abaqus分析大系
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus分析大系的視頻教程
ABAQUS橡膠網(wǎng)格大變形分析mapsolution功能的用法（三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形問題）
本課程的內(nèi)容： 介紹map solution功能在大變形，非線性有限元分析中的基本原理。 插件導(dǎo)入ABAQUS教學(xué)（插件見附件），介紹網(wǎng)格建模插件的使用方法。 三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形有限元分析基本流程。 使用map solution功能復(fù)現(xiàn)三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形有限元分析。 拼合多個(gè)分析步的結(jié)果，解決力-位移曲線不連續(xù)問題，經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。
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基于ABAQUS橡膠大變形分析
本視頻內(nèi)容：橡膠大變形的基本分析流程。 應(yīng)用場景： 高壓、超高壓橡膠密封性能，保壓能力測試。 橡膠大變形的分析過程。 如何讓通過幾何剖分提高網(wǎng)格質(zhì)量。 往期精彩： HYMPERMESH直齒輪六面體網(wǎng)格的劃分 ABAQUS幾何清理及修復(fù) HYMPERMESH與ABAQUS聯(lián)合（銷軸簡化梁單元） HYPERMESH中設(shè)置ABAQUS銷軸接觸設(shè)置
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ABAQUS案例-CEL方法在大變形分析中的應(yīng)用及技巧
本實(shí)例即是展示了如何采用CEL方法來模擬大變形問題(例如大變形沖壓成型)，以及演示了分析中的技巧。
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abaqus分析大系的實(shí)例教程
從本篇博文開始，將會(huì)對一個(gè)實(shí)例，分別用ANSYS和ABAQUS來分析，目的是考察二者的同異。
【問題】
一根懸臂梁，長200mm,截面是30mm*20mm的矩形（高度方向是20mm）。該梁左端固定，在其上面施加向下的分布力系，載荷集度是0.6Mpa.已知材料使用低碳鋼，彈性模量是200GPA，泊松比是0.3,要計(jì)算梁的位移。
（該問題來自于張建華，丁磊的《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精選》，電子工業(yè)出版社，2012.6）
【問題分析】
這是最簡單的入門級問題，線性材料，靜力學(xué)分析。
下面分別采用ANSYS17和ABAQUS6.14求解。
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【方法1. 使用ANSYS17求解】
1. 創(chuàng)建分析系統(tǒng)
創(chuàng)建一個(gè)靜力學(xué)分析系統(tǒng)
2. 設(shè)置材料屬性
雙擊engineering data，對于默認(rèn)的鋼材設(shè)置彈性模量是200GPA，泊松比是0.3
這里是默認(rèn)值，不需要改變。
3. 創(chuàng)建幾何模型
雙擊geometry，進(jìn)入到DM.設(shè)置毫米為長度單位。
從如下菜單進(jìn)入，選擇BOX
設(shè)置要?jiǎng)?chuàng)建長200mm,截面是30mm*20mm的長方體。
創(chuàng)建結(jié)果如下圖
退出DM.
4. 劃分網(wǎng)格
雙擊model進(jìn)入mechanical,設(shè)置單元尺寸為10mm，劃分網(wǎng)格。
劃分結(jié)果如下圖
5. 固定左端
6. 施加分布力系
在上面施加分布力系，載荷集度是0.6Mpa
7.求解
8. 后處理
考察在豎直方向的變形
可見，自由端的最大位移量是0.89551mm.
展開 關(guān)于橡膠的大變形分析是一個(gè)令人十分頭痛的問題，常常會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)格畸變中止計(jì)算，即使調(diào)整網(wǎng)格，調(diào)整參數(shù)，各種折騰，還是不能解決問題。這時(shí)候，你就可以考慮Map Solution方法了。
Map Solution的基本分析步驟如下圖所示，看起來十分簡單，但實(shí)際上初次摸索的話還是要花費(fèi)不少時(shí)間的，關(guān)鍵在于變形模型的提取及重畫分，以及關(guān)鍵詞的編輯和提交計(jì)算。對于混跡CAE分析多年的老鳥來說，根據(jù)Help的提示搞出來不成問題，但是對于一些菜鳥或者英語水平不那么厲害的，學(xué)起來其實(shí)也蠻費(fèi)勁的。網(wǎng)上雖然有不少資料，但是詳細(xì)，完整講解操作過程的資料很少。
Map Solution分析的實(shí)質(zhì)就是將一個(gè)大變形分析，拆分成多個(gè)小變形分析，首先進(jìn)行一個(gè)小變形分析，提取出網(wǎng)格之后，進(jìn)行網(wǎng)格重畫分，避免網(wǎng)格繼續(xù)變形而造成畸變，然后導(dǎo)入到Abaqus中完成相關(guān)的邊界條件設(shè)置，最后導(dǎo)出關(guān)鍵字文件并進(jìn)行相關(guān)語句添加，最后運(yùn)用命令的方式提交。具體的操作過程見視頻：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10577
該視頻詳細(xì)介紹了Map Solution的設(shè)置過程與注意事項(xiàng)，購買了視頻的可以私信我或者在評論下方留言，我會(huì)提供CAE模型以及相關(guān)的關(guān)鍵字文件。
（切記：使用這些高級分析方法（Map Solution、ALE、CEL）的前提是，你對傳統(tǒng)的分析方法進(jìn)行了足夠多次的嘗試，確定修改網(wǎng)格，調(diào)整分析參數(shù)都無法完成相應(yīng)的變形分析
展開 橡膠圈的材料選取、形狀的設(shè)計(jì)及受力大小對其密封性能有很大的影響，然而在實(shí)際壓縮試驗(yàn)過程中很難觀測到其受力變形的瞬態(tài)大變形行為。通過ABAQUS有限元分析可以得到橡膠圈的受力變形過程，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及優(yōu)化具有較大的幫助，也有利于縮短研發(fā)周期，降低經(jīng)濟(jì)成本。
2模型建立
模型采用常用的橡膠材料與模具裝配模型，如圖1所示。整個(gè)建模過程與后續(xù)的有限元分析中均采用統(tǒng)一的mm單位制。
圖1 模型基本尺寸
3有限元分析
本案例的有限元分析是在ABAQUS 2017平臺上全程進(jìn)行的。運(yùn)用Standard/Explicit分析模塊，之后進(jìn)入Part模塊創(chuàng)建上述分析模型。建立的有限元模型如圖2所示。模型中主要涉及兩種材料模型，橡膠本構(gòu)已經(jīng)很成熟了，選用超彈性Mooney-Rivlin本構(gòu)，模具使用鋼鐵本構(gòu)，輸入基本的物理參數(shù)即可。橡膠圈及鋼鐵本構(gòu)參數(shù)分別如圖3、4所示。之后定義接觸及邊界條件完成有限元模型的前處理操作。
圖2有限元模型
圖3橡膠圈本構(gòu)參數(shù)
圖4模具本構(gòu)參數(shù)
4結(jié)果與討論
模型的后處理操作是在Abaqus/CAE的Visualization模塊，模型求解完成后對云圖只顯示材料填充區(qū)域云圖，此時(shí)，橡膠材料就從一開始的圓形被壓縮成類似于矩形的形狀，如圖5所示。
圖5應(yīng)力云圖
5結(jié)論
本案例針對橡膠圈進(jìn)行了一個(gè)簡單的大變形分析，從應(yīng)力云圖來看，仿真結(jié)果很好模擬了橡膠圈在壓縮時(shí)候的大變形行為，后續(xù)可以單獨(dú)提取最大變形處的應(yīng)力應(yīng)變曲線等，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)有一定的參考意義。
展開 [ 摘要 ] 針對某企業(yè)多臺聯(lián)動(dòng) CNC 車床大跨距桁架機(jī)械手機(jī)身剛度及整機(jī)穩(wěn)定性問題，基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論，對大跨距桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面進(jìn)行分析，比較并判別最優(yōu)橫截面材料力學(xué)性能。通過對 桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據(jù)企業(yè)要求，優(yōu)化橫梁 結(jié)構(gòu)，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[ 關(guān)鍵詞 ] ABAQUS；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；模態(tài)分析；振動(dòng)；桁架機(jī)械手
0 引言
桁架機(jī)械手是一種建立在直角 X，Y，Z 三 坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)上 [1]，可以調(diào)整零件位置，或者實(shí) 現(xiàn)零件的軌跡運(yùn)動(dòng)等功能的全自動(dòng)工業(yè)設(shè)備 [2]。大部分桁架機(jī)械手由直線運(yùn)動(dòng)模塊組成 [3-4]。本 文針對江西贛州某自動(dòng)化加工鐘表企業(yè)，實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)抓取加工表殼功能，設(shè)計(jì)出一款適用于多臺 CNC 車床的大跨距桁架機(jī)械手。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)三 臺 CNC 車床并行工作，提高工件加工生產(chǎn)效率， 但由于其桁架機(jī)械手縱梁跨度較大，故需要對其 進(jìn)行桁架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析，并需要進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
本文大跨距桁架機(jī)械手主要由 X 軸橫梁組件、Y軸縱梁組件和支撐立柱等核心部件組成[5-6]。企業(yè)要求大跨距橫梁采用矩形橫截面，故對其橫 梁截面進(jìn)行優(yōu)化，使其在滿足高精度高剛度的要 求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高 經(jīng)濟(jì)效益。
裝有機(jī)械臂的組件需要在 X 軸橫梁上行走， 在此過程中，會(huì)對 X 軸橫梁產(chǎn)生一定載荷，在此載荷下，機(jī)身容易發(fā)生變形，需要對對 X 軸橫梁 進(jìn)行模態(tài)分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，避免發(fā)生共振 [7-8]。
1 桁架機(jī)械手結(jié)構(gòu)
如圖 1 所示，X，Y，Z 三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)組件 為桁架機(jī)械手的核心組件，定義規(guī)則遵循笛卡爾 坐標(biāo)系 [9-10]。
展開 關(guān)于橡膠的大變形分析是一個(gè)令人十分頭痛的問題，常常會(huì)因?yàn)榫W(wǎng)格畸變中止計(jì)算，即使調(diào)整網(wǎng)格，調(diào)整參數(shù)，各種折騰，還是不能解決問題。這時(shí)候，你就可以考慮Map Solution方法了。
Map Solution的基本分析步驟如下圖所示，看起來十分簡單，但實(shí)際上初次摸索的話還是要花費(fèi)不少時(shí)間的，關(guān)鍵在于變形模型的提取及重畫分，以及關(guān)鍵詞的編輯和提交計(jì)算。對于混跡CAE分析多年的老鳥來說，根據(jù)Help的提示搞出來不成問題，但是對于一些菜鳥或者英語水平不那么厲害的，學(xué)起來其實(shí)也蠻費(fèi)勁的。網(wǎng)上雖然有不少資料，但是詳細(xì)，完整講解操作過程的資料很少。
Mapsolution設(shè)置流程總結(jié)
第一步：先進(jìn)行小變形分析，具體分析設(shè)置與常規(guī)的橡膠件計(jì)算一樣，只是需要特別注意在STEP模塊下，需要設(shè)置重啟動(dòng)輸出選項(xiàng)。
重啟動(dòng)輸出設(shè)置
第二步:變形后網(wǎng)格的提取，新建一個(gè)Model，并導(dǎo)入剛剛小變形生成的odb，然后導(dǎo)出，為下一步網(wǎng)格重畫做準(zhǔn)備
變形體提取
第三步：對變形后網(wǎng)格進(jìn)行網(wǎng)格重畫，這里使用第三方軟件完成
變形后網(wǎng)格重畫分
第四步：將重畫分網(wǎng)格之后的模型導(dǎo)入到Abaqus中進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算設(shè)置，并生成關(guān)鍵字文件，然后進(jìn)行相應(yīng)的語句編寫
Map Solution語句編寫
第五步：提交求解即可（采用命令行的形式）。
Map Solution分析的實(shí)質(zhì)就是將一個(gè)大變形分析，拆分成多個(gè)小變形分析，首先進(jìn)行一個(gè)小變形分析，提取出網(wǎng)格之后，進(jìn)行網(wǎng)格重畫分，避免網(wǎng)格繼續(xù)變形而造成畸變，然后導(dǎo)入到Abaqus中完成相關(guān)的邊界條件設(shè)置，最后導(dǎo)出關(guān)鍵字文件并進(jìn)行相關(guān)語句添加，最后運(yùn)用命令的方式提交。
展開 
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[ 摘要 ] 針對某企業(yè)多臺聯(lián)動(dòng) CNC 車床大跨距桁架機(jī)械手機(jī)身剛度及整機(jī)穩(wěn)定性問題，基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論，對大跨距桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面進(jìn)行分析，比較并判別最優(yōu)橫截面材料力學(xué)性能。通過對 桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據(jù)企業(yè)要求，優(yōu)化橫梁 結(jié)構(gòu)，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[
本文是《Advances in Bridge Engineering》最新發(fā)表英文論文的摘錄稿，簡要介紹原文的研究意義、過程和方法以及主要結(jié)論。采用中文摘錄稿的形式，方便閱讀，節(jié)約讀者時(shí)間。感興趣的讀者，請點(diǎn)擊文末左下方“閱讀原文”，可免費(fèi)下載英文全文。
Abaqus大變形之SPH方法模擬分析Step by Step-01-10.pdf
1背景及意義
橡膠密封圈廣泛應(yīng)用于密封結(jié)構(gòu)中，諸如金屬管道連接處的密封、混凝土框架橫梁之間的潤滑密封等。橡膠圈的材料選取、形狀的設(shè)計(jì)及受力大小對其密封性能有很大的影響，然而在實(shí)際壓縮試驗(yàn)過程中很難觀測到其受力變形的瞬態(tài)大變形行為。通過ABAQUS有限元分析可以得到橡膠圈的受力變形過程，對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及優(yōu)化具有較大的幫助，也有利于縮短研發(fā)周期，降低經(jīng)濟(jì)成本。
2模型建立
模型采用常用的橡膠材料與模具裝配模型
ABAQUS提供了三種網(wǎng)格與材料相互作用模型：一是Lagrangian法，它認(rèn)為節(jié)點(diǎn)固定于材料內(nèi)部；二是ALE法，它認(rèn)為材料自由邊界處網(wǎng)格固定；三是Eulerian法，它認(rèn)為網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)是固定的，而材料在網(wǎng)格內(nèi)部流動(dòng)。在很多應(yīng)用中，高度變形的材質(zhì)（例如流體）與拉格朗日體相互作用，例如船體與波浪的作用，封閉在固體容器內(nèi)的流體等，對于這種情況，ABAQUS提供了耦合CEL方法。本實(shí)例（附件中的inp文件）
課程內(nèi)容
認(rèn)識Abaqus中的歐拉分析和CEL方法，了解CEL技術(shù)在流固耦合和結(jié)構(gòu)大變形分析中的應(yīng)用和高級技巧，CEL油箱晃動(dòng)案例。
課程概覽
1.Abaqus中的歐拉分析和CEL方法
2.CEL流固耦合應(yīng)用
3.CEL結(jié)構(gòu)大變形分析應(yīng)用
4.歐拉邊界條件
5.CEL高級應(yīng)用
6.CEL分析的的適用性
案例講解
CEL在油箱晃動(dòng)問題中的應(yīng)用
說明：本人在技術(shù)鄰發(fā)表的所有論文均為第一作者原創(chuàng)，未經(jīng)作者允許，不得轉(zhuǎn)載。。。
<p>本模型基于實(shí)際工程建立，輸入Elcentro地震波進(jìn)行7度地區(qū)罕遇地震時(shí)程分析。持續(xù)時(shí)間15秒。該模型是單跨兩層實(shí)體結(jié)構(gòu)，該模型中涉及到的難點(diǎn)主要有鋼部件和混凝土部件本構(gòu)的設(shè)置，阻尼的考慮（需要首先進(jìn)行模態(tài)分析來獲取結(jié)構(gòu)頻率），預(yù)應(yīng)力施加，附加恒載和活載如何考慮即重力荷載代表值如何考慮（本模型采用非結(jié)構(gòu)質(zhì)量來考慮），地震波如何施加，如何對地震波的峰值進(jìn)行加速度的調(diào)整。同時(shí)由于本模型建模難度較大
想用abaqus做pushover的同學(xué)們注意啦，該帖子不容錯(cuò)過，雖然有點(diǎn)貴但是都是干貨，絕對不虧，另外后續(xù)還會(huì)推出該新型結(jié)構(gòu)的時(shí)程分析以及節(jié)點(diǎn)滯回分析，敬請關(guān)注。介紹如下：基于實(shí)際工程建立了新型結(jié)構(gòu)的單跨兩層有限元模型，對其進(jìn)行pushover分析，采用倒三角荷載進(jìn)行加載，采用弧長法進(jìn)行計(jì)算，以基底剪力-頂點(diǎn)位移曲線下降到峰值承載力85%作為pushover分析結(jié)束標(biāo)志。然后在后處理中采用pushover
彈弓已經(jīng)不屬于玩具了，它應(yīng)該是國民可擁有的殺傷范圍最大的合法武器，這我瞎猜的，理論上，長相丑比如像我這樣的殺傷半徑應(yīng)該更大。
傳統(tǒng)彈弓的威力還是挺強(qiáng)的，隨便拉一下，彈丸就可以達(dá)到40m/s左右，顯然它很危險(xiǎn)，但在Abaqus里面玩還是比較安全的。如下圖的仿真計(jì)算，橡膠帶原長90mm，凈拉伸100mm（約為最大拉伸量的2/3），釋放的瞬間，彈丸在7ms內(nèi)可加速到37.6m/s。
這速度打到玻璃上肯定是碎了
