連接等方式。
由于承壓環受到壓縮變形，部分壓縮波會進入試樣引起試樣的壓縮變形。因此需要對承壓環進行設計，使其承受壓縮波的主要部分，使試樣幾乎不變形或者只發生彈性變形。承壓環與試樣直徑尺寸確定：
根據經驗，承壓環橫截面積需大于試樣的橫截面積10倍以上：
1.2 仿真模型
反射式霍普金森拉桿SHTB仿真模型
根據試樣形狀及連接方式、加載方式設置4個作業模型：
仿真模型各部尺寸和參數如下：
兩種試樣尺寸
兩種試樣尺寸如圖，柱狀試樣尺寸為D=8，d=5，H=10，h=10；其配套的承壓環內徑6mm，有效長度8.6mm，仿真中使用tie約束等效螺紋結構。
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基于ABAQUS的直接式霍普金森拉桿SHTB仿真（附.cae.inp） ￥15
本案例將介紹韌性材料的直接式霍普金森拉桿原理及其Abaqus仿真方法。
2.1 SHTB原理
直接式霍普金森拉桿SHTB（仿真）結構
直接式霍普金森拉桿（SHTB）一種結構形式如上圖所示。相比于常規壓縮試驗裝置結構，SHTB裝置入射桿的加載端通過螺栓連接傳遞法蘭，撞擊桿設計為套筒結構，套裝在入射桿上，套筒撞擊桿以一定速度撞擊傳遞法蘭，在入射桿加載端形成一個拉伸載荷脈沖。試樣與入射桿、透射桿通過連接結構固定，連接方式有螺紋連接、粘膠連接以及卡具連接等。
實際SHTB裝置是套筒撞擊桿以一定速度撞擊傳遞法蘭，在入射桿加載端形成一個拉伸載荷脈沖。仿真時可采用兩種載荷加載方法：撞擊桿法是模擬試驗基于撞擊桿撞擊產生加載載荷，等效載荷法，顧名思義是直接對入射桿加載端面施加等效加載載荷。
以下給出撞擊桿尺寸、速度與等效載荷脈寬、峰值換算關系：
（1）撞擊桿長度 Lst 與載荷脈寬τi：
（2）撞擊桿速度V0與載荷峰值σi：
其中， Lst 為撞擊桿長度， Cb 為桿件波速， ρb桿件密度。
2.2 仿真模型
直接式霍普金森拉桿SHTB仿真模型
根據試樣形狀及連接方式、加載方式設置6個作業模型：
仿真模型各部尺寸和參數如下：
三種試樣尺寸
三種試樣尺寸如圖，片狀試樣厚度2mm。
展開 技術鄰周報Q8：Abaqus/試驗仿真/LS-DYNA/天線仿真/APDL/結構振動/Ansys/沖擊仿真
9、雙唇型油封的密封性能及其結構優化
作者：
EDC電驅未來
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1809206
利用ABAQUS軟件建立了雙唇型油封的三維有限元分析模型，模擬了雙唇油封的靜態接觸壓力，得到了主唇的壓力分布和實際接觸寬度、副唇唇尖的壓力值和位移量等，并與單唇油封的接觸壓力分布進行了比較，分析了影響雙唇型油封整體密封能力的結構參數，提出了雙唇型油封的結構優化方案，對雙唇油封的結構改進具有一定的現實意義。
10、LS-Prepost中Transform的應用
作者：
CAE備忘錄
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1808893
11、鋼筋混凝土房屋抗震分析
作者：
1點
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1809091
對于震后房屋的破壞程度評定及安全性評價，除現場檢測外利用有限元模擬是另一種重要的手段，有限元模擬可以更高效清晰的評估房屋的損壞位置及震后安全性。在震級較大時鋼筋混凝土結構常進入非線性階段，包括鋼筋的塑性變形，混凝土的塑性損傷等。ABAQUS對于處于非線性問題較為卓越，因此本例采用ABAQUS作為鋼筋混凝土房屋地震分析的軟件，房屋原型參數如圖2所示，并在下文具體討論材料屬性定義、接觸關系、地震施加及結構后處理幾方面的操作。
展開 這段吉他聲音來自Abaqus仿真模擬 附abaqus五年的經驗總結下載
由于工作原因我也接觸過不少別的軟件，但用的不多，不便多說，今天的經驗就只是Abaqus方面的，希望對一些正在學習這個軟件的朋友們有所幫助。
大概15年開始，出于興趣，我在工作之余做了一些有意思的Abaqus仿真，后來一位好友到十部出差，看到之后建議我發個公眾號，我覺得這個主意不錯就發了，有幸通過這個媒介認識了一些業內前輩和朋友們。
由于工作性質，上班做的軍工產品仿真絕對不能公開，不過事實證明，發一些其他類型的案例也是有用的，因為原理相通，搞定一個可以舉一反三，應用到自己的工作中去。幾年來，還是有不少人從我提供的模型和建模方法中得到了幫助，這一點讓我覺得這樣做是有價值的。
要說Abaqus學習經驗的話，我愿意從以下3個方面來講：入門、筑基和發揮。
向前輩學習
我記得研究生階段第一次去教研室，于老師安排師兄為我們幾個新生講Patran，雖然是一個小算例，但是對于新手來說是非常重要的，因為學習任何一項技能，不會總是有人能手把手帶你入門的，這樣的機會很少，很幸運參加工作之后我也能有這樣的機會，十部的師兄領導也教我學會很多Abaqus技能。
在Simwe仿真論壇/技術鄰上也有很多非常優秀的仿真專家、前輩，有時一個燒腦的概念想不明白了，搜一下就有一針見血的回答，運氣好的話還有大佬提供的模型可以下載學習。
就我個人而言，因為公眾號這個平臺，也結識了以前只在論壇上聽說過的大神、Abaqus暢銷書作者以及達索系統的一些前輩和朋友們，他們也給過我很多學習的機會和便利，在此我深表感謝。
展開 ABAQUS參數化建模仿真并求出三維響應曲線的仿真分析
1問題說明
近年來，隨著各大行業的快速發展，對于模擬仿真的應用也在各個領域嶄露頭角，計算機輔助設計技術得到了長足的發展，在這其中，對于仿真技術的掌握要求也越來越高，尤其是大型復雜的工程結構體、微納尺度的分子模型、載人航天天體軌道的高科技計算問題更加要求精確高效的仿真操作。因此，傳統單一仿真軟件模擬逐漸被以參數化建聯合建模仿真技術取代。參數化聯合仿真的計算機模擬技術的求解效率高、運行速度快具有無比優勢，但同時也具有較高的學習成本。鑒于此本文以一個簡單的ABAQUS聯合Python的參數化聯合建模仿真技術說明上述論點，并給出合理結論。
2問題描述
以市場上常見的圓珠筆蓋結構的優化為案例切入，一個經過簡化的具有出點的鏤空筆體和筆蓋的裝配模型如圖1所示，其中圖1（a）表示筆蓋，圖1（b）表示筆體。我們知道，筆蓋上的觸點數目和筆體材料厚度是決定筆蓋拔出力的關鍵因素，因此設計通常關注筆蓋和筆體之間設計一些相互配合的卡槽結構來提供所需的拔出力。另外，模型中的基本尺寸參數如表1所示。
圖1模型基本幾何尺寸
表1模型基本尺寸參數
筆蓋內徑
觸點交叉角
筆體鏤空長度
筆體/蓋楊氏模量
接觸點上段距筆體上邊緣
接觸點下段距筆體下邊緣
12mm
120°
6mm
2300MPa
4mm
3mm
3參數化建模
3.1幾何特征進行參數化建模
對該模型進行幾何特征進行參數化建模。通過第模塊進行分區，利用Python使用abaqus默認的參數程序進行建模過程。根據模型周期對稱的特點，建立如下圖2所示的簡化模型進行分析。
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