abaqus分析桁架變形
關注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus分析桁架變形的視頻教程
ABAQUS桁架結構強度分析
通過一個桁架案例分析，教會讀者如何在ABAQUS中創(chuàng)建桁架模型，網(wǎng)格劃分，創(chuàng)建材料，載荷步，約束與載荷，然后輸入設置相關操作，輸入節(jié)點位移，單元位移與支反力
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ABAQUS橡膠網(wǎng)格大變形分析mapsolution功能的用法（三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形問題）
本課程的內容： 介紹map solution功能在大變形，非線性有限元分析中的基本原理。 插件導入ABAQUS教學（插件見附件），介紹網(wǎng)格建模插件的使用方法。 三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形有限元分析基本流程。 使用map solution功能復現(xiàn)三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形有限元分析。 拼合多個分析步的結果，解決力-位移曲線不連續(xù)問題，經(jīng)驗總結。
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abaqus分析桁架變形的實例教程
因此，在確保桁 架機器人工作效率的前提下，可以通過控制桁架機 器人驅動系統(tǒng)中的伺服電機的工作速度，使其激振 頻率遠離桁架機器人的整體結構的固有頻率，從而 避免工作過程中發(fā)生共振現(xiàn)象，影響機器人的工作 精度以及使用壽命。
圖 7 是由 LMS 測試系統(tǒng)分析得出的試驗模型 部分階數(shù)的振型動畫，從圖中觀察可以看出其振型 分別為：左側兩根立柱以及 X 軸橫梁沿著 Z 軸正 方向變形；桁架機器人整體框架朝 X 軸正方向變 形；兩根 Y 軸橫梁朝整體結構中間變形；兩根 Y 軸橫梁朝 Z 軸正方向變形。與 ABAQUS 模態(tài)仿真 結果的第 5、7、9、10 階振型幾乎相同，二者一致 性較好，這說明了其桁架機器人建模與約束條件設置的準確性[9]。
5 結論
本文以桁架機器人為研究對象，通過 ABAQUS 軟件以及模態(tài)試驗對桁架機器人進行模態(tài)分析，得 出以下結論：
（1）通過 ABAQUS 有限元仿真，計算出桁架 機器人的固有頻率及其振型。在實際工作時應避免出現(xiàn)與之相近的工作頻率，避免發(fā)生共振。
（2）根據(jù)模態(tài)試驗分析，得出縮小模型中存 在四種振型與 ABAQUS 仿真平臺求解出的第五、 七、九和十階模態(tài)振型高度對應，二者一致性較好， 驗證了實驗的可靠性。
（3）該桁架機器人的整體固有頻率偏低，易 發(fā)生共振現(xiàn)象，應繼續(xù)進行結構優(yōu)化，以提高其固 有頻率，優(yōu)化其振動性能。
參考文獻：
[1] 李媛. 國家審計推動制造業(yè)高質量發(fā)展的路徑研究[J]. 商展經(jīng)濟, 2020, (04): 108-110.
[2] Ming Yue Wu, Yan Jie Liu, He Gao Cai. Dynamic Analysis and Optimization for Wafer Handling Robot[J].
展開 桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創(chuàng)建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，截面形狀工字鋼。
設置一個分析步，打開幾何非線性，初始增量步設為0.001，無需定義相互作用，底端完全固定，左端中心施加200mm的位移。網(wǎng)格全局尺寸為600，采用B31兩結點空間線性梁單元。
由于工字形截面有不同的積分點位置，默認為底部翼緣的左邊，導致顯示的受力云圖不對稱，需在結果選項卡中設置截面點-包絡，只顯示每個截面的最大應力。
應力云圖不對稱
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數(shù)據(jù)表可見在200mm位移時，受到267.486KN的力。
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數(shù)據(jù)表可見在101.975mm位移時，受到232.295Mpa應力，即將達到屈服應力235Mpa。
案例二：桁架單元網(wǎng)架分析
選取桁架單元創(chuàng)建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，桁架單元截面形狀為圓形，這里選擇直徑為100mm，壁厚為3mm，計算截面積為914.203。
展開 桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創(chuàng)建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，截面形狀工字鋼。
設置一個分析步，打開幾何非線性，初始增量步設為0.001，無需定義相互作用，底端完全固定，左端中心施加200mm的位移。網(wǎng)格全局尺寸為600，采用B31兩結點空間線性梁單元。
由于工字形截面有不同的積分點位置，默認為底部翼緣的左邊，導致顯示的受力云圖不對稱，需在結果選項卡中設置截面點-包絡，只顯示每個截面的最大應力。
應力云圖不對稱
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數(shù)據(jù)表可見在200mm位移時，受到267.486KN的力。
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數(shù)據(jù)表可見在101.975mm位移時，受到232.295Mpa應力，即將達到屈服應力235Mpa。
案例二：桁架單元網(wǎng)架分析
選取桁架單元創(chuàng)建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，桁架單元截面形狀為圓形，這里選擇直徑為100mm，壁厚為3mm，計算截面積為914.203。
展開 [ 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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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 分析
8. 后處理
查看變形
1,4號節(jié)點沒有位移，2號節(jié)點有水平位移，3號節(jié)點下降，趨勢是正確的。
查看3號節(jié)點的總位移
上表中各節(jié)點對應含義如下
可見，加力節(jié)點的總位移是1.14微米，而右邊節(jié)點的水平位移是0.5微米。而左邊兩個節(jié)點沒有位移。
查看各個支座處的約束力
可見，
左上節(jié)點只有水平力，24.5牛頓；
右邊節(jié)點只有豎直力，40.2牛頓。
左下節(jié)點則同時有兩個方向的力，為24.5,59.8牛頓。
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【方法2. ABAQUS6.14分析過程】
1. 創(chuàng)建部件
創(chuàng)建二維的線模型
從點創(chuàng)建直線，得到桁架系統(tǒng)如下圖
2. 創(chuàng)建材料和截面屬性
創(chuàng)建材料，設置彈性模量和泊松比
創(chuàng)建截面。桁架形式的梁截面
并指定截面面積是100平方毫米，且將前面的材料屬性分配給它。
將截面屬性分配給部件。
3. 定義裝配體
將該唯一的部件導入到裝配體。
4. 設置分析步
創(chuàng)建一個通用的靜力學分析步即可。
5. 定義載荷和邊界條件
在第一個載荷步中，添加兩個邊界條件
第一，左邊兩個節(jié)點為固定鉸支座
第二，右邊一個節(jié)點為滾動支座
在第二個載荷步中，為中間節(jié)點施加豎直向下的集中力100N
6. 劃分網(wǎng)格
每邊設置一個單元
選擇單元類型T2D2
劃分網(wǎng)格
7. 提交作業(yè)
創(chuàng)建并提交作業(yè)
8.后處理
查看節(jié)點位移
該列表對應的節(jié)點編號如下圖
可見，加力節(jié)點的總位移是1.14微米，而右邊節(jié)點的水平位移是0.5微米。
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某袋除塵殼體結構選型如下：
箱體板厚5mm
箱體角柱：角鋼L90*56*8
箱體加強筋：角鋼L90*56*6
花板厚6mm
花板下加強筋：橫向為扁鋼80*6，縱向為扁鋼100*6
箱體中間支撐管：鋼管Φ60*5
圖1 袋除塵殼體結構示意圖
2、 建立模型
按照殼體結構示意圖建立幾何模型如圖2所示。
煙道結構
煙道壁厚5mm，圖1為煙道結構及其支座示意圖、除塵器支座設置示意圖。
圖1 袋除塵煙道結構及其支座、除塵器支座設置示意圖
建立模型
由于進氣煙道與殼體之間沒有膨脹節(jié)，因此需要考慮殼體的熱膨脹對煙道的影響，殼體已經(jīng)過計算滿足要求，本模型無需建立加強筋等部件，如圖2所示。出氣煙道與除塵器之間設置有膨脹節(jié)，故單獨建立出氣煙道模型
摘 要：為研究混凝土防滲墻內力及變形影響因素，文章建立數(shù)值計算模型，系統(tǒng)的分析了混凝土剛度及防滲墻厚度對墻內力及變形的影響，結果表明：防滲墻的最大主應力和最小主應力均隨墻的高程增大而增大，混凝土彈性模量對墻的變形影響非常小。在不同彈性模量的混凝土工況下，最大水平位移出現(xiàn)在墻頂；防滲墻小主應力和和大主應力隨高程的增大而減小。為保證防滲墻及大壩有較好防滲性能，應結合試驗確定防滲材料參數(shù)。
關鍵詞
[ 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(chǎn)需求，提高經(jīng)濟效益。
[
摘 要：為了確保桁架機器人在設計階段滿足模態(tài)性能要求，在設計前期需要對桁架機器人進行模態(tài)分析研究。本文首先根據(jù)物流工廠中的實際需求，確定桁架機器人的整體結構，并建立三維模型；然后基于 ABAQUS 有限元仿真平臺提取桁架機器人的前十階固有頻率以及振型；最后通過模態(tài)試驗方法對桁架機器人的實體縮小模型進行分析。結果表明：模態(tài)試驗結果中存在四種振型與 ABAQUS 分析結果中的四種振型吻合程度較高，驗證了仿真實驗的可靠性
該例子考慮了幾何非線性、非線性彈性材料參數(shù)與接觸非線性，分析了橡皮繩在外力驅動下的拉伸和扭曲變形，并在外力撤銷后應變能釋放，與動能相互轉化的過程，感興趣的朋友可以下載inp文件進行學習交流。
Abaqus大變形之SPH方法模擬分析Step by Step-01-10.pdf
1背景及意義
橡膠密封圈廣泛應用于密封結構中，諸如金屬管道連接處的密封、混凝土框架橫梁之間的潤滑密封等。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(chǎn)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
Abaqus調用damask實現(xiàn)軋制變形中FCC，BCC織構演化分析
案例實操一
1，使用abaqus建立20*20*20（mm）的立方塊
2，對立方塊進行單元劃分共包含1000個單元
3，假設每個單元代表一個單獨的晶粒，通過腳本隨機賦予每個單元材料屬性
4，施加對應的邊界提交（60%的下壓量）
5，提交與后處理材料數(shù)據(jù)
包含1000個晶粒的有限元模型
abaqus水泥土樁復合地基固結沉降變形分析
