abaqus扭轉(zhuǎn)分析實(shí)例
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus扭轉(zhuǎn)分析實(shí)例的視頻教程
ABAQUS 鋁膜扭轉(zhuǎn)分析實(shí)例
通過step by step 方式建模分析計算。 難點(diǎn)： 主從面綁定； 接觸屬性設(shè)置； 剛體參考點(diǎn)以及質(zhì)量的設(shè)定； 鋁膜的材料參數(shù)塑形參數(shù)； 邊界條件施加在參考點(diǎn)上； 扭轉(zhuǎn)的位移和角速度。
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abaqus扭轉(zhuǎn)分析實(shí)例的實(shí)例教程
基于ANSA與ABAQUS的橡皮筋扭轉(zhuǎn)扇葉簡單實(shí)例
1、引言
在處理扭轉(zhuǎn)問題時，常規(guī)的計算方法，往往會伴隨一些假設(shè)，這會降低了結(jié)果的準(zhǔn)確程度。根據(jù)有限元理論，使用有限元軟件求解扭轉(zhuǎn)問題會大大提高求解的精確度，特別是對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，效果更為明顯。本文以橡膠產(chǎn)品為例，討論的在ABAQUS軟件中，如何正確完成扭轉(zhuǎn)分析，并提取需要的分析結(jié)果。
2、問題描述
受扭轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)由鋼筒和橡膠筒組成，產(chǎn)品尺寸如圖1所示。
圖1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡圖
3、有限元建模
加載時內(nèi)芯固定，在外圈施加扭轉(zhuǎn)位移。根據(jù)產(chǎn)品的CAD結(jié)構(gòu)建立有限元模型如圖2所示：
圖2產(chǎn)品有限元模型圖
4、材料性質(zhì)定義
鋼：彈性模量EX=2×105MPa，泊松比μ=0.3
橡膠：橡膠是一種超彈性材料，對于超彈性材料，不用楊氏模量和泊松比，而用應(yīng)變勢能（U）來表達(dá)應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系。ABAQUS軟件中有兩種應(yīng)變勢能可利用，分別是多項式模型和奧根（Ogden）模型，本例中使用多項式模型，表達(dá)式如下：
式中：U—應(yīng)變勢能，Jel—彈性體積比；I1、I2—應(yīng)變不變量；Di—定義材料的壓縮性；Cij—Rinvlin系數(shù)。本例中取N=1，以橡膠材料的單軸拉伸，單軸壓縮和平面剪切實(shí)驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，并考慮到橡膠的不可壓縮性，輸入方程系數(shù)值：C01=0.36，C10=0.09，D1=0
注意事項: 橡膠的特性錯綜復(fù)雜，材料特性和幾何特性均呈非線性變化的。如果要準(zhǔn)確預(yù)測模型中發(fā)生變形或應(yīng)變部分的行為，那么提供的試驗數(shù)據(jù)的范圍要涵蓋計算模型中可能會出現(xiàn)的變形狀態(tài)和應(yīng)變范圍。
5、加載求解
加載時，內(nèi)鋼筒的內(nèi)套固定，即UX=UY=UZ=0,將外鋼筒的最外層結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)系定義為柱坐標(biāo)系。在此柱坐標(biāo)系中施加扭轉(zhuǎn)載荷。
展開 多圖層顯示計算結(jié)果
同一圖層顯示整體模型和子模型來檢查驅(qū)動邊界
子模型位移云圖和螺栓應(yīng)力
子模型支持多層級分析，即一個子模型可以作為后續(xù)子模型的整體模型來使用，所以這個技術(shù)在跨尺度分析中也會用到；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)動的優(yōu)勢，也常出現(xiàn)在高精度有限元仿真中，用來克服邊界誤差。
03
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二者主要區(qū)別
通過這兩個案例，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景。總結(jié)地說，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)。
下載地址：ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解文檔
展開 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(jī)械約束方式為運(yùn)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(shí)例
展開 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。
講了這么多，最后還是那句話：“紙上得來終覺淺”，需要大家在今后的練習(xí)過程中多多摸索、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)驗總結(jié)能為給大家填坑搭橋，節(jié)約些許調(diào)試時間。
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先上效果：
引言：
目前Abaqus支持的橡膠材料本構(gòu)模型包含以下幾種：
Arruda-Boyce模型
Marlow模型
Mooney-Rivlin模型
Neo Hooke模型
Ogden模型
Polynomial模型
本實(shí)例是ANSYS與ABAQUS比較之系列的第7個例子，該例子主要說明超彈性材料的受壓分析。
本篇1使用ABAQUS分析，下篇2將使用ANSYS進(jìn)行分析
【問題描述】
一橡膠支座如下圖所示
下鋼板底面被豎直支撐，在上鋼板頂面上施加0.5MPa的壓力，要求對橡膠支座做壓縮仿真。
已知：鋼材的彈性模量206e3MPa,泊松比0.3；橡膠則有三組試驗數(shù)據(jù)：單軸拉伸，雙軸拉伸，平面剪切試驗數(shù)據(jù)如下
一、引言
電子產(chǎn)品在使用過程中的抗跌落沖擊性能越來越受到消費(fèi)者的重視，這就要求在設(shè)計開發(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證，本文以一藍(lán)牙耳機(jī)的跌落仿真分析來介紹
Abaqus斷裂失效分析的10個inp實(shí)例
“ 子結(jié)構(gòu)和子模型什么區(qū)別？如何使用它們？-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)”
來源：仿真學(xué)習(xí)與應(yīng)用
一般來說，通用商業(yè)有限元軟件的前后處理功能強(qiáng)大、單元庫豐富，但對特定領(lǐng)域的適應(yīng)性要差一些。雖然Abaqus也存在這樣的問題，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（含孔壓場）
2）初始孔隙比
3）初始飽和度
4）初始溫度分布
5）初始場變量
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
ABAQUS提供式和隱式兩種求解類型，其中顯式計算方法是“有條件收斂的”，只需滿足增量步小于限值，大多數(shù)情況均能順利計算完成；而隱式計算方法，在非線性情況下極易出現(xiàn)不收斂的情況，比如：欠約束、接觸、材料塑性或失效、斷裂、屈曲失穩(wěn)等，都可能導(dǎo)致多次迭代不收斂，增量步大小一降再降，直到滿足終止條件而退出計算。作為老司機(jī)，使用了這么多年的軟件總有點(diǎn)心得吧，總結(jié)了五條經(jīng)驗，分享給大家：
如果在分析過程中，外載荷與模型的響應(yīng)之間為線性關(guān)系，去掉載荷后，模型能夠恢復(fù)至初始狀態(tài)，這就是一個線性分析，其特點(diǎn)是：
1）幾何方程的應(yīng)變和位移的關(guān)系是線性的；
2）物理方程的應(yīng)力和應(yīng)變 的關(guān)系是線性的
在使用ABAQSU隱式方法進(jìn)行非線性分析時，采用的是整體平衡迭代的方法。每一個增量步計算結(jié)束得出的結(jié)果只是一個無限接近解析解的結(jié)果，并不能得到精確解。因此要判斷某一個增量步是否完成了計算，需要判斷其結(jié)果增量是否滿足某個限制，當(dāng)結(jié)果增量滿足限制要求時，該增量步即可收斂。要完成每一個增量步的計算，有時需要進(jìn)行多個步驟的迭代才能達(dá)到收斂限值，如果一個迭代步的結(jié)果無法達(dá)到收斂限值
