基于abaqus的有限元分析和應(yīng)用的案例
Abaqus接觸非線性在有限元計(jì)算分析中的應(yīng)用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例下載
來源：有限元在線
ABAQUS的非線性主要在有三種：幾何非線性，材料非線性以及接觸非線性。接觸非線性在ABAQUS的有限元計(jì)算分析中應(yīng)用非常廣泛，特別是動(dòng)態(tài)顯式的求解，只要模型中包含兩個(gè)以上相互接觸的部件，就要用到接觸非線性。
ABAQUS接觸非線性的設(shè)置主要在Interation模塊中完成，設(shè)置接觸的屬性時(shí)，可以設(shè)置摩擦系數(shù)，阻尼系數(shù)，損壞，失效準(zhǔn)則等非線性參數(shù)，如圖1所示。
如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。
在接觸編輯界面，可以選擇機(jī)械約束方式為運(yùn)動(dòng)學(xué)接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。
這是對(duì)模型定義非線性接觸后得到的分析結(jié)果，以供參考。
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展開 基于有限元和邊界元的噪聲分析實(shí)例
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展開 Abaqus有限元仿真分析在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用與功能詳解-有限元科技內(nèi)參
Abaqus是一套功能強(qiáng)大的工程模擬有限元軟件，其解決問題的范圍從相對(duì)簡單的線性分析到許多復(fù)雜的非線性問題。作為通用的模擬工具，Abaqus除了能解決大量結(jié)構(gòu)問題，還可以模擬其他工程領(lǐng)域的許多問題，例如熱傳導(dǎo)、質(zhì)量擴(kuò)散、熱電耦合分析、聲學(xué)分析、巖土力學(xué)分析及壓電介質(zhì)分析。
Abaqus應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛：
1、汽車工業(yè)
abaqus在汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)以強(qiáng)度、模態(tài)，響應(yīng)分析為主。特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)用得還時(shí)很廣的。
2、電子電器
針對(duì)電子領(lǐng)域關(guān)注的各種線性、非線性、熱力耦合、濕熱耦合、跌落、開裂等力學(xué)問題，Abaqus有針對(duì)性的提供了相應(yīng)的有限元分析解決方案，Abaqus的有限元分析能力已經(jīng)被各大電子生產(chǎn)和設(shè)計(jì)單位檢驗(yàn)并得到了廣泛的認(rèn)可。
3、航空航天
航空航天工業(yè)是Abaqus最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，波音、空中客車、洛克希德-馬丁等長期合作的用戶。對(duì)航空航天很多復(fù)雜和特殊的問題，如疲勞斷裂、復(fù)合材料損傷、起落架柔性機(jī)構(gòu)、接觸連接、金屬塑性等，在所有的CAE軟件中，Abaqus是最有優(yōu)勢(shì)的。
4、風(fēng)電能源
針對(duì)風(fēng)電制造領(lǐng)域關(guān)注的各種線性、非線性、接觸，模態(tài)等靜力，動(dòng)力學(xué)等問題，作為世界上最優(yōu)秀的非線性分析軟件Abaqus有針對(duì)性的提供了相應(yīng)的分析解決方案。
5、石油容器
有限元軟件Abaqus已廣泛運(yùn)用于各種復(fù)雜工況和問題的分析。油氣井工程所面臨的實(shí)際工況通常十分復(fù)雜，其非線性問題的求解往往依賴于Abaqus這樣的大型工程模擬軟件。
此外，Abaqus廣泛用于動(dòng)力機(jī)械、生物醫(yī)療、土木建筑等行業(yè)，應(yīng)用十分廣泛，是一款功能強(qiáng)大的非線性分析軟件。
有限元科技特開設(shè)Abaqus基礎(chǔ)培訓(xùn)課程，詳細(xì)講解Abaqus軟件操作步驟與每一步設(shè)置的原因和原理，并與學(xué)員們分享產(chǎn)品仿真實(shí)例，提高學(xué)員獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力。
展開 
基于MATLAB和ANSYS的有限元分析 ￥10
（1）1-基于Matlab和Ansys APDL的梁結(jié)構(gòu)有限元分析
該教程為英語教程,共9.14 GB，包含配套案例文件。
梁結(jié)構(gòu)有限元分析相關(guān)理論和案例講解，有全套對(duì)應(yīng)案例文件和文檔。
教程包含：
在MATLAB中編寫用于三維梁結(jié)構(gòu)分析的有限元代碼；
ANSYS APDL案例命令流文件；
課程涵蓋的項(xiàng)目：懸臂梁、L型框架、二維屋頂、三維屋頂、建筑物框架、海上導(dǎo)管架平臺(tái)、二維和三維格構(gòu)結(jié)構(gòu)
梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算
對(duì)ANSYS和MATLAB計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，更好的理解有限元仿真。
展開 基于NASTRAN有限元技術(shù)在八輥磨粉機(jī)的受力分析與應(yīng)用
摘 要：磨粉機(jī)是小麥和玉米等制粉工段的重要設(shè)備，磨粉機(jī)的穩(wěn)定性直接影響整個(gè)制粉流程的工藝效果，這就要求日常的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造要充分滿足磨粉機(jī)的使用功能。而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)大多需要日常相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，無法準(zhǔn)確驗(yàn)證其是否能夠達(dá)到所需的機(jī)械性能。通過對(duì)八輥磨粉機(jī)使用中的受力情況進(jìn)行有限元靜力分析，得到相應(yīng)結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力分布情況，驗(yàn)證機(jī)架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而進(jìn)一步優(yōu)化其相關(guān)結(jié)構(gòu)，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定，提高了研發(fā)的效率。
關(guān)鍵詞：有限元;糧食機(jī)械;八輥磨粉機(jī);靜力分析;CAE;
隨著信息技術(shù)在各領(lǐng)域的迅速發(fā)展,CAE技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，從根本上融入到了日常的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，尤其是機(jī)械制造領(lǐng)域。CAE技術(shù)是指工程設(shè)計(jì)中的分析計(jì)算與分析仿真，具體包括工程數(shù)值分析、結(jié)構(gòu)與過程優(yōu)化設(shè)計(jì)、強(qiáng)度與壽命評(píng)估等，在此技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造周期得到大幅地縮短。
NASTRAN有限元CAE分析的基本思想是將物理模型理想化，利用FEM有限元模型工具將模型離散成有限個(gè)單元體，使各個(gè)單元體在指定的節(jié)點(diǎn)上相互連接，然后對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行參數(shù)求解，模擬該單元在相應(yīng)的工況下發(fā)生的變形，如單元受力后發(fā)生位移和形變，并基于相應(yīng)工況的基本情況建立單元節(jié)點(diǎn)的平衡方程，再把所有的單元方程組集成為整個(gè)結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的整體代數(shù)方程組，最后添加相應(yīng)約束條件并求解代數(shù)方程組而獲得結(jié)算數(shù)值，進(jìn)而通過結(jié)算數(shù)值完成對(duì)模型的仿真分析。
1 問題描述
磨粉機(jī)是小麥和玉米等雜糧制粉的主要設(shè)備，是制粉工段數(shù)量最多，也是最為重要的設(shè)備，磨粉機(jī)的質(zhì)量直接影響產(chǎn)出面粉的品質(zhì)。
磨粉機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1：其中機(jī)架機(jī)構(gòu)，是其余機(jī)構(gòu)的載體，除承受自身重力外，還要承受其它機(jī)構(gòu)的重力，是磨粉機(jī)最重要的基礎(chǔ)部件，它的機(jī)械性能是影響磨粉過程的重要因素，而機(jī)架機(jī)構(gòu)中的底座以灰鑄鐵為主。
展開 基于PRO/E和ANSYS的實(shí)體建模及有限元分析經(jīng)驗(yàn)
④限制自由度時(shí)，注意有時(shí)不要限制所有KeyPoints，否則在顯示分析結(jié)果時(shí)看不到任何變化（Plot results）只限制和實(shí)際情況相符合的相關(guān)KeyPoints的UX,UY,UZ,并在Displacement Value中輸入“0”。
⑤求解：Solution—Solve—Current LS。
⑥查看結(jié)果：General postprocess—plot results—deformed shape
or
nodal contour。
技巧：
①在PRO/E中建好模型后，點(diǎn)擊ANSYS菜單下面的ANSYS GEOM，將模型導(dǎo)入到ANSYS中，用PLOT——VOLUME 或者AREA 顯示模型。然后退出ANSYS 和PRO/E，此時(shí)在他們的工作目錄中就產(chǎn)生了一個(gè)“XXXXXXXXX.anf”文件，“XXXXXXXXX”是模型的PRO/E文件名，以后進(jìn)行分析就直接在ANSYS—File—Read input from下選擇這個(gè)anf文件，就可直接導(dǎo)入模型，避免了同時(shí)啟動(dòng)PRO/E和ANSYS，消耗大量的系統(tǒng)資源。
②ANSYS中無單位。需要自己統(tǒng)一單位，即保證在整個(gè)系統(tǒng)中對(duì)同一個(gè)元素使用一個(gè)單位，不可出現(xiàn)不同的單位應(yīng)用于同一個(gè)元素。
③ANSYS中控制背景為白色的方法。Style—Colors——Windows Colors 或者Style—Background—Texture
展開 星辰技文|ABAQUS幫助文檔-巨大寶庫
原文：https://mp.weixin.qq.com/s/4hHOKefH-VcsI_P3aMCCYw
首先給大家介紹幾本書，讓大家知道幫助文檔的強(qiáng)大之處，相信很多書大家都比較熟悉：
《基于ABAQUS的有限元分析和應(yīng)用》莊茁，定價(jià)69元，翻譯《Getting Started with Abaqus: Interactive Edition》，莊老師將ABAQUS引入國內(nèi)，算前輩的前輩，此書非常適合像我這樣英語不好的初學(xué)者作為入門教程。
《Python語言在Abaqus中的應(yīng)用》曹金鳳，定價(jià)48元，參考《Abaqus Scripting User's Guide》，這本書可謂良心佳作，從淺入深的講解了Abaqus的腳本語言，想學(xué)習(xí)Abaqus腳本二次開發(fā)的初學(xué)者推薦閱讀。
《Abaqus分析用戶手冊(cè) 分析卷》王鷹宇，定價(jià)249元，翻譯《Abaqus Analysis User's Guide 》第六、七章，作者很值得敬畏，工作量之大確實(shí)不易，但很多術(shù)語、詞匯、語句都不太合適，翻譯的內(nèi)容可謂Abaqus技巧精華所在。
《Abaqus關(guān)鍵字參考指南》廖公云，定價(jià)98元，翻譯《Abaqus Keywords ReferenceGuide》，略！
《Abaqus在**行業(yè)中應(yīng)用》系列書籍、甚至學(xué)術(shù)論文的相關(guān)理論部分，很多均參考《Abaqus Analysis User's Guide 》和《Abaqus Theory Guide》。
其中有很多書被掃描成電子版，有的甚至剛出來幾天，就被5元一份眾籌，用于盜印者作為購買掃描設(shè)備的資金。這里不評(píng)判太多，相信很多朋友也會(huì)在自己有一定經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的時(shí)候支持下這些著書學(xué)者。
展開 基于python進(jìn)行有限元分析—定結(jié)構(gòu)自由振動(dòng)的固有圓頻率和模態(tài)振幅向量 ￥59.9
將問題的已知條件轉(zhuǎn)化python語言，并列出邊界條件和協(xié)調(diào)性條件，計(jì)算出所求未知物理量。有限元法的基本思路是首先將系統(tǒng)離散化處理，對(duì)于該問題的桁架結(jié)構(gòu)，是將其分解為桿單元和節(jié)點(diǎn)，這一步?jīng)Q定了有限元方法的精確度。利用公式單元?jiǎng)偠染仃嚕⒏鶕?jù)幾何關(guān)系利用直接剛度法，將每個(gè)單元裝配在系統(tǒng)剛度矩陣中。</p><p>題中求了8階的固有頻率和模態(tài)振幅，從結(jié)果中可以看出，隨著階數(shù)的增加固有頻率的值逐漸增加，模態(tài)幅值也逐漸變大。并且從上課中學(xué)習(xí)到如果想讓8階固有頻率和模態(tài)計(jì)算更加準(zhǔn)確，應(yīng)在計(jì)算時(shí)設(shè)計(jì)的階數(shù)更大(大于8階)，提高計(jì)算精度。
展開 基于ABAQUS的汽車防塵罩有限元分析
image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202603/attachment/84b9a56921f4458a9ee85c45e660df12.jpg">
</figure>
</figure><h3><strong>汽車防塵罩非線性有限元分析</strong></h3><p>防塵罩分析涉及很強(qiáng)的非線性，包括幾何非線性、材料非線性和接觸非線性。其中，</p><ul><li>幾何非線性：防塵罩材料為橡膠，其在工況中會(huì)出現(xiàn)大的彈性變形，已經(jīng)不能用小變形理論分析；</li><li>材料非線性：防塵罩材料為橡膠，其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線為非線性的，材料本構(gòu)模型為非線性；</li><li>接觸非線性：防塵罩工作過程中，防塵罩與其他結(jié)構(gòu)的接觸狀態(tài)在分析過程中發(fā)生變化。</li></ul><h3><strong>1、有限元模型建立</strong></h3><p><br></p><p><br></p><h4><strong>（1）有限元網(wǎng)格</strong></h4><p>防塵罩材料為橡膠，定義為變形體；球座、卡箍、壓板和球銷材料為鋼，變形極小，為了降低計(jì)算量，本文將其簡化成剛體，其中球銷、卡箍和壓板為解析剛體，球座為離散剛體，劃分網(wǎng)格模型如圖2所示。
展開 基于HyperMesh和RADIOSS的礦用自卸車高強(qiáng)度車箱有限元分析
本文介紹了礦用自卸車高強(qiáng)度車箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，利用通用有限元分析軟件HyperMesh9.0，建立了高強(qiáng)度大箱的有限元模型。在此基礎(chǔ)之上，對(duì)礦用自卸車高強(qiáng)度大箱在靜載工況和舉升工況進(jìn)行了靜強(qiáng)度分析，并進(jìn)一步得出了大箱總成、U型結(jié)構(gòu)、前板總成、側(cè)板總成、后板總成、底板總成的應(yīng)力分布云圖。為了更加接近實(shí)際大箱的受力狀況，對(duì)U型大箱施加靜水壓力線形變化壓強(qiáng)，取動(dòng)載系數(shù)為1.5。大箱和副車架之間采用GAP接觸單元。得到了比較理想的分析結(jié)果，初步驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。
梁江波 _基于HyperMesh和RADIOSS礦用自卸車高強(qiáng)度車箱有限元分析.pdf
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基于ABAQUS的橡膠減振器非線性有限元分析
結(jié)論
本文基于ABAQUS有限元軟件，考慮材料非線性、幾何非線性、邊界條件非線性等因素，建立了橡膠減振器的精確的非線性有限元模型，通過非線性分析得到了該系統(tǒng)的共振頻率為87.89Hz。并通過振動(dòng)試驗(yàn)驗(yàn)證有限元模型，發(fā)現(xiàn)有限元計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果誤差在1.15%左右。該結(jié)果說明有限元建模方法可以很好的模擬橡膠減振器的動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)說明了所建立模型的準(zhǔn)確性和建模方法的有效性，可以為后續(xù)的橡膠減振器的選型、優(yōu)化設(shè)計(jì)以及使用減振器的設(shè)備的動(dòng)態(tài)分析等提供分析基礎(chǔ)。
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展開 基于ABAQUS的擴(kuò)展有限元XFEM分析的心得
用ABAQUS搞模擬一段時(shí)間了。作為一個(gè)仿真狗，有感對(duì)于不同的幾何、約束、載荷與邊界條件基于同一種求解模式可能得到完全不同的結(jié)果。ABAQUS的分析對(duì)于輸入條件不是線性的,有時(shí)候在其他條件彎曲相同的情況下對(duì)某個(gè)參數(shù)做細(xì)微的調(diào)整就會(huì)導(dǎo)致結(jié)果的非線性變化甚至不收斂。私以為是ABAQUS內(nèi)置的一些判據(jù)達(dá)到了臨界點(diǎn)，在超出后會(huì)采用完全不同的求解模式（個(gè)人意見，有其他見解的大佬請(qǐng)賜教）
以上是吐槽，最近做了一些斷裂的仿真。基于拉伸實(shí)驗(yàn)的模擬，必然存在裂紋的產(chǎn)生與擴(kuò)展。一開始采用維道積分（中文名字好像是云積分圖）來定義裂紋，后來才發(fā)現(xiàn)好像裂紋的擴(kuò)展不是很理想，這種模式不太適用于劇烈的斷裂行為。
后來做XFEM，這個(gè)大家用的就比較多了，關(guān)鍵就是這么幾步：
property部分定義失效準(zhǔn)則，大家都喜歡MAXPS;
interaction部分對(duì)crack domain以及crack(可選）的定義；
F-output 對(duì)必要輸出的選定，statusxfem和philsm必選
場(chǎng)輸出缺失：
場(chǎng)輸出補(bǔ)完：
我看網(wǎng)上好多小伙伴都有這種問題，哈哈哈哈哈噗
如果是柔性損傷則只考慮材料屬性部分，考慮能量輸出。
果然最難的還是物性參數(shù)的獲取，光一個(gè)熱壓縮和沖擊應(yīng)該是不夠？
順手把inp扔給大家，隨手做的，有一些細(xì)節(jié)可以改進(jìn)，僅供參考
fracture-2D-XFEM.rar
參考：https://info.simuleon.com/blog/modelling-crack-propagation-using-xfem
展開 基于ABAQUS的重力壩有限元靜力分析
基于ABAQUS的重力壩有限元靜力分析
1. 研究背景
重力壩是我國已建大壩中的主要壩型，在防洪、發(fā)電、灌溉、供水航運(yùn)、旅游等方面發(fā)揮了巨大的作用，同時(shí)也取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。眾所周知，重力壩主要依靠其自身的重力來維持壩體穩(wěn)定，其壩體體積非常大，穩(wěn)定性好。但復(fù)雜多變的運(yùn)行工況，以及壩基的斷層破碎帶等原因，也存在發(fā)生失穩(wěn)的概率。因此，重力壩的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)一直都是設(shè)計(jì)和施工中非常重視的問題。本次主要以ABAQUS有限元軟件對(duì)某一重力壩不同蓄水位下的工況進(jìn)行分析，最后給出主要結(jié)論和建議。
2. 工程概況
某水電站以發(fā)電為主，兼具防洪、航運(yùn)等綜合效益的水電樞紐工程。該工程樞紐總體布置采用混凝土重力壩擋水，壩體上游中間位置設(shè)有折坡，下游坡比為1:0.7。壩頂寬12m，壩底寬58m。
工況設(shè)置
取上游水位為102m，下游水位為33.2m。
表1 計(jì)算工況設(shè)置
計(jì)算工況
上游水位/m
下游水位/m
1
102
33.2
2
97
30.2
3
92
27.2
4
87
24.2
5
82
21.2
6
77
18.2
7
72
15.2
8
67
12.2
3. 材料參數(shù)
為簡化考慮，在模擬中考慮壩體與基巖之間存在一薄弱層。具體材料參數(shù)如表2所示。
表2 材料參數(shù)
材料參數(shù)
彈性模量/GPa
泊松比
密度/kg/m3
壩體
28
0.17
2400
地基
26
0.25
1770
薄弱層
24
0.25
1770
4.
展開 基于Abaqus的復(fù)合材料有限元分析 | C1
寫在前面
在閱讀孔祥宏發(fā)布于公眾號(hào)AbaPY上的《Finite Element Analysis of Composite Material Using Abaqus》一書的中文譯稿時(shí)，發(fā)現(xiàn)在微信網(wǎng)頁閱讀有諸多不方便和不習(xí)慣的地方，故而萌生出“整理一下，方便學(xué)習(xí)”的想法，將其整理成更易于本地閱讀的帶書簽的pdf格式。
當(dāng)然，原稿孔博士手中肯定有，畢竟該書翻譯是他利用兩年業(yè)余時(shí)間完成的，將其發(fā)布于公眾號(hào)已屬不易，沒法要求別人共享原稿。
這里整理的版本中，內(nèi)容以原作者發(fā)布為準(zhǔn)，未進(jìn)行過多修改，主要是對(duì)其排版進(jìn)行優(yōu)化，使其更易于閱讀。
特別說明：附件為帶書簽的pdf版本，內(nèi)容已進(jìn)行加密，無法修改！
目前完成了 Chapter 1 Mechanics of Orthotropic Materials的內(nèi)容整理，內(nèi)容共33頁，約1w字，書簽如下
內(nèi)容如有錯(cuò)漏，請(qǐng)指正
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