abaqus共振分析實(shí)例的案例
Abaqus線性動(dòng)力學(xué) – 模態(tài)分析(提取結(jié)構(gòu)共振頻率)
進(jìn)行線性動(dòng)力分析前，檢核結(jié)構(gòu)的共振頻率可以幫助我們快速掌握結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性。常見(jiàn)的線性動(dòng)力分析(Linear Dynamics)項(xiàng)目包含頻率響應(yīng)、模態(tài)動(dòng)力、反應(yīng)譜及隨機(jī)震動(dòng)等，若執(zhí)行上述項(xiàng)目是基於結(jié)構(gòu)模態(tài)，必須先提取結(jié)構(gòu)的共振頻率，才能進(jìn)一步求解。 本文將說(shuō)明如何利用Abaqus 軟體進(jìn)行自然頻率提取。
模型說(shuō)明：
考慮一兩層三跨樓房結(jié)構(gòu)，骨架為鋼骨樑柱，斷面採(cǎi)用W16 X 50 型號(hào)之 I 型樑，採(cǎi)用B31元素，樓板為鋼筋混凝土 ， 板厚5 in，採(cǎi)用S4R元素；樓板尺寸為240in X 240in、樓高120in，示意圖如下。
斷面尺寸：
採(cǎi)用W16X50 型號(hào)之I型樑，尺寸設(shè)定如下所示。
拘束關(guān)係：
骨架為鋼骨樑柱，在Assembly模組將梁柱分別定位，利用Merge/Cut Instances功能內(nèi)的布林運(yùn)算組成一體成形之骨架。接著使用 Interaction 模組內(nèi)的Tie綁定功能，將梁元素骨架及殼元素鋼筋混凝土樓板相交之節(jié)點(diǎn)進(jìn)行拘束，如下圖所示。
分析步設(shè)定：
將分析步類別切換為線性擾動(dòng)，選擇Frequency。選擇提取頻率之範(fàn)圍有兩種方式，第一種是給定數(shù)目，如下設(shè)定 Value 等於 50，系統(tǒng)會(huì)找出前 50個(gè)自然頻率，第二種是設(shè)置提取的範(fàn)圍，例如在 Maximum frequency of interest 內(nèi)設(shè)定感興趣之最大範(fàn)圍。此外，Abaqus 提供三種頻率提取之求解器，預(yù)設(shè)是 Lanczos，其餘兩種之詳細(xì)內(nèi)容可以查閱官方文檔。
邊界條件：
如下圖所示，結(jié)構(gòu)底部設(shè)置完全固定之邊界條件，避免提取頻率時(shí)將剛體運(yùn)動(dòng)之模態(tài)一併考慮進(jìn)去。
展開(kāi) Abaqus子結(jié)構(gòu)與子模型分析技術(shù) 附ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解文檔下載
多圖層顯示計(jì)算結(jié)果
同一圖層顯示整體模型和子模型來(lái)檢查驅(qū)動(dòng)邊界
子模型位移云圖和螺栓應(yīng)力
子模型支持多層級(jí)分析，即一個(gè)子模型可以作為后續(xù)子模型的整體模型來(lái)使用，所以這個(gè)技術(shù)在跨尺度分析中也會(huì)用到；另外，我們知道，因邊界條件的不確定性導(dǎo)致的誤差是有限元分析里最主要的、最難搞定的一類誤差，而子模型由于具有邊界驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，也常出現(xiàn)在高精度有限元仿真中，用來(lái)克服邊界誤差。
03
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二者主要區(qū)別
通過(guò)這兩個(gè)案例，我們已經(jīng)可以非常直觀地感受到子結(jié)構(gòu)和子模型這兩種方法的不同之處與各自的使用場(chǎng)景。總結(jié)地說(shuō)，二者主要區(qū)別就相當(dāng)于，子結(jié)構(gòu)是把整體模型中的同類區(qū)域進(jìn)行打包封裝；而子模型是用放大鏡對(duì)整體結(jié)構(gòu)的某一位置進(jìn)行Zoom in操作。前者著眼于局部以求整體響應(yīng)，后者著眼于整體以求局部響應(yīng)。
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展開(kāi) 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(lái)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(kāi) Abaqus有限元分析不收斂該怎么辦？ 附ABAQUS非線性有限元分析實(shí)例下載
阻尼的添加方式主要有四種：
①材料阻尼或自穩(wěn)定系數(shù)，CDP模型中就有viscosity；部分損傷材料提供Stablization Cohesive系數(shù)；動(dòng)力分析中可以定義Damping，但是對(duì)于靜力分析，材料Damping定義是無(wú)作用的；
②單元自穩(wěn)定系數(shù)，不是所有單元都有的，其中Cohesive單元經(jīng)常會(huì)定義上；
③自動(dòng)穩(wěn)定設(shè)置，類似全局阻尼，可以避免由于塑性 絞/帶、屈曲或失穩(wěn)導(dǎo)致的不收斂問(wèn)題；
④接觸阻尼或自穩(wěn)定系數(shù)，接觸屬性中可以定義阻尼；接觸控制中定義阻尼自穩(wěn)定系數(shù)，不太常用，位于Interaction模塊->Contact Controls（接觸對(duì)）或Contact Stabilization（通用接觸），如果沒(méi)有接觸問(wèn)題就不用定義。
講了這么多，最后還是那句話：“紙上得來(lái)終覺(jué)淺”，需要大家在今后的練習(xí)過(guò)程中多多摸索、練習(xí)，只有實(shí)操后所萃取的精華才是最好的。希望這些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)能為給大家填坑搭橋，節(jié)約些許調(diào)試時(shí)間。
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ABAQUS非線性分析的平衡迭代過(guò)程和收斂原則 附ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例下載
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有限元：關(guān)于abaqus分析不收斂的幾個(gè)解決方法 附ABAQUS有限元分析實(shí)例詳解下載
ABAQUS功能模塊
1、幾何建模Part；
2、劃分網(wǎng)格Mesh；
3、特性設(shè)置Property；
4、建立裝配體Assembly；
5、定義分析步Step；
6、相互作用Iteraction；
7、載荷邊界Load；
8、提交運(yùn)算Job；
9、后處理Visualization
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Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析簡(jiǎn)單實(shí)例
2、熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析的成功應(yīng)用不多見(jiàn)，在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡曾因熱誘導(dǎo)振動(dòng)問(wèn)題而發(fā)生故障。現(xiàn)在對(duì)航天器的分析中，熱誘導(dǎo)振動(dòng)屬于難點(diǎn)和重點(diǎn)。國(guó)內(nèi)曾有人對(duì)衛(wèi)星天線做過(guò)準(zhǔn)靜態(tài)熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析，也有人對(duì)空間站太陽(yáng)能電池陣的桅桿做過(guò)基于模態(tài)的熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析（可能類似Abaqus中的線性攝動(dòng)分析）。
3、熱應(yīng)力分析與熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析進(jìn)行耦合分析，還有難度，問(wèn)題是多方面的。下面僅就準(zhǔn)靜態(tài)非耦合的熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析為例，介紹由熱應(yīng)力引起的振動(dòng)。
4、懸臂梁材料屬性：
Conductity: 300W/(mK)
Density: 3000kg/m3
Elastic: E=3e10Pa, ν=0.3
Expansion: 3e-5 K-1
Specific Heat: 300J/(kgK)
5、分析結(jié)果
6、詳細(xì)步驟
見(jiàn)附件。
Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析簡(jiǎn)單實(shí)例-kxh.part4.rar
Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析簡(jiǎn)單實(shí)例-kxh.part1.rar
Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析簡(jiǎn)單實(shí)例-kxh.part2.rar
Abaqus熱應(yīng)力分析、熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析簡(jiǎn)單實(shí)例-kxh.part3.rar
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2、熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析的成功應(yīng)用不多見(jiàn)，在哈勃太空望遠(yuǎn)鏡曾因熱誘導(dǎo)振動(dòng)問(wèn)題而發(fā)生故障。現(xiàn)在對(duì)航天器的分析中，熱誘導(dǎo)振動(dòng)屬于難點(diǎn)和重點(diǎn)。國(guó)內(nèi)曾有人對(duì)衛(wèi)星天線做過(guò)準(zhǔn)靜態(tài)熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析，也有人對(duì)空間站太陽(yáng)能電池陣的桅桿做過(guò)基于模態(tài)的熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析（可能類似Abaqus中的線性攝動(dòng)分析）。
3、熱應(yīng)力分析與熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析進(jìn)行耦合分析，還有難度，問(wèn)題是多方面的。下面僅就準(zhǔn)靜態(tài)非耦合的熱誘導(dǎo)振動(dòng)分析為例，介紹由熱應(yīng)力引起的振動(dòng)。
4、懸臂梁材料屬性：
Conductity: 300W/(mK)
Density: 3000kg/m3
Elastic: E=3e10Pa, ν=0.3
Expansion: 3e-5 K-1
Specific Heat: 300J/(kgK)
詳細(xì)步驟
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展開(kāi) ABAQUS在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用 附ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解下載
多場(chǎng)耦合作用分析
正如前所述，有限單元法可以用來(lái)求解多場(chǎng)耦合的問(wèn)題，例如流固耦合，溫度-應(yīng)力場(chǎng)耦合等。這些在土木工程的問(wèn)題的求解過(guò)程中都可以得到應(yīng)用。
多場(chǎng)耦合分析的應(yīng)用可以使求解更接近于物理問(wèn)題的真實(shí)解。
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ABAQUS跌落分析實(shí)例
跌落和碰撞問(wèn)題一般需要采用顯式動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行求解，Abaqus/Explicit對(duì)瞬態(tài)高速問(wèn)題提供了效率極高的解決方案。本文采用Abaqus/Explicit求解器，對(duì)電路板模型進(jìn)行跌落分析，用以展示ABAQUS進(jìn)行跌落分析的高效性。
1、 計(jì)算模型
如圖1所示電路板模型，以一定角度跌落到剛性表面上，跌落高度為1m。電路板與泡沫封裝均使用彈塑性材料。
2、 有限元模型
建立有限元模型，創(chuàng)建顯式（dynamic，explicit）分析步，時(shí)間長(zhǎng)度為0.02s。
3、 邊界條件
跌落計(jì)算過(guò)程中，地面假體完全固支，電路板施加4.439m/s的初始速度來(lái)模擬從1m高處落。電路板與地面之間建立摩擦系數(shù)為0.3的接觸條件。
4、 計(jì)算結(jié)果
提取跌落過(guò)程中模型的整體變形和應(yīng)力分布情況。下圖所示為碰撞后大約4ms時(shí)刻，泡沫和電路板的變形形狀以及應(yīng)力云圖。
繪制各種能量隨時(shí)間變化圖如圖5所示。
首先考慮動(dòng)能歷史。在模擬開(kāi)始階段，部件為自由落體，所以動(dòng)能很大。初始碰撞使泡沫封裝產(chǎn)生變形從而減小動(dòng)能。時(shí)間在大約7ms時(shí)泡沫封裝的一側(cè)與地面發(fā)生碰撞，進(jìn)一步減小了動(dòng)能。在余下的模擬中，物體一直保持著接觸。
在碰撞中，泡沫封裝的變形將能量從動(dòng)能轉(zhuǎn)換到內(nèi)能，因而在動(dòng)能減小的同時(shí)內(nèi)能在增加。
ABAQUS跌落分析實(shí)例.pdf
展開(kāi) ABAQUS跌落分析基礎(chǔ)實(shí)例
一、引言
電子產(chǎn)品在使用過(guò)程中的抗跌落沖擊性能越來(lái)越受到消費(fèi)者的重視，這就要求在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段依托顯式分析有限元工具進(jìn)行充分的跌落仿真分析驗(yàn)證，本文以一藍(lán)牙耳機(jī)的跌落仿真分析來(lái)介紹ABAQUS的顯式分析模塊的應(yīng)用。
二、建模與求解
1.導(dǎo)入模型，并幾何清理
創(chuàng)建藍(lán)牙耳機(jī)模型并導(dǎo)入Abaqus軟件中并對(duì)模型部件清理，如下圖所示。
2.定義材料屬性
在Property模塊建立材料參數(shù)、創(chuàng)建截面及分配截面，如下圖所示。
Abaqus穩(wěn)態(tài)熱分析實(shí)例
E點(diǎn)理論計(jì)算結(jié)果為18.3度，下面使用Abaqus來(lái)計(jì)算并驗(yàn)證。
首先創(chuàng)建2D、shell的幾何模型，其次是材料參數(shù)的設(shè)置，與靜力分析不同，熱傳導(dǎo)需要設(shè)置熱傳導(dǎo)系數(shù)，在Mechanical>Conductivity里輸入52。本例是穩(wěn)態(tài)熱分析，因此只需要這一個(gè)參數(shù)，若為瞬態(tài)熱分析，則還需要比熱以及密度值。
其次進(jìn)行分析步設(shè)置，這一步與靜力分析也有所不同，選擇Gerneal>Heat Transfer作為分析步。默認(rèn)的為瞬態(tài)響應(yīng)，這里選擇穩(wěn)態(tài)分析，同靜力分析一樣，這里的時(shí)間1沒(méi)有真實(shí)含義，保持默認(rèn)。增量步設(shè)置與靜力分析一樣。
邊界條件由默認(rèn)的Mechanical改為Other，選擇溫度。選擇模型最下面的邊，這里定義為bottom集，給予100度的溫度。
下面設(shè)置模型與周圍空氣的對(duì)流。模型右面的邊（side）與上面的邊（top）與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換，對(duì)流系數(shù)為750，Sink temperature為周圍環(huán)境的溫度，這里給0。
Mesh模塊中，需要將單元族改為Heat Transfer，確認(rèn)使用的是DC2D4單元。至此，熱分析的設(shè)置已經(jīng)完成。可以提交計(jì)算。在后處理中查詢右邊界從下網(wǎng)上0.2m處的溫度值為18.4151，與理論計(jì)算結(jié)果18.3相差不大。右圖為對(duì)模型網(wǎng)格加密的結(jié)果，顯示溫度值為18.29，接近理論解。
abaqus穩(wěn)態(tài)傳熱分析實(shí)例.pdf
展開(kāi) ABAQUS關(guān)于疲勞分析的實(shí)例
有沒(méi)有ABAQUS關(guān)于疲勞分析的實(shí)例呢？剛剛才接觸一點(diǎn)頭緒都還沒(méi)，希望做過(guò)這方面的能夠指教，謝謝
Abaqus在巖土仿真分析中能干什么 附ABAQUS巖土工程實(shí)例詳解下載
雖然Abaqus也存在這樣的問(wèn)題，但總體上還是能滿足巖土數(shù)值分析的特定需求的。本文簡(jiǎn)單羅列了Abaqus在巖土數(shù)值分析中能實(shí)現(xiàn)的功能。
一、初始條件類
1）初始應(yīng)力場(chǎng)（含孔壓場(chǎng)）
2）初始孔隙比
3）初始飽和度
4）初始溫度分布
5）初始場(chǎng)變量
二、分析步類型
1）總應(yīng)力分析
2）有效應(yīng)力
固結(jié)分析（飽和土、非飽和土）
3）熱-力-流耦合分析（同時(shí)考慮固結(jié)和傳熱）
4）動(dòng)力分析
需要注意ABAQUS尚不能進(jìn)行有效應(yīng)力動(dòng)力固結(jié)問(wèn)題。
三、材料模型
1）線彈性（可考慮彈性模量隨某變量（如深度）的變化）
2）莫爾庫(kù)倫（常用于砂土、顆粒材料）
3）D-P（可加帽蓋）
4）修正劍橋模型（這也是ABAQUS優(yōu)于其它一般通用有限元軟件的地方）
5）用戶自定義材料（非常靈活）
四、接觸功能
1）ABAQUS中提供了三種接觸算法。general contact（通用接觸）、contact pairs（接觸對(duì)）和contact elements（接觸單元）。通用接觸一般在顯式算法中使用，在顆粒流等包含大規(guī)模接觸面等問(wèn)題中尤其方便。
2）可模擬不同材料界面的力學(xué)和溫度相互作用（Interaction），如樁-土接觸面等。
3）ABAQUS提供了不同的約束條件，如Embedded region可模擬土釘，加筋土等。Tie可將兩個(gè)區(qū)域綁定在一起，網(wǎng)格劃分不連續(xù)時(shí)也可使用這一功能。
下載地址：ABAQUS巖土工程實(shí)例詳解
展開(kāi) ABAQUS重啟動(dòng)分析實(shí)例
Abaqus重啟動(dòng)分析的其中一個(gè)重要功能是防止由于意外導(dǎo)致的計(jì)算突然中斷，重啟動(dòng)分析能夠?qū)崿F(xiàn)在重新啟動(dòng)計(jì)算時(shí)以前面的計(jì)算為基礎(chǔ)，也即是接著前面的計(jì)算繼續(xù)完成后續(xù)的計(jì)算過(guò)程。對(duì)于計(jì)算時(shí)間比較長(zhǎng)的計(jì)算模型，建議都設(shè)置重啟動(dòng)，以防止任何可能的意外。可能需要進(jìn)行重啟動(dòng)分析的模型，在設(shè)置時(shí)僅在step模塊需要設(shè)置重啟動(dòng)輸出，Abaqus默認(rèn)的是不輸出重啟動(dòng)數(shù)據(jù)。設(shè)置操作的位置如下所示。
圖1彈出如下所示的對(duì)話框，設(shè)置其中的Frequency即可，表示每10個(gè)增量步輸出一次重啟動(dòng)數(shù)據(jù)，這個(gè)輸出頻率根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置。
圖2設(shè)置完成后即可計(jì)算，一旦計(jì)算程序突然中止，則可以采用重啟動(dòng)分析來(lái)繼續(xù)計(jì)算。操作過(guò)程如下所述，先在Model樹(shù)下將之前的模型進(jìn)行復(fù)制，示例中是將model-1復(fù)制為model-2，如下圖所示。
圖3之后，右鍵屬性，選擇Edit Attribute，修改model-2的屬性，如下圖所示，選擇Restart的數(shù)據(jù)來(lái)源為Job-1的Step-1的最后一個(gè)輸出數(shù)據(jù)(重啟動(dòng)數(shù)據(jù)).
圖4然后直接跳到Job模塊，創(chuàng)建一個(gè) 新的Job，基于model-2，Job-2的分析類型為重啟動(dòng)分析，如下圖所示。
圖5再之后，點(diǎn)擊submit即可計(jì)算，查看監(jiān)視器，可以看到新的job是從增量步31開(kāi)始的，之前的Job是在增量步34中止的，但是重啟動(dòng)輸出頻率為10，也即是最后一步輸出的重啟動(dòng)數(shù)據(jù)是第30個(gè)增量步的結(jié)果，因而新的分析是從31開(kāi)始。
圖6重啟動(dòng)分析的Job的結(jié)果只可以查看后面真增量步的，前面的增量步結(jié)果則需要在之前的Job里查看。
作者：長(zhǎng)安CAE
原文鏈接：http://blog.sina.cn/dpool/blog/s/blog_6465f2ed0102xwfw.html
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