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ANSYS與ABAQUS比較之實例1--懸臂梁受分布力系的變形分析
從本篇博文開始,將會對一個實例,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,要計算梁的位移。
(該問題來自于張建華,丁磊的《ABAQUS基礎入門與案例精選》,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)建一個靜力學分析系統(tǒng)
2. 設置材料屬性
雙擊engineering data,對于默認的鋼材設置彈性模量是200GPA,泊松比是0.3
這里是默認值,不需要改變。
3. 創(chuàng)建幾何模型
雙擊geometry,進入到DM.設置毫米為長度單位。
從如下菜單進入,選擇BOX
設置要創(chuàng)建長200mm,截面是30mm*20mm的長方體。
創(chuàng)建結果如下圖
退出DM.
4. 劃分網(wǎng)格
雙擊model進入mechanical,設置單元尺寸為10mm,劃分網(wǎng)格。
劃分結果如下圖
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 Abaqus大變形分析技巧之Map solution分析方法詳解
關于橡膠的大變形分析是一個令人十分頭痛的問題,常常會因為網(wǎng)格畸變中止計算,即使調整網(wǎng)格,調整參數(shù),各種折騰,還是不能解決問題。這時候,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,但實際上初次摸索的話還是要花費不少時間的,關鍵在于變形模型的提取及重畫分,以及關鍵詞的編輯和提交計算。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,學起來其實也蠻費勁的。網(wǎng)上雖然有不少資料,但是詳細,完整講解操作過程的資料很少。
Map Solution分析的實質就是將一個大變形分析,拆分成多個小變形分析,首先進行一個小變形分析,提取出網(wǎng)格之后,進行網(wǎng)格重畫分,避免網(wǎng)格繼續(xù)變形而造成畸變,然后導入到Abaqus中完成相關的邊界條件設置,最后導出關鍵字文件并進行相關語句添加,最后運用命令的方式提交。具體的操作過程見視頻:http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10577
該視頻詳細介紹了Map Solution的設置過程與注意事項,購買了視頻的可以私信我或者在評論下方留言,我會提供CAE模型以及相關的關鍵字文件。
(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)的分析方法進行了足夠多次的嘗試,確定修改網(wǎng)格,調整分析參數(shù)都無法完成相應的變形分析
展開 基于ABAQUS的橡膠密封圈大變形仿真分析
橡膠圈的材料選取、形狀的設計及受力大小對其密封性能有很大的影響,然而在實際壓縮試驗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,對產品的設計及優(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平臺上全程進行的。運用Standard/Explicit分析模塊,之后進入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,橡膠本構已經(jīng)很成熟了,選用超彈性Mooney-Rivlin本構,模具使用鋼鐵本構,輸入基本的物理參數(shù)即可。橡膠圈及鋼鐵本構參數(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橡膠圈本構參數(shù)
圖4模具本構參數(shù)
4結果與討論
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,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應力云圖
5結論
本案例針對橡膠圈進行了一個簡單的大變形分析,從應力云圖來看,仿真結果很好模擬了橡膠圈在壓縮時候的大變形行為,后續(xù)可以單獨提取最大變形處的應力應變曲線等,對產品的設計有一定的參考意義。
展開 《基于 ABAQUS 的大跨距桁架不同截面模態(tài)分析和結構優(yōu)化》
[ 摘要 ] 針對某企業(yè)多臺聯(lián)動 CNC 車床大跨距桁架機械手機身剛度及整機穩(wěn)定性問題,基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論,對大跨距桁架機械手橫梁不同橫截面進行分析,比較并判別最優(yōu)橫截面材料力學性能。通過對 桁架機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 結構,使其在滿足高精度高剛度的要求下,機構重量減輕,滿足企業(yè)生產需求,提高經(jīng)濟效益。
[ 關鍵詞 ] ABAQUS;結構優(yōu)化;模態(tài)分析;振動;桁架機械手
0 引言
桁架機械手是一種建立在直角 X,Y,Z 三 坐標系統(tǒng)基礎上 [1],可以調整零件位置,或者實 現(xiàn)零件的軌跡運動等功能的全自動工業(yè)設備 [2]。大部分桁架機械手由直線運動模塊組成 [3-4]。本 文針對江西贛州某自動化加工鐘表企業(yè),實現(xiàn)自 動抓取加工表殼功能,設計出一款適用于多臺 CNC 車床的大跨距桁架機械手。該系統(tǒng)能實現(xiàn)三 臺 CNC 車床并行工作,提高工件加工生產效率, 但由于其桁架機械手縱梁跨度較大,故需要對其 進行桁架結構模態(tài)分析,并需要進一步優(yōu)化結構。
本文大跨距桁架機械手主要由 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 梁截面進行優(yōu)化,使其在滿足高精度高剛度的要 求下,機構重量減輕,滿足企業(yè)生產需求,提高 經(jīng)濟效益。
裝有機械臂的組件需要在 X 軸橫梁上行走, 在此過程中,會對 X 軸橫梁產生一定載荷,在此載荷下,機身容易發(fā)生變形,需要對對 X 軸橫梁 進行模態(tài)分析,優(yōu)化結構,避免發(fā)生共振 [7-8]。
1 桁架機械手結構
如圖 1 所示,X,Y,Z 三個方向的運動組件 為桁架機械手的核心組件,定義規(guī)則遵循笛卡爾 坐標系 [9-10]。
展開 
Abaqus大變形之SPH方法模擬分析Step by Step ¥3
Abaqus大變形之SPH方法模擬分析Step by Step-01-10.pdf
ABAQUS案例-CEL方法在大變形分析中的應用及技巧 ¥3
ABAQUS提供了三種網(wǎng)格與材料相互作用模型:一是Lagrangian法,它認為節(jié)點固定于材料內部;二是ALE法,它認為材料自由邊界處網(wǎng)格固定;三是Eulerian法,它認為網(wǎng)格節(jié)點是固定的,而材料在網(wǎng)格內部流動。在很多應用中,高度變形的材質(例如流體)與拉格朗日體相互作用,例如船體與波浪的作用,封閉在固體容器內的流體等,對于這種情況,ABAQUS提供了耦合CEL方法。本實例(附件中的inp文件)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。
Abaqus大變形分析技術之Map solution設置過程詳解
關于橡膠的大變形分析是一個令人十分頭痛的問題,常常會因為網(wǎng)格畸變中止計算,即使調整網(wǎng)格,調整參數(shù),各種折騰,還是不能解決問題。這時候,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,但實際上初次摸索的話還是要花費不少時間的,關鍵在于變形模型的提取及重畫分,以及關鍵詞的編輯和提交計算。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,學起來其實也蠻費勁的。網(wǎng)上雖然有不少資料,但是詳細,完整講解操作過程的資料很少。
Mapsolution設置流程總結
第一步:先進行小變形分析,具體分析設置與常規(guī)的橡膠件計算一樣,只是需要特別注意在STEP模塊下,需要設置重啟動輸出選項。
重啟動輸出設置
第二步:變形后網(wǎng)格的提取,新建一個Model,并導入剛剛小變形生成的odb,然后導出,為下一步網(wǎng)格重畫做準備
變形體提取
第三步:對變形后網(wǎng)格進行網(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)格之后的模型導入到Abaqus中進行相關的計算設置,并生成關鍵字文件,然后進行相應的語句編寫
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分析的實質就是將一個大變形分析,拆分成多個小變形分析,首先進行一個小變形分析,提取出網(wǎng)格之后,進行網(wǎng)格重畫分,避免網(wǎng)格繼續(xù)變形而造成畸變,然后導入到Abaqus中完成相關的邊界條件設置,最后導出關鍵字文件并進行相關語句添加,最后運用命令的方式提交。
展開 Abaqus CEL方法在流固耦合和大變形分析中的應用
課程內容
認識Abaqus中的歐拉分析和CEL方法,了解CEL技術在流固耦合和結構大變形分析中的應用和高級技巧,CEL油箱晃動案例。
課程概覽
1.Abaqus中的歐拉分析和CEL方法
2.CEL流固耦合應用
3.CEL結構大變形分析應用
4.歐拉邊界條件
5.CEL高級應用
6.CEL分析的的適用性
案例講解
CEL在油箱晃動問題中的應用
課程對象
流固耦合分析、結構仿真工程師,CAE相關專業(yè)高校學生
培訓時長
2小時
培訓時間
4月9日19:30
主講講師簡介
USim
資深CAE工程師,具有7年工作經(jīng)驗,擅于結構分析、流固耦合、毀傷分析等領域。
費用:免費
點擊圖片或點擊報名鏈接報名:http://www.yqgqt.org.cn/live/10721
展開 基于ABAQUS的大位移橋梁伸縮縫垂向動力學分析
說明:本人在技術鄰發(fā)表的所有論文均為第一作者原創(chuàng),未經(jīng)作者允許,不得轉載。。。
彈弓威力有多大?Abaqus/Explicit超彈性分析告訴你
彈弓已經(jīng)不屬于玩具了,它應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該更大。
傳統(tǒng)彈弓的威力還是挺強的,隨便拉一下,彈丸就可以達到40m/s左右,顯然它很危險,但在Abaqus里面玩還是比較安全的。如下圖的仿真計算,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內可加速到37.6m/s。
這速度打到玻璃上肯定是碎了,小時候干過的可以舉個手。
歪果仁發(fā)明了一種更厲害的彈弓pocket shot,速度可以達到驚人程度,他們怎么做到的呢?
可以計算一下,同樣是90mm的彈弓,假如凈拉伸長度70mm,彈丸能達到多快的速度。
85.1m/s!而且只用了2ms就完成彈丸加速。所以玩歸玩,這東西千萬不要打人或小動物,會出事的。
其他拉伸長度的計算結果如下:
將上表的最后兩列畫成曲線,作為仿真得到的膠皮等效單軸拉伸應力-應變曲線如下:
天然橡膠材料的拉伸強度為17MPa,而彈弓上常用的一般是硫化橡膠,具有更高的拉伸強度以及抗撕裂性能,其極限拉伸應力不低于25MPa,不過考慮到橡膠材料循環(huán)加載時具有Mullin Effect,彈弓拉來拉去的使用條件下,實際強度肯定是要折減的,因此這個數(shù)值應該在20MPa左右。回到表格,可以插值出pocket shot實際極限速度約為105m/s。
這個仿真結果和Google到的pocket shot極限速度范圍300-350fps(91.4-106m/s)還是蠻一致的。
展開 ABAQUS橡膠支座:考慮橡膠支座可變摩擦力的大跨度連續(xù)梁橋增量動力分析
Incremental dynamic analysis of the long-span continuous beam bridge considering the fluctuating frictional force of rubber bearing
考慮橡膠支座可變摩擦力的大跨度連續(xù)梁橋增量動力分析
Man Liao (廖曼), Bin Wu (吳斌), Xianzhi Zeng (曾顯志) , Kailai Deng* (鄧開來)
一
研究意義
在大跨度橋梁抗震設計中,通常采用經(jīng)典的雙線性支座模型來模擬橡膠支座的力學行為。當豎向地震動較小時,采用拉壓等強的垂直線性彈簧模擬支座,假定支座的屈服力為接觸界面處的重力載荷與摩擦系數(shù)的乘積。但是,當?shù)孛孢\動具有較強的豎向分量時,支座的豎向軸力變化顯著。嚴重時甚至會出現(xiàn)支座與主梁分離,橡膠支座和混凝土墊層在巨大的沖擊作用下完全損壞。在這種情況下,簡化的雙線性模型不能真實再現(xiàn)橡膠支座的受力行為。
鑒于此,本文建立了一個非線性可變摩擦支座模型,該力學模型能夠考慮支座軸力的波動性,實現(xiàn)可變摩擦力的模擬。并在ABAQUS中建立了一座典型的大跨度連續(xù)梁橋有限元模型,利用增量動力分析方法,定量比較了兩種支座模型的地震響應結果。
展開 
基于ABAQUS軟件的大直徑樁承載力_變形分析_賀嘉.pdf
基于ABAQUS軟件的大直徑樁承載力_變形分析_賀嘉.pdf
基于abaqus的大跨度鋼管混凝土柱-預應力型鋼混凝土格梁pushover分析 ¥100
想用abaqus做pushover的同學們注意啦,該帖子不容錯過,雖然有點貴但是都是干貨,絕對不虧,另外后續(xù)還會推出該新型結構的時程分析以及節(jié)點滯回分析,敬請關注。介紹如下:基于實際工程建立了新型結構的單跨兩層有限元模型,對其進行pushover分析,采用倒三角荷載進行加載,采用弧長法進行計算,以基底剪力-頂點位移曲線下降到峰值承載力85%作為pushover分析結束標志。然后在后處理中采用pushover小軟件得到能力譜曲線和需求譜曲線,然后利用軟件求得兩條曲線的交點-性能點。根據(jù)性能點來判定實際工程抗震性能(具體如何判斷購買后私聊,篇幅教長不便于展開。)該模型較為復雜,模型中涉及到預應力施加方法(降溫法),Pushover分析中水平荷載和豎向荷載的施加,弧長法的設置,本構的設置,相互作用的設置(最重要!!!)等等。以及后處理中能力譜曲線和需求譜曲線的實現(xiàn)方法以及性能點的求解。附件中包含該結構的pushover有限元cae模型,pushover分析后處理中自重生成能力譜曲線和需求譜曲線的軟件以及軟件的使用方法。由于該模型時基于實際工程建立故購買模型的同學們向知道配筋信息的話聯(lián)系我,有些東西不方便上傳。下面為該模型部分截圖照片和實際工程部分照片。另外還附上用小軟件生成的小震,中震,大震作用下的性能點。通過該案例的學習,同學們便可以掌握用abaqus對實際工程進行pushover分析。另外在這里推薦一本書《Pushover分析在建筑工程抗震設計中的應用》
展開 基于abaqus的大跨度鋼管混凝土柱-預應力型鋼混凝土格梁動力彈塑性時程分析 ¥100
<p>本模型基于實際工程建立,輸入Elcentro地震波進行7度地區(qū)罕遇地震時程分析。持續(xù)時間15秒。該模型是單跨兩層實體結構,該模型中涉及到的難點主要有鋼部件和混凝土部件本構的設置,阻尼的考慮(需要首先進行模態(tài)分析來獲取結構頻率),預應力施加,附加恒載和活載如何考慮即重力荷載代表值如何考慮(本模型采用非結構質量來考慮),地震波如何施加,如何對地震波的峰值進行加速度的調整。同時由于本模型建模難度較大,故建立模型的方法也是一個難點。下圖為非結構質量的施加;地震波的施加;預應力的施加;本構的設置;附加中包含該實際工程結構動力彈塑性時程分析有限元模型,模態(tài)分析有限元模型,阻尼參數(shù)生成小軟件,軟件使用方法,地震波,峰值加速度的調整。共6部分。后期做一個用梁單元殼單元模擬梁板柱的多層框架結構的時程分析,同時該框架結構配有鋼筋。敬請關注。
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