abaqus截面分析
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus截面分析的視頻教程
少片變截面鋼板彈簧分析自由狀態+夾緊狀態（HyperMesh+ABAQUS）
針對設計工程師，step by step的進行操作，讓你能夠學會用有限元軟件進行變截面鋼板彈簧應力和剛度的分析，同時知道如何進行應力曲線的提取。 學完此課程，能夠掌握自由狀態+夾緊狀態板簧的有限元分析，是一項非常重要的技能。 板簧全部采用六面體網格，求解增加了收斂控制，求解采用命令行求解，無需打開ABAQUS。 就算你沒有有限元基礎，也能夠按照視頻完成少片變截面鋼板彈簧的有限元分析。
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少片變截面鋼板彈簧有限元分析-夾緊狀態（HyperMesh+ABAQUS）
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ABAQUS博士學位論文復現——變截面異型鋼結構栓焊連接節點滯回性能分析（保姆級0基礎教程）
本次視頻復現了某篇博士學位論文中變截面異型鋼結構節點滯回性能模擬。節點核心區采用栓焊連接，建模較為復雜。教程從部件拆分開始講解，全過程錄制，非常適合0基礎同學進行鋼結構滯回學習。 模擬結果表明： 1.破壞形態與試驗結果吻合； 2.滯回曲線與試驗曲線一致； 3.骨架曲線去試驗結果吻合。 后續教程包含完整教學內容，包含調參方法講解，保姆級教學累積長達2.5h。 ?
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abaqus截面分析的實例教程
本文 Y 軸縱梁橫截面就矩 形、空心矩形以及工字型橫截面等進行模態分析。
3 模態分析
模態分析是一種研究物體結構動力特性的方 法 [8]，主要應用在工程振動領域 [11-12]。模態分析 是分析系統的自振特性，與外界荷載無關，因此 進行模態分析不需要施加荷載。可以施加約束條 件，約束條件的不同，分析結果差異也很大。
物體本身有固有頻率，設計時要使物體固有 頻率低于外界激振力的頻率，避免共振情況的發 生 [13-15]。大跨距桁架上機械手需要不停運動，進 行工件抓取，從而產生系統振動，分析低階模態 可以更有效地反映設備的振動情況，故本文模態 分析提取梁體的前 6 階。本次對 Y 軸縱梁模態分 析時，由于梁體是可以移動的，故將其簡化為簡支梁，在中點位置添加機械手自重受力約束。為 減小有限元計算難度和時間，在整機建模過程中， 提取出受載荷較大的 Y 軸縱梁進行模態分析。
根據企業要求，在本文中，Y 軸縱梁實心矩形橫截面尺寸為 220 mm×180 mm，空心對稱矩形橫截面尺寸為 220 mm×180 mm，壁厚為 30 mm， 以及工字型橫截面尺寸為 220 mm×180 mm，上下壁厚 30 mm，中間壁厚 20 mm 這 3 種截面，并對其進行分析。
3.1 實心矩形橫截面模態分析
在提取出的梁體兩側和底部施加載荷，通過 ABAQUS 軟件，分析該 Y 軸縱梁實心矩形橫截面 6 階模態振型。在 ABAQUS 中，“mesh”劃分為 “300”，使其計算精度更精準，保證其模型的 準確性。
圖 4 為實心矩形截面所做的模態分析。Y 軸 縱梁在 1 階模態未出現明顯彎曲變形。
展開 變截面梁單元在工程設計中經常使用，例如建筑結構中的懸挑梁就經常采用根部截面大而端部截面小的梁，在一些高聳結構如煙囪，旗桿等，變截面梁也極為常見。
在通用有限元abaqus中，實際上是存在變截面梁單元的，只是其定義方式較為隱蔽而不易被發現，本文給出在abaqus中定義采用變截面梁單元的定義方法。
（1）分別定義變截面梁兩端的profile
（2）建立梁section，選擇截面積分為before analysi，然后選擇截面沿長度變化為Tapered，接著指定start 端和 end 端的profile，并輸入相應的材料屬性。（如果是B31和B32單元需要定義橫向剪切剛度，一般在1e10左右數量級，也可參考幫助文檔的公式進行具體計算，如果需要輸出梁截面的應力，則還需要定義output points坐標作為應力輸出的位置）
其他按照普通梁單元的方式進行定義即可，以上就是定義變截面梁單元的具體步驟，使用變截面梁單元需要注意以下幾點：
（a）即使是變截面梁單元首端和末端截面不能相差太大，如果兩端面積或者慣性矩之比大于10.0，則軟件會報錯表明截面相差太大。
（b）變截面梁單元截面剛度積分只能基于變形前積分。
（c）對于一個幾何梁被劃分為多個梁單元的情況下，需要對每個梁單元分別指定不同的section，如果只定義整個幾何梁的首端和末端，可能會使得實際的梁截面是“鋸齒形”，如下圖所示：
下載地址：使用ABAQUS 生成纖維梁截面
展開 【問題】
一跨度為2米，高0.2米的矩形截面梁，在上面受到8MPa的豎直向下的均布載荷。梁的左下端是固定鉸支座，右下端是滾動支座。材料為理想的彈塑性材料，彈性模量是200GPa，泊松比為0.3，屈服應力是380MPa。現在要求對該梁做靜力學分析，以考察加力后梁上的應力分布，以及塑性應變。
【問題分析】
1. 這是一個材料非線性問題，材料是理想的彈塑性。這意味著它在開始是線彈性，當越過屈服點后，應力就保持不變，而只是變形持續增加。
2. 從題目來看，該問題可以用一個平面應力問題來考慮。這就是說，忽略梁的厚度方向的應力。
3. 本篇是第1篇，使用ABAQUS求解。
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【方法1. 使用ABAQUS進行分析】
1. 創建部件
二維平面應力問題，所以生成一個二維平面的部件。
繪制一個矩形（2*0.2）如下圖
2. 定義材料屬性，截面性質
首先定義彈性屬性
再定義塑性部分，當塑性應變是0時，其屈服應力是380Mpa
此時材料成為彈塑性材料
然后定義截面屬性
這意味著它是均質的實體截面。
最后將該截面屬性指定到部件。
3. 生成裝配體
唯一的部件，根據它生成裝配體。
4. 創建分析步
創建一個靜力學分析步。
5. 定義載荷和邊界條件
在初始載荷步中定義兩個邊界條件
（1）左下角點----固定鉸支座
（2）右下角點----滾動支座
在通用靜力學分析步中定義分布載荷
最后結果如下圖
6. 劃分網格
使用CPS4R平面應力單元
指定單元尺寸為0.05m
最后劃分網格如下
7.
展開 基于《ANSYS與ABAQUS比較之實例3---矩形截面簡支梁的彈塑性分析--第1篇》的問題和分析思想，本篇將使用ANSYS
Workbench進行建模分析。
1.分析步驟
（1）創建靜力學分析，并設置分析類型為2D分析
（2）設置材料屬性，設置彈性模量為2e11Pa，泊松比為0.3，設置塑性行為，選擇塑性為雙線性等向強化模型，設置屈服強度為380MPa，切線模量為0，也就是理想的彈塑性模型材料。
（3）創建幾何模型，創建一個 2m x 0.2m 的長方形。
（4）賦予塑性材料屬性。
（5）劃分網格，設置網格尺寸為0.05m。
（6）施加位移邊界，約束左下角點的x,y方向位移和約束右下角點的y方向位移。
（7）施加載荷邊界，在上面的線上施加豎直向下的均布載荷，大小為8MPa。
（8）保持默認的求解算法設置，進行求解。
這時，我們發現求解并不收斂，查看求解信息，我們可以看到，由于47號節點在UY的位移值為4033815.42m，該值大于軟件設置的最大位移上限值，提示我們檢查約束設置，可能是產生了剛性位移。然而對于這個問題來說，并不是約束不足而產生的剛性位移，而最大可能就是材料非線性的求解算法問題，但是在ANSYS中修改其他算法，皆無法求解收斂。下面將修改壓力值看看是否收斂。
（9）減少均布壓力值為6MPa，再次進行求解，這時我們發現，這次是可以求解收斂。
查看等效應力，最大值為410.47MPa。
查看等效應變。
2.結論
（1）在理想的彈塑性材料模型下，當施加的載荷過大時，ANSYS求解很難收斂，而ABAQUS求解容易收斂。
展開 施工階段聯合截面分析（標準形式聯合截面）
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（原創，轉載請注明出處）
1 概述
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1材料卷
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5介紹，空間建模，執行與輸出
6工具包
7Abaqus關鍵詞參考指南
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本案例適合哪些人學習：
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