abaqus工況分析的案例
ABAQUS多工況分析
載荷工況(簡稱工況)指特殊加載條件下的一組載荷及邊界條件，多工況分析指對一組工況同時求解，當結(jié)構(gòu)承受多種不同類型的載荷時，需要研究結(jié)構(gòu)在不同載荷和邊界條件下的線性響應時，使用多工況對問題進行分析比使用多個分析步更高效。例如研究飛機在起飛、爬升、巡航、俯沖、著陸和滑行過程中經(jīng)歷的不同載荷的組合響應時，就可以采用多工況進行分析。
1、支持多工況分析的分析步類型有兩種：
*STEP, PERTURBATION
*STATIC (靜態(tài)的線性攝動分析)
*STEADY STATE DYNAMICS, DIRECT (直接法的穩(wěn)態(tài)動力學分析)
2、多工況中可以包含的載荷類型：
邊界條件(不同的工況可以有不同的邊界條件)；
集中力;
分布力;
分布面力;
基于慣性的載荷；
3、功能的實現(xiàn)
首先，在step模塊下，創(chuàng)建一個適用于多工況的分析步；
在load模塊下，通過create load 功能創(chuàng)建多工況load，如創(chuàng)建Force-X、Force-Y、Force-Z、Moment-X、Moment-Y、Moment-Z六種載荷；
通過create boundary condition 功能，創(chuàng)建分別用于每種工況的約束條件，如BC1、BC2、BC3，或者創(chuàng)建一種適用于六種工況的約束條件;
同樣在load模塊下，通過主菜單load case功能創(chuàng)建用于分析的工況。
展開 針對某袋除塵器整體進行ABAQUS有限元分析，考慮九項載荷工況，分析設備靜應力、熱應力、變形及熱膨脹數(shù)值 ￥15
圖3 立柱底部邊界約束
載荷：
（1）自重（軟件考慮）；
（2） 頂部載荷：檢修載（按400kg/m2）；
（3） 花板處載荷：濾袋、濾籠、濾袋積灰（積灰厚度按5mm）共3.06t；
（4） 灰斗積灰重：滿灰9.6t；
（5） 保溫載荷：按25kg/m2；
（6） 負壓11000Pa或正壓8000Pa兩種工況分別施加；
（7） 煙道及檢修平臺載荷：上煙道（出氣端）900kg，下煙道（進氣端）
400kg，上中下三層檢修平臺檢修載荷均為400×2.85×3.25=3705kg。
注：此項載荷殼體和鋼支架各占一半。
（8） 灰斗卸灰口載荷（方向按照幾何模型坐標系）：FX=4700N，F(xiàn)Y=3500N，F(xiàn)Z=-4700N，MX=3690N.m，MY=4800N.m，MZ=5540N.m。
（9） 頂部牛腿處檢修荷載：單個牛腿處載荷為1t，頂板為260×260，轉(zhuǎn)化為面壓添加，面壓為1×10×1000/260/260=0.148N/mm2。
下圖4所示為載荷添加圖示：
（a）負壓11000Pa （b）正壓8000Pa （c）花板處載荷
展開 金屬韌性損傷材料失效模型應用實例-Abaqus/Explicit鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析 ￥49.9
在常溫狀態(tài)下，大多數(shù)工程金屬具有較高的韌性，這種情況下，材料的失效分析通常會使用韌性損傷漸進失效模型。
如下圖所示，該模型完整的定義了材料的彈性階段、塑性階段、損傷起始與損傷演化。材料承載經(jīng)歷彈塑性階段后達到損傷起始點a，繼續(xù)承載，損傷后的材料剛度折減，出現(xiàn)軟化，直到損傷參數(shù)D=1時，材料剛度退化為0，單元刪除。
韌性材料損傷漸進失效模型
工程案例：
鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析
上圖案例中的分析工況按閱讀順序依次是：
沖擊質(zhì)量5kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度200m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度300m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度400m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚20mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度400m/s，桶厚50mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚50mm;
付費部分為鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析案例的9種工況共計9個inp文件壓縮包+CAE 源文件壓縮包。
展開 ABAQUS線性攝動多工況設置
本人學習abaqus存下來的一些文件
ABAQUS漢化方法.pdf
Abaqus的多工況組合，多工況分析，工況疊加，相減_wyhbox_新浪博客.pdf
Abaqus2016軟件安裝教程.pdf
【轉(zhuǎn)】Abaqus計算工況的疊加與相減
Abaqus的工況疊加與相減
1 概述
在進行有限元分析計算時，有些結(jié)構(gòu)承受多個載荷的作用，或者承受循環(huán)載荷，為得到每種載荷對結(jié)構(gòu)的作用時需要單獨對每種工況進行計算分析，然后再進行疊加得到所有載荷的綜合影響，或者需要進行疲勞分析時必須根據(jù)循環(huán)載荷產(chǎn)生的應力幅值，而應力幅值時載荷相減的結(jié)果。
基于此，需要計算工況疊加或者相減，本次以一個小例子介紹Abaqus軟件的工況疊加與相減，實例模型如圖1所示。
2 建模
采用Abaqus/CAE建立幾何模型，設置材料參數(shù)，E=201000MPa，Nuxy=0.3，之后設置Steps選項。這里應該注意，進行多工況的分析時需要根據(jù)實際情況選擇對應的多工況分析步，本次選擇Static,Linear Perturbation（線性攝動）。
圖2 Step設置
下一步設置Load選項，該模型的工況為兩種，設置兩個載荷，如圖3所示，Load 1壓力載荷為5MPa，Load 2壓力載荷為1.5MPa。邊界條件由于兩種工況一樣，故可以只設置一個，如圖4所示。
設置完之后，通過Load Case Manager管理器（在Load模塊下面）設置工況，如圖5所示，添加兩個工況，并且每種工況分別添加對應的載荷和邊界條件，設置完成后如圖6所示，兩個工況分別對應兩個載荷。
圖5 工況設置1
再下一步便是劃分網(wǎng)格，建立Job并且求解。求解得到單獨工況一的應力結(jié)果如圖7所示，單獨工況二的應力結(jié)果如圖8所示。
3 操作
工況的疊加和相減通過Visualization模塊下的CreatField Output From frames來完成，點擊之后彈出如圖9所示的對話框，單擊“+”添加按鈕，選擇兩個工況，Load Case-1和Load Case-2。
展開 Abaqus的工況疊加與相減
Abaqus的工況疊加與相減
長安CAE
1 概述
在進行有限元分析計算時，有些結(jié)構(gòu)承受多個載荷的作用，或者承受循環(huán)載荷，為得到每種載荷對結(jié)構(gòu)的作用時需要單獨對每種工況進行計算分析，然后再進行疊加得到所有載荷的綜合影響，或者需要進行疲勞分析時必須根據(jù)循環(huán)載荷產(chǎn)生的應力幅值，而應力幅值時載荷相減的結(jié)果。
基于此，需要計算工況疊加或者相減，本次以一個小例子介紹Abaqus軟件的工況疊加與相減，實例模型如圖1所示。
圖1 幾何模型
該模型承受1.5MPa和5MPa的壓力載荷，屬于兩種工況。
2 建模
采用Abaqus/CAE建立幾何模型，設置材料參數(shù)，E=201000MPa，Nuxy=0.3，之后設置Steps選項。這里應該注意，進行多工況的分析時需要根據(jù)實際情況選擇對應的多工況分析步，本次選擇Static,Linear Perturbation（線性攝動）。
圖2 Step設置
下一步設置Load選項，該模型的工況為兩種，設置兩個載荷，如圖3所示，Load 1壓力載荷為5MPa，Load 2壓力載荷為1.5MPa。邊界條件由于兩種工況一樣，故可以只設置一個，如圖4所示。
圖3 壓力載荷
圖4 邊界條件
設置完之后，通過Load Case Manager管理器（在Load模塊下面）設置工況，如圖5所示，添加兩個工況，并且每種工況分別添加對應的載荷和邊界條件，設置完成后如圖6所示，兩個工況分別對應兩個載荷。
圖5 工況設置1
圖6 工況設置2
再下一步便是劃分網(wǎng)格，建立Job并且求解。求解得到單獨工況一的應力結(jié)果如圖7所示，單獨工況二的應力結(jié)果如圖8所示。
展開 ABAQUS CEL(例11) 地震工況下的邊坡大變形模擬 ￥70
ABAQUS CEL(例11) 地震工況下的邊坡大變形模擬
一、建模技術(shù)
地震工況下邊坡可能失穩(wěn)進而出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，為避免模擬滑坡時網(wǎng)格產(chǎn)生的畸變問題，采用耦合歐拉拉格朗日法(CEL)進行滑坡的大變形模擬；土體本構(gòu)采用摩爾庫倫模型；采用模型底部小范圍內(nèi)的周期性荷載模擬地震荷載。
二、模型及部分結(jié)果展示
圖1：藍色為邊坡；紅色為空氣層
圖2：網(wǎng)格的劃分
圖3：賦予模型初始應力
圖4：土體達到地應力平衡時的應力分布
圖5：土體底部的地震荷載施加區(qū)域
圖6：所施加的周期性荷載（地震荷載）
圖7：邊坡因地震荷載產(chǎn)生的位移
圖8：地震波產(chǎn)生的區(qū)域
展開 ABAQUS多工況拓撲優(yōu)化
有沒有人使用ABAQUS進行多工況多工況拓撲優(yōu)化，使用折中規(guī)劃法公式如圖所示：
純電動客車骨架結(jié)構(gòu)優(yōu)化（模態(tài)分析、極限工況分析、靜力分析、拓撲優(yōu)化）
四 模態(tài)分析
車身骨架的振動特性與車身結(jié)構(gòu)強度、乘坐舒適性等性能有直接聯(lián)系，振動特性與車身運行時的模態(tài)頻率息息相關，同時，模態(tài)分析也是下一步分析說必須要的過程。
對車架在實際使用工況下模擬其約束模態(tài)能分析其動態(tài)相應情況，自由模態(tài)雖然能反映車架固有屬性，但在實際使用環(huán)境中并不具有實際參考意義。
約束模態(tài)分析最重要的兩點就是創(chuàng)建合適的約束以及正確設置加載步，為得到客車實際工況極限彎曲、扭轉(zhuǎn)、兩種工況下的車架模態(tài)頻率，有如下兩種約束以及相應的前六階頻率及其振型圖。
展開 座椅安全性能仿真分析工況簡介
</p><p>本文主要介紹在整車安全性能開發(fā)中對于座椅子系統(tǒng)的一些安全性能仿真分析、考察標準以及注意事項等。</p><p><br></p><h2>一、安全帶固定點強度分析</h2><h3>加載方法：</h3><p>將座椅地腳固定在白車身上 將上下人體模塊放置于座椅上，綁定安全帶后對上下人體模塊施加角度為10°±5°，力值大小為13500N的拉力，水平方向再額外施加一個20倍座椅的重力。</p><h3>考察標準以及注意事項：</h3><p>本實驗主要考察座椅、座椅安裝點、安全帶安裝點的強度，風險點主要是車身端安全上固定點位置容易拉脫，座椅端鎖扣支架位置容易發(fā)生大變形，座椅鎖扣側(cè)地腳螺栓以及滑軌容易失效。
展開 ANSA中Nastran多工況分析設置——線性靜力分析
問題描述
在ANSA環(huán)境下設置Nastran多工況分析中的線性靜力分析。下圖為一個I型梁的有限元實體模型，存在多個邊界條件。
如左圖所示，一個I型梁的有限元實體模型的上表面的某個區(qū)域承受一個靜載荷壓力沿著Z軸的負方向，大小為1MPa，并且考慮重力的影響。需要研究在兩種載荷條件下，該模型的靜態(tài)行為。第一種只包含重力；第二種同時包含重力及上表面的壓力載荷。
基本步驟介紹
定義單點約束(SPC)
約束3為約束1和約束2的組合。
施加重力載荷
在預定義的單元面上施加預定義載荷
定義耦合的載荷集
如圖所示，為所有施加的載荷及邊界約束。
為靜力分析求解問題設定Header
本文主要介紹了ANSA中Nastran模塊對多工況分析步的設置。通過ANSA對上述工況進行設置，然后使用NASTRAN求解I型梁模型的線性靜態(tài)問題，確定梁在特定載荷工況下的響應。
ANSA中Nastran多工況分析設置.pdf
展開 
電機振動噪聲建模分析：基于Motor-CAD的永磁同步電機E-NVH仿真分析（單一工況點噪聲）
本文基于Motor-CAD對永磁同步電機進行電磁振動噪聲（E-NVH）仿真分析，為永磁同步電機的E-NVH分析提供理論依據(jù)，并為永磁同步電機的E-NVH提供優(yōu)化途徑。
Motor-CAD是全球領先的新能源汽車電機選型分析及設計軟件，用于新能源汽車電機的選型匹配，優(yōu)化設計，競品分析，拆解分析等。開發(fā)至今，已被全球主要的整車生產(chǎn)企業(yè)、電機生產(chǎn)商、科研機構(gòu)及高校等廣泛使用。
Motor-CAD集成化軟件包，可在選型、設計階段高效地對電機進行電磁和熱性能測試；軟件包括：電磁（EMag）、熱（Therm）、機械模塊（Mechanical）和虛擬實驗室（Lab）四個模塊，可在幾分鐘內(nèi)精確評估電磁、熱和電磁振動噪聲特性。
本例以一臺48S8P永磁同步電機為例，對電機的電磁噪聲進行仿真分析。通過Motor-CAD中的Mechanical模塊對電機E-NVH進行仿真分析，為后續(xù)的降噪方案提供思路。下圖所示電機的Motor-CAD模型圖，內(nèi)置式永磁同步電機，具體的結(jié)構(gòu)參數(shù)設置在此不再贅述。
展開 電機多轉(zhuǎn)速工況的NVH分析！
本文將著重介紹利用Ansys2019R2最新版本的最新技術(shù)，如何實現(xiàn)電機多轉(zhuǎn)速工況下由電磁力引起結(jié)構(gòu)振動噪聲的分析流程(之前版本只限于某個指定轉(zhuǎn)速工況下的電磁振動噪聲分析，無法自動實現(xiàn)多轉(zhuǎn)速工況下的分析流程及噪聲瀑布圖的輸出；而Ansys2019R2可以實現(xiàn)這個功能)。另外本文下面顯示的模型僅供為了說明分析流程之用。
首先、在Workbench平臺中搭建電機整個多物理場耦合的NVH分析流程。
基于Motor-CAD的永磁同步電機變速工況E-NVH仿真分析
圖1 樣機軸向及軸向結(jié)構(gòu)圖
圖2 磁密云圖
2.2 Motor-CAD 分析E-NVH前準備
2.2.1 在應用Motor-CAD 分析電機電磁噪聲時，需要對氣隙磁密進計算。并需要對氣隙進行加密處理，如下圖所示為電機氣隙加密操作。在對氣隙加密時，加密點數(shù)為槽數(shù)極數(shù)最小公倍數(shù)。
圖3 氣隙加密設置
2.2.2 在進行電磁噪聲計算時，必須電磁計算完成后才能切換到機械模塊進行設置，下圖所示為進行集中力設置，主要包括：齒部節(jié)點數(shù)和節(jié)點包含實際點數(shù)。
圖4 定子齒部集中力設置
2.3 Motor-CAD 單點工況E-NVH仿真分析
2.3.1 單點工況分析具體設置
在進行單點工況分析時，需要進行工況點激勵設置下圖所示為單點工況分析激勵設置—3200rpm@223N.m。具體的是3個步驟：1.添加需要計算的工況；2.計算電機外特性曲線；3.計算對應工況的電磁力、振動噪聲等。
圖5 定子齒部集中力設置
2.3.2 模態(tài)及電磁力計算結(jié)果分析
在計算完成后，需對結(jié)果進行分析。Motor-CAD包含了豐富的后處理功能。下圖所示為模態(tài)計算結(jié)果，包括了模態(tài)等效集中質(zhì)量、等效集中剛度及模態(tài)固有頻率。
圖6 定子模態(tài)計算結(jié)果
在分析電磁振動噪聲時，主要是分析靠近定子側(cè)的電磁力。下圖所示為電機氣隙一點徑向力隨時間變化波形及fft，從中我們可以得到各次諧波幅值大小。
圖7 電磁力計算結(jié)果
下圖所示為電機氣隙時空波形及其傅里葉分解，從中我們可以得到各次諧波幅值大小。
圖8 電磁力計算結(jié)果
下圖所示為電機氣隙徑向力時空波形及其二位傅里葉分解。
展開 彎曲工況下車輪強度、疲勞分析方法對比
3.3分析結(jié)果匯總
4 分析結(jié)果
對比模型1與模型2、模型4與模型5的分析結(jié)果，實體和殼兩種離散方式，車輪輪輻拉伸位置與通風孔附近，實體離散方式應力低于殼。可知，由于實體單元（減縮積分單元）在厚度方向上僅有3層，分析結(jié)果不精確，故應采取殼單元對車輪進行離散。
對比模型3與模型4結(jié)果，接觸對和GAPUNI單元兩種接觸模擬方法，二者在輪輻拉伸位置應力均為350.7MPa，超過屈服極限350MPa，二者等效塑性應變略有不同，僅相差0.003%，壽命分別為14170次與17600次。 利用接觸對與GAPUNI單元兩種接觸模擬方法，計算結(jié)果相差不大，利用GAPUNI單元模擬接觸建模簡單，易收斂，故推薦使用GAPUNI單元模擬接觸。
對比模型1與模型4結(jié)果，對于殼單元，考慮預緊力與接觸時，螺栓安裝面（接觸位置）應力與等效塑性應變明顯降低。可知，考慮預緊力與接觸時，避免了建模引起的螺栓安裝面處的應力集中。
5 結(jié)論
本文采用HyperMesh軟件對車輪利用5種建模方式進行離散，在彎曲工況下進行強度分析和疲勞分析，研究對比了分別用殼單元與體單元離散車輪，在螺栓安裝面是否模擬預緊力與接觸，接觸模擬方式不同（接觸對與GAPUNI單元）時，車輪的強度與疲勞分析結(jié)果，可知采用模型4的方法（殼單元離散，考慮預緊力，用GAPUNI模擬接觸）強度、疲勞分析結(jié)果最為準確，且此方法使用殼單元建模簡單，GAPUNI單元相比接觸對建模簡單，分析易收斂，考慮螺栓預緊力，能正確模擬車輪彎曲試驗工況的受力狀態(tài)，保證了結(jié)果的精確度。
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