abaqus壓頭分析的案例
基于ABAQUS圓壓頭與平板的接觸分析 ￥10
本案例主要是在ABAQUS中完成整個圓壓頭與平板的接觸分析，通過本案例的學(xué)習(xí)幾乎可具備使用ABAQUS分析一般的工程應(yīng)用。下一個案例就是同樣對圓壓頭與平板的接觸分析，采用的軟件是Hyperworks+ABAQUS，前處理是在Hyperworks中完成，求解計算在ABAQUS中完成。
ANSYS與ABAQUS比較之實例4---圓壓頭與平板的接觸分析2
本文是ANSYS與ABAQUS比較之系列篇，本文是第四篇，關(guān)注的是在接觸分析方面二者的異同。
由于分析比較復(fù)雜，該比較分為兩篇來說明。上篇1是使用ABAQUS進(jìn)行求解的過程，本篇2則是用ANSYS求解的過程，比較的結(jié)果將在本篇2中給出。
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1.問題描述
一半徑為10mm的圓形薄片，壓在一90mm*30mm的矩形板頂邊中間。在圓片上施加一個6KN的集中力，使得圓片壓在矩形板上，現(xiàn)在要求分析模型的受力狀態(tài)。
已知：矩形板材料為鋼材，彈性模量為210GPA,泊松比為0.3；圓形薄片相當(dāng)剛硬，可以看做是剛體；在圓片和矩形板之間沒有摩擦。
（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）
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2.分析思路
（1）本問題是一個靜力學(xué)問題，而且屬于一個平面應(yīng)力問題，對于板使用平面應(yīng)力單元，對于圓形薄片則使用剛體。
（2）該問題還是一個接觸分析問題，它是非線性問題的一種。對于接觸設(shè)置為無摩擦的接觸。
（3）由于結(jié)構(gòu)關(guān)于Y軸對稱，為了提高計算效率，可以進(jìn)一步只取右半邊來分析。
3.步驟
（1）打開ANSYS WORKBENCH，創(chuàng)建靜力學(xué)分析模塊，并設(shè)置為2D分析類型。
（2）創(chuàng)建材料屬性，設(shè)置彈性模量為2.1e11Pa，泊松比為0.3.
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例4---圓壓頭與平板的接觸分析1
本文是ANSYS與ABAQUS比較之系列篇，本文是第四篇，關(guān)注的是在接觸分析方面二者的異同。
由于分析比較復(fù)雜，該比較分為兩篇來說明。本篇1是使用ABAQUS進(jìn)行求解的過程，下篇2則是用ANSYS求解的過程，比較的結(jié)果將在下篇2中給出。
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【問題描述】
一半徑為10mm的圓形薄片，壓在一90mm*30mm的矩形板頂邊中間。在圓片上施加一個6KN的集中力，使得圓片壓在矩形板上，現(xiàn)在要求分析模型的受力狀態(tài)。
已知：矩形板材料為鋼材，彈性模量為210GPA,泊松比為0.3；圓形薄片相當(dāng)剛硬，可以看做是剛體；在圓片和矩形板之間沒有摩擦。
（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）
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【ABAQUS6.14的求解要點】
本問題是一個靜力學(xué)問題，而且屬于一個平面應(yīng)力問題，對于板使用平面應(yīng)力單元，對于圓形薄片則使用解析剛體。
該問題還是一個接觸分析問題，它是非線性問題的一種。對于接觸設(shè)置為無摩擦的接觸。
由于結(jié)構(gòu)關(guān)于Y軸對稱，為了提高計算效率，可以進(jìn)一步只取右半邊來分析。
為了保證接觸收斂，在加載時，使用兩個分析步，第一個分析步加載10N，第二個分析步加載到6KN。
【ABAQUS6.14的求解過程】
1 創(chuàng)建部件
本步驟要創(chuàng)建圓形薄片和矩形板，由于對稱，都只創(chuàng)建一一半。
對于圓形薄片，使用解析剛體，以表達(dá)其不可變形的效果。
展開 ANSYS 接觸分析 - 關(guān)于壓頭與壓痕問題的一個例子
本例是模擬一個壓頭擠壓工件，在工件表面生成壓痕的問題。
壓頭為圓錐體，頭部是一個半徑 0.25 的近似半球，高 10，大端半徑 2.5.其材料是合金鋼，材料性能：
彈性模量 E = 210000 Mpa； 泊松比 μ = 0.3。
工件為一個半徑 5，高度 20 的圓柱體，材料為鋁合金，材料性能為：
彈性模量 E = 71000 Mpa； 泊松比 μ = 0.33。
屈服應(yīng)力 σs = 240 Mpa； 切線模量： Et = 710 MPa
建模時，在壓頭的圓錐頭外表面與工件上表面之間創(chuàng)建面-面接觸對，分別采用柔性目標(biāo)面和剛性目標(biāo)面兩種接觸方式進(jìn)行分析。
建模過程如下：
1 定義單元類型：
定義兩種單元類型：
(1) SOLID185 單元，用于對體積劃分網(wǎng)格；
(2) Mesh200 單元，設(shè)置單元形狀為 4 節(jié)點四邊形：
對圓錐體劃分網(wǎng)格時，準(zhǔn)備先對一個截面劃分面網(wǎng)格，然后掃描為體網(wǎng)格，為此需要定義 Mesh200 定義，用于面網(wǎng)格的劃分。
形狀 MESH200 單元形狀為 4 節(jié)點四邊形，是為了與 8 節(jié)點實體單元SOLID185 的表面網(wǎng)格相匹配。
2 定義兩種材料，其中鋁合金定義為雙線性彈塑性材料：
其中：
材料 1 為合金鋼：
彈性模量 E = 210000 MPa， 泊松比 ν = 0.3；
材料 2 為鋁合金。
展開 
基于Lsdyna擠壓模擬分析并輸出螺栓剪切力、軸向力及壓頭擠壓力
本案例以一個簡單的擠壓仿真分析為例，介紹如何在lsdyna界面實現(xiàn)整個擠壓仿真的前處理，在lsdyna中提交計算，hypergraph中進(jìn)行后處理。
還是那句話，我們不玩虛的，玩虛的沒意思！
本案例模型文件及結(jié)果文件見附件，下載的朋友請幫我投個票，謝謝！
幾個關(guān)鍵點：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創(chuàng)建壓頭的位移加載，如何定義控制輸出螺栓剪切力及軸向力，如何定義控制輸出壓頭擠壓力輸出等。。
Beam單元創(chuàng)建焊點單元或作為螺栓單元，通過控制輸出螺栓單元受到的軸向力及剪切力，同時，也可輸出壓頭的擠壓力。
展開 Abaqus 非線性屈曲分析方法 附ABAQUS分析手冊分析卷下載
當(dāng)然，對于方筒這類實際上是通過顯示方法實現(xiàn)的，更準(zhǔn)確的講是動力屈曲分析，所以我們還得判斷動能、塑形耗散等能量參數(shù)，才能使結(jié)果更加準(zhǔn)確。
下載地址：ABAQUS分析手冊分析卷
基于Abaqus的建筑結(jié)構(gòu)隔震分析 附ABAQUS建筑結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用下載
本文通過時程分析的方法，考察隔震結(jié)構(gòu)在大震作用下的性能，結(jié)果顯示，在大震作用下，結(jié)構(gòu)的整體響應(yīng)，無論是位移角還是結(jié)構(gòu)的剪力，與小震結(jié)果都有明顯差異，隔震支座對結(jié)構(gòu)性能的改善，主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的上部，對結(jié)構(gòu)的中下部則較小，且不再滿足規(guī)范中對剪力降低50%的要求。另一方面，非線性的影響會對結(jié)構(gòu)的計算結(jié)果起到放大作用，使微小差異的結(jié)構(gòu)方案在大震作用中表現(xiàn)出明顯不同的抗震性能。
下載地址 ：ABAQUS建筑結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用
Abaqus超彈性材料分析 附Abaqus 分析用戶手冊材料卷下載
三、后處理
1、位移云圖
圖8 位移云圖
2、應(yīng)力云圖
圖9 接觸定義
下載地址：Abaqus 分析用戶手冊材料卷
Abaqus的響應(yīng)譜分析 附Abaqus頻響分析完整過程下載
在ABAQUS中，響應(yīng)譜分析是分為兩步完成的，第一步需要設(shè)置一個頻率提取分析步，提取結(jié)構(gòu)的前幾階固有頻率；在第二個分析步中設(shè)置響應(yīng)譜分析。
值得注意的是，譜分析的激勵是在step中加載的，不需要在load中進(jìn)行設(shè)置。
下載地址：Abaqus頻響分析完整過程
Abaqus子結(jié)構(gòu)與子模型分析技術(shù) 附ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實例詳解文檔下載
-通過2個工程案例學(xué)習(xí)Abaqus中的子結(jié)構(gòu)與子模型分析技術(shù)”
子結(jié)構(gòu)與子模型技術(shù)在Abaqus中屬于模擬抽象化的范疇，所有Abaqus模型都涉及一定程度的抽象，但是除了傳統(tǒng)有限元的抽象方法之外，還可以通過以下幾種模擬抽象化技術(shù)來降低求解成本。
子結(jié)構(gòu)
子模型
生成矩陣
對稱模型生成、結(jié)果傳遞和循環(huán)對稱模型
周期介質(zhì)分析
網(wǎng)格劃分的梁橫截面
擴(kuò)展有限元方法（XFEM）
適當(dāng)?shù)乩眠@些抽象化建模技術(shù)可以極大地提高Abaqus的分析效率，本期文章介紹一下子結(jié)構(gòu)和子模型技術(shù)。
01
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子結(jié)構(gòu)
在有限元分析里，子結(jié)構(gòu)也叫超級單元，是由多個單元組成的一個“整體單元”，它在線性分析的基礎(chǔ)上消除了“整體單元”中保留節(jié)點以外所有節(jié)點的自由度；子結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)矩陣（剛度、質(zhì)量）也被縮聚成較小的矩陣，可以根據(jù)需求恢復(fù)內(nèi)部求解。
很多實際工程結(jié)構(gòu)都比較龐大，導(dǎo)致完整結(jié)構(gòu)的有限元模型計算量超出計算機的硬件資源，對于具有線性響應(yīng)的此類問題，可以使用子結(jié)構(gòu)縮聚的方法，在一般配置的計算機上來求解完整結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。
展開 abaqus有限元分析過程 附ABAQUS有限元分析常見問題解答下載
11.單元分類
1.分類方法：實體單元；殼單元；梁單元；彈簧單元；剛體單元；桁架單元；集中質(zhì)量單元
也可以分為：
a.一維、二維和三維單元
b.線形、二次和三次單元
c.協(xié)調(diào)單元和非協(xié)調(diào)單元
d.傳彎單元和非傳彎單元
e.結(jié)構(gòu)單元和非結(jié)構(gòu)單元
下載地址：ABAQUS有限元分析常見問題解答
Abaqus預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 附Abaqus 分析用戶手冊材料卷下載
預(yù)應(yīng)力模態(tài)
模態(tài)分析是一個線性攝動分析，只能進(jìn)行線性求解。在動力學(xué)方程中，其載荷矩陣和阻尼矩陣為0，特征值的提取只取決于剛度矩陣和質(zhì)量矩陣。而結(jié)構(gòu)在外載荷的作用下剛度矩陣會發(fā)生變化，也就間接影響了結(jié)構(gòu)的固有頻率。而預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下，我們不清楚剛度矩陣的變化對模態(tài)頻率的影響時，便需要進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。
Abaqus預(yù)應(yīng)力模態(tài)求解
分析流程如下：第一步先進(jìn)行非線性靜力學(xué)求解——第二步進(jìn)行模態(tài)提取
需要注意的是第一步求解時必須打開幾何非線性，即NLGEOM = YES 否則第一步求解完成后剛度矩陣不會改變，模態(tài)頻率也就不會發(fā)生變化。第二步模態(tài)求解無需設(shè)置PERTURBATION（線性攝動）或幾何非線性，軟件默認(rèn)在開啟幾何非線性的后續(xù)分析步中繼續(xù)保持。
另外，第一步非線性靜力求解的材料非線性，接觸等都會對結(jié)構(gòu)的剛度矩陣產(chǎn)生影響，進(jìn)而改變模態(tài)頻率。材料如果進(jìn)入塑性，相應(yīng)的切向模量會降低，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度矩陣變小。
靜力分析下接觸狀態(tài)的改變也會對剛度矩陣產(chǎn)生影響。Abaqus在進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析時對接觸的處理如下：第一步進(jìn)行非線性接觸分析，軟件會把第一步分析結(jié)果的接觸區(qū)域作為第二步模態(tài)分析的作用區(qū)域，而第一步分析結(jié)果的接觸面分開區(qū)域不予考慮。需要注意的是，在進(jìn)行第二步模態(tài)分析時，接觸區(qū)域并不是簡單的直接轉(zhuǎn)變?yōu)門ie處理，而是通過附加接觸剛度來進(jìn)行求解。
Abaqus重啟動設(shè)置
重啟動分析方式是一種很便捷的模式。比如，我們需要算在預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的模態(tài)，振動，沖擊等等一系列工況，而如果不進(jìn)行重啟動分析，則每個分析工況下都需要重新計算預(yù)應(yīng)力工況，對于大模型，嚴(yán)重影響計算效率；而進(jìn)行重啟動設(shè)置后，預(yù)應(yīng)力工況只需計算一次。
展開 Abaqus有限元分析不收斂該怎么辦？ 附Abaqus 分析用戶手冊材料卷文檔下載
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)；動力分析中可以定義Damping，但是對于靜力分析，材料Damping定義是無作用的；
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)常會定義上；
③自動穩(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）或Contact Stabilization（通用接觸），如果沒有接觸問題就不用定義。
下載地址：Abaqus 分析用戶手冊材料卷文檔下載
展開 疲勞分析|Abaqus Goodman方法案例操作 附ABAQUS疲勞分析簡介下載
Abaqus/View結(jié)果讀取
讀取分析歷程中的最大交變應(yīng)力和最小交變應(yīng)力云圖
新建場變量：Alternating Stress和Mean Stress
根據(jù)公式：
在Abaqus后處理新建場變量
輸出場變量值到Excel
針對新建場，輸出單元積分點對應(yīng)的交變應(yīng)力和平均應(yīng)力，并輸出到Excel，與Goodman圖一并繪制。
上圖，
仿真所得單元積分點落到
曲線的上方或下方，
處于上方為疲勞壽命沒達(dá)到
臨
界曲值
10
E5
次。
下載地址：ABAQUS疲勞分析簡介
Abaqus接觸非線性在有限元計算分析中的應(yīng)用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例下載
來源：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的有限元計算分析中應(yīng)用非常廣泛，特別是動態(tài)顯式的求解，只要模型中包含兩個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，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，可以選擇機械約束方式為運動學(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。
這是對模型定義非線性接觸后得到的分析結(jié)果，以供參考。
下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例
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