abaqus模型剛度的案例
Abaqus一鍵輸出剛度矩陣和質量矩陣的插件EMM ￥20
=======概述=======
EMM(Export Matlab Matrix)是集成在ABAQUS/CAE中的一個插件，能夠一鍵輸出Abaqus模型的單元及全局剛度、質量、載荷矩陣，并自動轉換為MATLAB矩陣。
Abaqus可以輸出剛度、質量等單元或者全局矩陣。但需要手動添加關鍵詞，較為麻煩，且輸出的.mtx矩陣格式比較亂，不易閱讀。
本工具能一鍵實現以下功能：
1. 輸出Abaqus模型的剛度、質量、載荷矩陣到.mtx，包括單元和全局的；
2. 將上述矩陣轉換為MATLAB的.mat文件；
3. 用Matlab打開上述.mat文件。
如果用戶有任何問題或者需要合作，歡迎聯系我們。email: SnowWave02@qq.com
=======使用過程=======
打開Abaqus模型，切換到Job模塊，在Abaqus菜單欄的Plug-ins里看到iSolver插件的菜單。
點擊iSolver->Export Matlab Matrix…，彈出EMM界面。
勾選需要輸出的矩陣和Set，點擊EMM界面右側的Submit后將提交Abaqus計算，計算完畢得到如下類似矩陣。
=====演示視頻======
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c11343
=====下載======
用到的模型
Job-Cabin-T.rar
用戶手冊
Export Matlab Matrix工具說明(SnowWave02 20191217).pdf
EMM插件
展開 Norsand模型剛度(彈性)參數的輸入
1 引言
NorSand模型的材料屬性分為三部分：第一部分是臨界狀態位置參數CSL，第二部分是塑性Plasticity參數, 第三部分是彈性Elasticity參數。如果按照本構模型來劃分，第一部分和第二部分構成了材料的強度Strength屬性，而第三部分構成了材料的剛度Stiffness屬性。本文主要討論了NorSand模型剛度屬性即彈性參數的輸入及其參數值的選擇。
2 彈性參數
NorSand模型的彈性參數使用剪切模量G(Elastic shear modulus)和體積模量K(Elastic bulk modulus)來表示，如下式所示。應當注意，不同的數值模型改進方法可能使用了不同的符號表示，本文以FLAC3D術語為主。
展開 如何在多體動力學模型中評估齒輪嚙合剛度
COMSOL Multiphysics? 軟件中的新特征和功能能夠準確地評估齒輪嚙合剛度，從而可以幫助我們創建一個精確的齒輪模型。今天，我們將解釋為什么要考慮齒輪嚙合彈性，以及如何計算齒輪嚙合剛度并將其納入多體動力學模型中的重要性。
齒輪嚙合剛度的重要性
在齒輪發明之前，輪子在摩擦力的作用下將一個軸的旋轉傳遞到另一個軸上。使用這種摩擦輪的主要缺點是超過一定的扭矩值時會發送滑脫，這是因為可以傳遞的最大扭矩會受到摩擦扭矩的限制。為了克服這一限制，人們開始使用齒輪，如今更普遍是被稱為鈍齒輪或齒輪。
使用多體動力學模塊中的零件庫創建的齒輪對。
齒輪的主要目的是避免滑移。這就是為什么一個齒輪的齒要插入配對齒輪的齒之間的原因，這個過程稱為齒輪嚙合。與齒輪的核心區域相比，齒輪的嚙合區域更加靈活。因此，當試圖準確捕捉系統中的動力學和振動時，考慮齒輪嚙合的剛度很重要。
齒輪嚙合剛度取決于幾個不同的參數，最重要的是，它會隨齒輪的旋轉而變化。這使得問題變成非線性問題，并且連續變化的齒輪嚙合剛度會引起系統的振動。這種存在于傳動系統中不同部分的振動會產生噪聲輻射。因此，評估齒輪嚙合剛度并將其納入齒輪模型中至關重要。
使用靜態接觸分析評估齒輪嚙合剛度
為了檢查齒輪嚙合剛度，我們首先假設齒輪是彈性體，并建立它們之間的接觸模型。然后進行靜態參數分析，以確定嚙合循環中不同位置的齒輪嚙合剛度。嚙合周期的定義是齒輪旋轉的圈數，之后下一個齒占據第一個齒的位置。
為了理解這個過程，我們以其中兩個均由鋼制成的齒輪為例來說明，這些齒輪具有以下特性：
在該示例中，兩個齒輪在其各自的中心處鉸接。使用罰接觸方法，對兩個齒輪的齒之間的接觸進行建模。相互接觸的兩個齒輪的邊界如下所示。
展開 鋼板彈簧剛度強度計算模型 ￥50
1\在UG中建立鋼板彈簧完全自由狀態下的模型
2\用HyperMesh畫好體網格后導出*.inp文件
3\附材料屬性，定義耦合，定義接觸
4\創建載荷步，夾緊與加載
5處理結果，強度與剛度
砂土剛度衰減模型在海上風電工程中的應用
砂土剛度衰減模型在海上風電工程中的應用
1. 工程背景
砂土是海上風電工程常見的土類，循環荷載作用下它的軟化現象會引起樁側土體塑性變形累積過大，極易造成結構失穩傾覆。Huurman提出的剛度衰減模型通過引入循環應力比將砂土剛度與循環次數連接在一起，是分析砂土地基構筑物循環承載工況的有效方法。砂土剛度衰減模型有較好的理論基礎，難點在于將其內嵌于通用有限元軟件的計算內核。
大型海上風電機組是大力發展風電、有效利用近海風能資源的核心技術，為提高機組的發電功率，風機尺寸通常較大，要求基礎擁有較強的結構承載能力。大直徑單樁基礎、導管架基礎以及負壓筒基礎因其優異的受力特性成為了海上風電工程常用的基礎形式，它們不僅要滿足豎向承載力的要求，更要在風、波浪以及洋流等循環橫向荷載作用下保持結構穩定。
海上風電基礎的有限元模型同時具有材料非線性、位移非線性（大變形）以及邊界條件非線性（接觸算法）的特性，對軟件非線性求解的能力有著較高的要求。<a href="/major/Abaqus因其優異的非線性求解器在海上風電工程中應用廣泛，同時軟件提供了二次開發程序的接口，允許用戶采用FORTRAN計算機語言編寫描述材料受力變形特性的子程序。筆者基于前人工作經驗，采用Abaqus 建立了砂土地基中循環承載工況下，大直徑單樁基礎、負壓筒基礎以及導管架基礎的有限元模型，編寫了海上風電基礎通用的USDFLD子程序與Abaqus 的求解器聯立求解，實現了砂土地基剛度的衰減，并分析了其受力變形、位移~荷載曲線以及土體剛度的發展規律，研究成果可為海上風電設計參考。
2. 砂土剛度衰減模型
3. 程序框架
4. 有限元模型
4.1計算工況
砂土剛度衰減模型程序是通用的二次開發程序，對各類結構形式的砂土地基都應得到較好的解答。
展開 儀表板剛度CAE分析-完整有限元模型及報告 ￥29.9
儀表板剛度CAE分析-完整有限元模型及報告
MSC Nastran模型剛度矩陣和質量矩陣的輸出方法
1 概述
MSC Nastran模型的剛度矩陣和質量矩陣，可以輸出為文本文件。工程實際中，工程師可以校核、集成矩陣，進行第二次開發，完成商用軟件和自研程序的完美集成。例如：工程師有一個計算線性動力學方程組的瞬態python程序，可以集成MSC Nastran的剛度矩陣和質量矩陣。
2 剛度矩陣和質量矩陣的輸出方法
1) 剛度矩陣和質量矩陣輸出至punch（.pch）文件
如果需要在其他MSC Nastran計算中，重用MSC Nastran模型的矩陣，可以將MSC Nastran矩陣輸出至Punch文件，方法為：
l 在MSC Nastran卡片中，添加參數：PARAM,EXTOUT,DMIGPCH
注：Punch文件中的矩陣，Patran不支持
2) 剛度矩陣和質量矩陣輸出至f06（.f06）文件
如果想直接在f06中查看輸出的矩陣，可以使用如下方法：
l 在執行控制部分（CEND前），添加如下卡片：
COMPILE EXTOUT $
ALTER 'RETURN'(,-1) $
MATPRN KAA,,,,// $
MATPRN MAA,,,,// $
l 添加如下參數（BEGIN BULK），例如：PARAM,EXTOUT,DMIGPCH
實例：
輸入文件：
剛度矩陣
質量矩陣
3 參考信息
適用版本：MSC Nastran 2005及以后版本。
展開 【ABAQUS模態動力學】Composite&abaqus 預應力模態分析&輸出單元剛度矩陣
劃分網格
定義邊界條件
5.2 預應力模態
預應力模態，按我的理解就是，假設t=0時，結構的剛度矩陣、質量矩陣為M0,K0；t=t1時，結構（分析對象）收到外部激勵的作用，使得結構的剛度矩陣，質量矩陣發生改變，結構的剛度矩陣、質量矩陣為M1,K1；t=t2時，開始進行特征值提取，此時求解的是t1狀態的結果。
從上面這個理解出發，ABAQUS預應力模態只要在frequency分析步之前進行General,Static分析步,打開NLGeom選項(分析過程中剛度矩陣會不斷變化)。
提取單元剛度矩陣：
【ABAQUS 二次開發筆記】輸出單元剛度矩陣 - hayden_william - 博客園
以上均為我的一點理解，不一定完全正確，本文僅作為個人學習記錄之用，其他概不負責。
展開 ANSYS模型剛度、質量矩陣快速提取小軟件—km_from_Ansys ￥88
背景
從事結構振動控制、車橋耦合振動、結構健康監測傳感器優化布置、結構動力性能分析等等一系列研究的同仁們應該都面臨過一個同樣的問題—“怎么把結構的剛度和質量矩陣建立出來？”。這對于那些數值分析高手和專家可能不是什么問題；但是對于科研剛入門的新手來說，這個難度還是相當大的。如果都靠自己寫程序來建立有限元模型，則對理論基礎、編程水平都有很高的要求，甚至程序做出來也未必能保證其正確性，是一個很讓人頭疼的問題。
對于一些簡單的被動控制裝置或簡單的動力學分析，當然也可以在有限元分析軟件中構造出裝置組成直接分析（剛度+阻尼類型），但是對于稍復雜一些的控制裝置和耦合分析等問題，會受到平臺功能上的限值，尤其是對于主動和半主動等涉及控制算法的研究來說，基本很難在有限元軟件平臺上實現分析。再加上如果需要對裝置進行參數優化，需要進行多次重復計算，難度就更大。
Ansys、ABAQUS等軟件平臺給我們提供了比較穩定有效的有限元模型建立平臺，通過借助商業軟件來建立模型，再將其中的剛度、質量矩陣導出，是非常可取的一種方法。如果能夠提取出模型的矩陣，明晰計算原理，就能夠很容易的通過自己的程序設計對計算過程進行補充、調整，來達到自己定制的計算分析目的。其實，不僅對于振動控制，比如結構靜動力分析、車橋耦合分析、結構傳感器優化配置方案設計等，都有應用需求。因此，一個能夠便捷的提取結構矩陣的方法就顯得至關重要。
技術鄰平臺已經有大佬提供了ABAQUS軟件剛度和質量矩陣的導出方法。這里補充一下在ANSYS中導出質量和剛度矩陣的方法和小軟件。
2.
展開 x.y MSC Nastran模型剛度矩陣和質量矩陣的輸出方法
1 概述
MSC Nastran模型的剛度矩陣和質量矩陣，可以輸出為文本文件。工程實際中，工程師可以校核、集成矩陣，進行第二次開發，完成商用軟件和自研程序的完美集成。例如：工程師有一個計算線性動力學方程組的瞬態python程序，可以集成MSC Nastran的剛度矩陣和質量矩陣。
2 剛度矩陣和質量矩陣的輸出方法
1) 剛度矩陣和質量矩陣輸出至punch（.pch）文件
如果需要在其他MSC Nastran計算中，重用MSC Nastran模型的矩陣，可以將MSC Nastran矩陣輸出至Punch文件，方法為：
l 在MSC Nastran卡片中，添加參數：PARAM,EXTOUT,DMIGPCH
注：Punch文件中的矩陣，Patran不支持
2) 剛度矩陣和質量矩陣輸出至f06（.f06）文件
如果想直接在f06中查看輸出的矩陣，可以使用如下方法：
l 在執行控制部分（CEND前），添加如下卡片：
COMPILE EXTOUT $
ALTER 'RETURN'(,-1) $
MATPRN KAA,,,,// $
MATPRN MAA,,,,// $
l 添加如下參數（BEGIN BULK），例如：PARAM,EXTOUT,DMIGPCH
實例：
輸入文件：
剛度矩陣
質量矩陣
3 參考信息
適用版本：MSC Nastran 2005及以后版本。
展開 ABAQUS 剛度矩陣 ￥1000
我有個abaqus的問題，你們幫幫我出出主意。 是這樣的：
1，TestElement.py 是編寫的測試代碼，可輸出8結點線性單元的剛度矩陣。
2，abaqus文件Job-testing.inp ，運行可以輸出單元剛度矩陣。
問題是：他們的結點坐標/排序，材料參數都一致， 但得到的剛度矩陣就不一樣。
需要：代碼輸出的剛度矩陣與abaqus得到的剛度矩陣一致或者基本一致。
TransferMatrix：導出Abaqus剛度矩陣
本期給大家推薦一款由木木自研的小工具：TransferMatrix，主要用于導出 Abaqus 中各種剛度矩陣，方便和自研的程序進行實時對比，基于 Pyside6 搭建的軟件界面，用戶僅需導入 inp 文件，就可以自動調用電腦內的 Abaqus 進行計算分析，不受限于 Abaqus 版本，可以導出：
單元剛度矩陣
單元質量矩陣
單元分布節點荷載列陣
整體剛度矩陣
整體質量矩陣
可選是否導出后打開 Matlab ，并保存為 mat 文件
默認保存的格式為 csv，用戶可以直接在TransferMatrix 中查看
可選是否保存整體剛度/質量矩陣為稀疏矩陣/全矩陣形式
軟件界面見下圖：
若勾選導出后打開matlab，可直接查看：
軟件實現原理
使用注意事項
軟件啟動速度較慢，需要有點耐心，鄙人對于 PySide 的打包技術認識有限
若 inp 文件內沒有密度參數，是不能導出質量矩陣的，建議在動力類型的分析步中進行導出質量矩陣
非協調單元和雜交單元只能輸出質量矩陣
在輸出載荷列陣時，Abaqus 產生的是單元節點的分布載荷，如果沒有這中載荷類型，也是無法導出的
建議再導入 inp 文件之前，確保這個文件能在 Abaqus 上跑通，本軟件只是負責轉換剛度矩陣
不支持在TransferMatrix 中查看整體剛度/質量矩陣，因為一般情況下全局矩陣尺寸很大，可選擇導出至 Matlab 中進行查看
如果出現風險提示，請選擇信任：
軟件同級目錄放置的config.json文件，里面配置的是本地的 abaqus.bat 和 matlab.exe 目錄，建議用 everything 工具搜索出這兩個的安裝位置，復制進去即可。
展開 基于ABAQUS的鋼筋混凝土梁的剛度分析
ABAQUS 是一套功能強大的工程模擬的有限元軟件，其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復雜的非線性問題。 ABAQUS 包括一個豐富的、可模擬任意幾何形狀的單元庫。并擁有各種類型的材料模型庫，可以模擬典型工程材料的性能，其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質材料，作為通用的模擬工具， ABAQUS 除了能解決大量結構（應力 / 位移）問題，還可以模擬其他工程領域的許多問題，例如熱傳導、質量擴散、熱電耦合分析、聲學分析、巖土力學分析（流體滲透 / 應力耦合分析）及壓電介質分析。
本文采用ABAQUS簡單搭建鋼筋混凝土結構有限元模型，解決工程實際問題。本文對某鋼筋混凝土模型進行模擬，采用實體單元（混凝土）與Beam單元（鋼筋）相結合的方式進行模擬。首先導入模型，劃分實體網格和一維梁單元。建立材料和截面，分為實體和一維梁單元。然后將材料賦予個模型，進行網格劃分。然后加載，簡支梁模型，約束兩端下部，在上部施加均勻壓力。最后求解計算。
由結果處理可知，鋼筋混凝土梁的最大位移為2.55cm，可以達到模擬效果。ABQUS可以有效模擬鋼筋混凝土模型，對工程實際有很大的參考指導意義。
設備基本情況：i5 4核 ；耗時：10分鐘內。
圖1 鋼筋混凝土梁CAD模型
圖2 線框模型，中間為鋼筋模型
圖3-4 網格模型
圖5 施加載荷示意圖
圖6 位移云圖
展開 基于ABAQUS的橡膠懸置膠合件剛度仿真計算
然而由于橡膠懸置復雜多變的結構形狀以及橡膠材料復雜的非線性特性，目前并沒有理想的模型或解析公式可以準確地描述其彈性特性與結構參數之間的關系，因而橡膠懸置的結構設計也沒有確定的方法，大多采用經驗設計和試驗修正的方法。
本文將以一個懸置膠合件仿真的實例講解一下如何利用ABAQUS來獲取其三個方向的靜態特性。所用膠合件的數模圖如圖1所示。其設計圖紙上標注的三向剛度如表1所示，膠料硬度是邵氏50±5度。
圖1 膠合件結構
表1設計要求
1、 網格劃分
采用HYPERMESH對圖一懸置進行網格劃分到的有限元模型如圖2所示。
2、材料設置
把劃分好的網格導入ABAQUS中，設置其材料參數，由于不同本構模型對橡膠懸置膠合件剛度計算結果有一定的影響。結合何小靜，上官文斌發表的《橡膠隔振器靜態力－ 位移關系計算方法》一文的研究結果表明，Mooney-Rivlin 模型的計算精度最高，其相對誤差均小于10%，所以本文采用M-R模型進行計算。50度膠料的M-R材料常數C10=0.2969，C01=0.0584。
3、剛度求解
3.1求解X方向剛度
按表 1要求，做如下設置：在Z方向先預載8mm，再在X向加載500N。取值0~5.6mm,對X向靜剛度進行求解。
求得的力和位移關系見表2所示，用表中數據進行畫圖差值可得到圖3所示的X向靜剛度為38N/mm,與設計值非常接近，其變形云圖見圖4所示
表2 X向力和位移關系表
圖3 X向剛度差值結果
圖4 X向云變形圖
3.2求解Y方向剛度
按表 1要求，做如下設置：在Z方向先預載8mm，再在X向加載1000N。取值2~4mm,對Y向靜剛度進行求解。
展開 ABAQUS疑難雜癥之沙漏剛度
模型中左側沒有施加對稱邊界條件，導致坯料左上方頂點的節點是自由的，剛體擠壓后，頂點在剛體的上方，出現“穿透”現象，這樣以來就違反了接觸分析的重要原則：從面節點在分析過程中應該始終處于主面法線的覆蓋范圍之內，而不能落在主面之外。
剛體參考點位置。建模過程中一個很好的習慣就是將參考點設置在剛體形心位置處，如果模型涉及轉動不至于出現偏離。
源文件可在公眾號:‘易木木響叮當’ 內回復“沙漏剛度”自動獲取。
