abaqus 分離仿真的案例
基于ABAQUS的分離式霍普金森壓桿SHPB仿真（附.cae.inp） ￥15
1、案例介紹
分離式霍普金森壓桿（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）主要用于研究材料在高應變率（1e2～1e4?s^?1）下的動態(tài)力學行為，如應力-應變關系、應變率效應、溫度效應以及失效模式等。
本案例主要介紹基于ABAQUS韌性金屬材料的SHPB常規(guī)仿真建模方法以及波形整形、等效載荷加載等仿真內(nèi)容。此外還提供了一個試樣應力應變數(shù)據(jù)處理表格和數(shù)據(jù)處理的視頻，包含兩種獲得試樣應力應變的方法：直接提取試樣應力應變的直接法和基于入射桿透射桿三波曲線的間接法。
2、SHPB原理
常規(guī)霍普金森桿SHPB（仿真）結構
如圖所示，常規(guī)的SHPB仿真模型結構主要包含撞擊桿、入射桿、透射桿、試樣，有時為了進行波形整形會使用整形器（整形片）。
SHPB基本力學過程：開始撞擊桿以一定速度撞擊入射桿，在入射桿形成一個向正方向傳播的入射波（壓縮波），入射波從入射桿傳遞到試樣并對試樣進行壓縮，入射波一部分在入射桿與試樣界面反射形成反向傳播的反射波（拉伸波），另一部分通過試樣進入透射桿形成透射波（壓縮波）。
SHPB兩個基本假定：一維性應力狀態(tài)和均勻性假定。一維性要求桿件及試樣共軸，并減小橫向慣性引起的幾何彌散效應的影響。一般選擇合適的桿直徑，采用整形器可有效減小幾何彌散。均勻性要求試樣達到動態(tài)平衡，即試樣兩端相對應力差足夠小。相對應力差與阻抗比、應力波在試樣中的反射次數(shù)有關，反射次數(shù)由試樣材料波速和試樣軸向長度決定。此外，端面摩擦也會改變試樣應力、應變狀態(tài)，使試樣呈現(xiàn)鼓狀產(chǎn)生非均勻變形并且軸向壓縮應力幅值增加。
展開 CREO ANSYS Simulation 旋流分離器的穩(wěn)態(tài)仿真和瞬態(tài)仿真的區(qū)別
旋流分離器，普遍使用在各行業(yè)各領域。對于流體在旋流分離器內(nèi)的仿真工作，要根據(jù)實體工件設計目的而分別對待，制定不同的仿真模式。
如上圖，如果仿真目的是研究內(nèi)部流體所表現(xiàn)出來的速度、壓力。仿真模塊選擇“流動”即可。如果還要涉及湍能，物理模塊要增加“湍流”。使用穩(wěn)態(tài)較合適，穩(wěn)態(tài)模式主要研究流體達到穩(wěn)定的“常態(tài)”之后所表現(xiàn)出來的物理特性。不考慮流體達到穩(wěn)定之前的過程，即與時間無關。如上圖，旋流分離器內(nèi)的流體是穩(wěn)定的流動狀態(tài)，無論何時，狀態(tài)一致。
如果仿真目的除了上述速度、壓力、湍能，還要考慮隨流體一同流動的“顆粒”，仿真模塊另外還要增加“粒子”，顆粒有多少種，粒子模塊就要增加多少個（注意，此粒子有具體質量（密度&體積），與“流線”中無質量的“粒子”有本質的區(qū)別）。穩(wěn)態(tài)的仿真模式就不能勝任了，粒子（顆粒）在隨流體“流動”過程中，粒子或沉積或隨波逐流而去，粒子和流體域隨時產(chǎn)生變化（注意，“隨時”兩個字），時間延長則沉積越多，可供流體占用的空間越少，直到顆粒塞滿全部腔體。流體永遠達不到常態(tài)的穩(wěn)定。所以仿真模式必須使用瞬態(tài)。瞬態(tài)仿真是建立在時間節(jié)點上的仿真，其仿真結果第一要素是時間。
瞬態(tài)仿真結果，假設，自0開始，第0.1秒結果、第0.2秒結果，第0.3秒結果... ..第1秒......第3秒，共計30個結果連續(xù)在一起，形成時間連續(xù)的動畫，如上圖，就是30個粒子瞬態(tài)仿真結果。
那么，請問，如果我想獲得一個表達3秒種的，相對質量高的動畫，應該如何調(diào)整瞬態(tài)仿真呢？
播放時長=仿真時長，幀頻=24幀。格式MP4或者GIF。有興趣的朋友可以一試，本文附件為模型文件。
剛才出去吃飯，五個籠包飽了。想起一件事，一個朋友說，能否在穩(wěn)態(tài)下仿真粒子的運動呢？手拿第六個籠包糾結了。五個籠包填飲肚皮，是我飯量的穩(wěn)定狀態(tài)。
展開 整流罩地面分離過程仿真 ￥19.89
整流罩地面分離過程仿真
1.1 仿真動機
對于整流罩地面分離過程仿真的必要性，從以下幾個方面考慮：
1）為了準確模擬整流罩在高空的分離過程，需要在大型真空罐內(nèi)進行分離試驗。然而，由于整流罩真空分離試驗所需成本和對設備要求均較高，目前國內(nèi)尚不具備實驗條件。
2）隨著我國航天水平的進步，對大推力火箭的需求日益迫切。為能承載更多有效載荷，大推力火箭要求配備大型整流罩。整流罩的尺寸增大使其結構剛度相對減小，地面環(huán)境下氣動載荷帶來的影響相對增大，可能導致出現(xiàn)如彎曲、扭轉、呼吸等復雜的變形情況，不能視其為剛體。
1.2 仿真難點
整流罩地面分離過程仿真中存在的難點包括：
1）為提升仿真結果的精確性，要求整流罩模型具有一定精細度。省略一些不必要的結構或作適當簡化，加強關鍵結構的準確性和精確度，如何掌握這兩者的平衡是難點之一。
2）為實現(xiàn)仿真過程的高效性，必須考慮已有結構的網(wǎng)格劃分。如何選取網(wǎng)格類型和網(wǎng)格密度，使之在不影響結果精確性的前提下實現(xiàn)較高的計算速度，又是一大難點。
3）整流罩地面分離是一典型的流固耦合問題。在此過程中，罩外大氣附加整流罩氣動力，影響其運動和變形；整流罩的運動與變形反過來又會影響罩外大氣的流動。如何選擇具有解決流固耦合問題能力的大型有限元軟件以及如何選取合理高效的算法，成為整流罩地面分離過程仿真的首要難點。
1.3 仿真路線
以上，在仿真動機驅動下，重點關注仿真難點，同時考慮甲方對于大型有限元軟件的要求，選擇基于Abaqus/Explicit求解器的耦合歐拉-拉格朗日（CEL，coupled Eulerian-Lagrangian）算法分析整流罩在氣動力作用下的分離特性，從而實現(xiàn)地面分離過程仿真。
展開 細胞分離過程數(shù)值仿真 ￥1000
</p><p>本案例基于介電泳原理仿真了對細胞進行操縱，并將不同細胞進行分離的過程。</p><p>未考慮介電泳下，細胞混合在一起，無法分離，如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202109/95311cb88ea348b4b772052b80606ef9.gif" alt="Untitled1.gif"></p><p>考慮介電泳下，細胞發(fā)生偏轉分離，如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202109/db2e4f612a3d465f9cc0684e24092ea6.gif" alt="Untitled2.gif"></p><p>感興趣的朋友可下載模型源文件，詳細了解，也可以在此基礎上，結合自己的課題內(nèi)容進行拓展研究分析。</p><p><br></p><p><br></p>
展開 
彈性波仿真分離縱、橫波的方法
固體中的彈性波含有縱波、橫波，也有稱為膨脹波、剪切波等等，不同領域叫法不同。
特別是彈性波遇到裂縫、空洞、界面發(fā)生散射時，縱波和橫波往往會同時產(chǎn)生，如果單單從位移場或應力場是無法區(qū)分的
根據(jù)彈性波理論，
位移場的散度 就是膨脹波
位移場的旋度就是剪切波
所以對位移場計算一下散度和旋度就可以分別獲得膨脹波和剪切波
我只算2D的情況，這里給一個例子（matlab）
dx=0.1e-3;
dy=0.1e-3;
[x,y]=meshgrid(0:x:1e-1,-16e-3:y:-6e-3);
%時間' L3 u; H: u* J$ |: K
t=24e-6;3 A2 m8 M( u+ w% |/ o
%總位移6 {/ q( f9 v& f J+ U5 ]! U
vv=postinterp(fem,'disp_acpn',[x(:';y(:'],'T',t);
vv=reshape(vv,size(x));
subplot(3,1,1);surf(x,y,vv);axis normal;shading interp;view(0,90);title('所有波')
% return;, T( B/ l9 F: m
%縱波--膨脹波only
ux=postinterp(fem,'ux',[x(:';y(:'],'T',t);
vy=postinterp(fem,'vy',[x(:';y(:'],'T',t);
ux=reshape(ux,size(x));
vy=reshape(vy,size(x));
subplot(3,1,2);surf(x,y,ux+vy);shading interp;view(0,90);title('膨脹波')
%橫波--旋變only
uy=postinterp(fem,'uy',[x(:';y(:'],'T',t);
vx=postinterp(fem,
展開 彈性波仿真分離縱、橫波的方法
固體中的彈性波含有縱波、橫波，也有稱為膨脹波、剪切波等等，不同領域叫法不同。
特別是彈性波遇到裂縫、空洞、界面發(fā)生散射時，縱波和橫波往往會同時產(chǎn)生，如果單單從位移場或應力場是無法區(qū)分的。
根據(jù)彈性波理論，
位移場的散度 就是膨脹波
位移場的旋度就是剪切波
所以對位移場計算一下散度和旋度就可以分別獲得膨脹波和剪切波
我只算2D的情況，這里給一個例子（matlab）
dx=0.1e-3;
dy=0.1e-3;
[x,y]=meshgrid(0:dx:1e-1,-16e-3:dy:-6e-3);
%時間
t=24e-6;
%總位移
vv=postinterp(fem,'disp_acpn',[x(:)';y(:)'],'T',t);
vv=reshape(vv,size(x));
subplot(3,1,1);surf(x,y,vv);axis normal;shading interp;view(0,90);title('所有波')
% return;
%縱波--膨脹波only
ux=postinterp(fem,'ux',[x(:)';y(:)'],'T',t);
vy=postinterp(fem,'vy',[x(:)';y(:)'],'T',t);
ux=reshape(ux,size(x));
vy=reshape(vy,size(x));
subplot(3,1,2);surf(x,y,ux+vy);shading interp;view(0,90);title('膨脹波')
%橫波--旋變only
uy=postinterp(fem,'uy',[x(:)';y(:)'],'T',t);
vx=postinterp(fem,'vx',[x(:)';y(:)'],'T',t);
uy=reshape(uy,size(x));
vx=reshape(vx,size(x)
展開 切削仿真有帶分離線
切削仿真有帶分離線和不帶分離線兩種方式，后者采用自適應網(wǎng)格實現(xiàn)切屑分離，沒有定義材料斷裂準則。
那么：
1.什么時候采用帶分離線方式？什么時候采用不帶分離線方式？
2.自適應網(wǎng)格實現(xiàn)切屑分離？切屑分離準則不是只有幾何分離準則與物理分離準則（我用斷裂準則）兩種方式？自適應網(wǎng)格如何實現(xiàn)切屑分離？
3.采用不帶分離線方式，且定義材料斷裂準則，此時怎么定義接觸？
第一個問題：關于什么時候采用分離線的問題，其實都是一種方法問題，對于分離線一般來講是通過預定義切屑分離層實現(xiàn)的，這與實際的切削過程有些不符，所以早期的切削用這個的比較多，而且分析結果還不錯，但是對于分析表面應力應變這種關系的，這種方法恐怕不是很合適，因為你的表面其實就是自己定義出來的。至于ALE，我建議你看一下他的切削過程，其實是通過網(wǎng)格流動實現(xiàn)的，切削距離不能太長。
第二個問題：自適應網(wǎng)格僅僅是網(wǎng)格流動，談不上切屑分離，而且目前切屑分離準則不能簡單說只有幾何和物理，因為這屬于斷裂一塊，如果你能判斷出什么能量下切屑斷裂，能量也是可以采用的。
第三個問題：如果不采用分離線的方式，又要定義材料斷裂準則，那其實定義接觸就少了很多，只需定義后刀面與工件，前刀面與上部切屑層以及自接觸就可以了，具體你需要通過不斷調(diào)試才能獲得成功！
展開 免費領視頻 | 油氣分離系統(tǒng)的設計和運行挑戰(zhàn)：仿真技術如何發(fā)揮作用
油氣分離器是石油和天然氣行業(yè)廣泛使用的壓力容器，用于將油氣井中的流體組分分離為氣態(tài)和液態(tài)成分。
由于操作流體力學的復雜性、嚴峻的環(huán)境條件、多相分離器龐大的尺寸和復雜的幾何設計，分離系統(tǒng)的物理測試面臨重重困難、極為耗時且成本高昂。仿真有助于解決與油氣分離器的設計和運行相關的挑戰(zhàn)。
觀看我們的研討會，了解工程仿真如何幫助運營商和設備制造商改進分離器設計、提高運行效率和應對環(huán)境性能挑戰(zhàn)。
基于實例來了解如何預測復雜的多相流行為
實例和案例分析將說明工程仿真如何通過提供可靠方法幫助理解和預測復雜的多物理場行為，支持石油和天然氣行業(yè)的數(shù)字化轉型。基于自己豐富的經(jīng)驗，主講人將詳細闡述 Norton Straw 的工程專家團隊如何部署 Simcenter STAR-CCM+ 以了解復雜的多相流行為。精確的仿真多相流態(tài)有助于工程師優(yōu)化油氣分離器的設計。應對一系列油氣分離挑戰(zhàn)時，它可以提供指導性的操作。
了解計算流體力學 (CFD) 為何已成為業(yè)界公認的領導和驗證設計以及指導操作的方法。
您將了解：應用適當?shù)?CFD 技術進行精確的多相流仿真
相較于物理測試，工程師可以使用 CFD 預測復雜的多相流行為，并深刻洞察分離系統(tǒng)的物理特性。深刻了解之后，他們可以做出明智的設計決策，并提出優(yōu)化操作的相關建議。但是，他們的仿真需要精確捕捉多相分離系統(tǒng)中的各種多相流態(tài)和多相流行為。
展開 Abaqus砌體墻分離式建模
誰會砌體墻分離式建模或者相關視頻
使用 Ansys Fluent 離散相模型 (dpm) 進行旋風分離器仿真 ￥5
關于使用 ANSYS Fluent 離散相模型 (DPM) 項目進行旋風分離器仿真
使用 ANSYS Fluent 對旋風分離器進行穩(wěn)態(tài) CFD 仿真。使用 DPM 跟蹤粒子。考慮無阻力的單向耦合。這意味著流體相將通過阻力和湍流影響顆粒相，而顆粒相對氣相沒有影響。附Fluent案例文件
*.cas
基于離散元仿真軟件DEMms的雙錐水力旋流器-顆粒分離性能分析
在多相流顆粒分離研究領域，精確模擬顆粒運動行為一直是技術攻關的核心難題。兩段錐形水力旋流器作為關鍵分離設備，其底流管直徑與入口速度對分離性能的影響機制復雜，亟需高精度模擬技術予以揭示。基于此，團隊創(chuàng)新開發(fā)氣-液-固三相湍流模擬方法（VOF - RSM - DEM），其中自主研發(fā)的 DEMms 軟件，憑借獨特的算法架構與模擬能力，成為攻克該難題的核心技術支撐。
創(chuàng)新算法架構，實現(xiàn)顆粒運動精準建模
DEMms 軟件基于離散元法構建核心算法體系，深度融合牛頓第二定律與歐拉第二運動定律，為顆粒的平移與旋轉運動提供精確的動力學描述。在顆粒與流體、顆粒與顆粒及壁面的交互過程中，軟件通過多物理場耦合算法，實現(xiàn)對曳力、升力、碰撞力等復雜作用力的實時計算。
值得一提的是，軟件引入的隨機跟蹤模型，采用拉格朗日隨機軌道理論，能夠準確捕捉瞬時湍流速度脈動對顆粒軌跡的影響，使模擬結果與實際工況的吻合度大幅提升。通過這種精細化的算法設計，DEMms 軟件成功將顆粒運動模擬精度提升至新高度。
嚴謹驗證流程，確保模擬結果可靠性
為驗證 DEMms 軟件在三相湍流模擬體系中的有效性，研究團隊開展了系統(tǒng)性驗證工作。
以標準旋流器為研究對象，通過網(wǎng)格無關性驗證，確定了最優(yōu)網(wǎng)格劃分方案，有效避免因網(wǎng)格誤差導致的模擬偏差。在與實驗數(shù)據(jù)的對比中，軟件模擬的切向速度、軸向速度與實際測量值呈現(xiàn)高度一致性，壓降和液體分流比的相對誤差控制在工程可接受范圍內(nèi)，分離效率曲線的擬合度也達到理想水平。
這種從算法設計到模擬驗證的全流程技術把控，充分證明了 DEMms 軟件在水力旋流器流體動力學行為及分離性能模擬方面的可靠性與準確性。
深度應用剖析，挖掘分離性能關鍵規(guī)律
依托 DEMms 軟件構建的高精度模擬體系，研究人員對兩段錐形水力旋流器展開深入研究。
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(fā)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(shù)后，一鍵全流程仿真，無需手動輔助，自動完成幾何-網(wǎng)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(jù)自己的需求先行獲得仿真結果完成主要目標，然后再根據(jù)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(diào)整模型參數(shù)和工況設置，短時間內(nèi)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(tǒng)講解從幾何建模、材料定義、網(wǎng)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(shù)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(wǎng)格劃分在鉆孔仿真大變形場景中的優(yōu)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(shù)</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(huán)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(shù)（如導熱系數(shù)、比熱容、熱膨脹系數(shù)）與力學參數(shù)（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(shù)為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
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(shù)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(chǎn)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
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