ABAQUS模態剛度的案例
【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 Opstruct基于模態分析的掃頻分析、隨機振動分析、動剛度分析（模態法、直接法） ￥100
利用Hypermesh中Opstruct模塊求解模態分析，并在模態分析的基礎之上，依次建立掃頻分析和隨機振動分析。動剛度分析（模態法、直接法）。
isight集成SFE進行剛度、模態優化詳細過程 ￥120
5.8以后的版本差別不大，設置均基本一致。
4.1 Isight集成SFE操作流程
SFE的優化是借助外部優化軟件實現的，常用的是Isight集成軟件，接下來的優化流程以Isight講解。
4.1.1 文件準備
優化集成前，需要準備好所有的文件。
SFE相關文件
1.
已定義變量的SFE模型
2.
Con文件
3.
Mac變量文件
4.
計算文件
批處理文件
1.
SFE批處理文件
2.
模型計算批處理文件
SFE相關文件在變量定義時已準備好，接下來是批處理文件的編寫。創建一個后綴為bat的文件，右鍵編輯，批處理文件的格式為：軟件位置 模型名稱。
SFE批處理文件：
C：\SFE\CONCEPT\v4.5.0.1\bin\concept.cmd SFE.con
計算批處理文件(Nastran為例)：
C：\MSC.Software\MSC_Nastran\20140\bin\nastran.exe SFE.bdf
4.1.2 基本流程創建
4.1.2.1 新建Isight
打開Isight軟件，顯示如下圖，首先保存Isight模型(后綴為zmf)到存放計算文件的文件夾內。
點擊下圖中的紅色按鈕(Model Properties)。
在彈出的菜單中，切換到Execution，在Model runtimedirectory中輸入{modeldir}
展開 基于MeshFree的發動機皮帶保護罩模態及剛度分析
利用MIDAS MeshFree軟件對發動機皮帶保護罩進行模態及剛度分析，分析結果同Altair HyperWorks軟件分析結果對比。
對比分析結果表明：
1、MeshFree模態分析結果同比Altair HyperWorks高5%左右，MeshFree剛度分析結果同比Altair HyperWorks低8%左右；
2、MeshFree從導入模型到求解分析時間（模態+剛度）不到半個小時，而Altair HyperWorks至少需要半天時間，效率比Altair HyperWorks高10倍左右。
發動機皮帶保護罩模型結構、載荷工況及邊界條件如圖1所示：
圖1 發動機皮帶保護罩模型結構、載荷工況及邊界條件
如圖1所示，工況如下：
1、圖中4個孔固定約束，分析約束模態（常溫）；
2、點1處，法向（X），φ10mm面積，載荷=100N（高溫110℃）；
3、點2處，法向（Y），φ10mm面積，載荷=100N（高溫110℃）。
展開 
【SIMU圖文教程】_06_白車身模態和剛度提升方法
2、影響扭轉剛度的區域
A TO HINGER, A TO ROOF, C TO ROOF, C TO ROCKER,ROOF RAIL, A PILLAR, C PILLAR, REAR RAIL, PACKAGE TRAY
通過應變能云圖和變形動畫確定確定優化的方向。如，需要優化抗彎系數還是抗扭系數？常用的方法有：
增加零件厚度，優化搭接及焊點，優化梁截面屬性(如，慣性矩或極慣性矩)，增加加強件等方法。
將節點剛度分析結果與參考車或數據庫進行比較，找出差異。在節點剛度的分析模型上進行優化，具體方法可以有：優化焊點分布，優化搭接，增加加強筋或加強件，優化零件厚度，優化腔體的截面等方法。
六、料厚優化
通過優化白車身板件厚度來提高白車身模態和剛度性能的方法。建議料厚優化放在結構優化之后進行，因為通過結構優化可以得到較好的車身結構，在這個模型上進性料厚優化更有意義。料厚優化不僅可提高白車身的模態和剛度，還可以通過控制質量的方式進行減重。即實現材料厚度的最優化。
七、白車身模態優化和剛度優化的區別
1、模態優化
結構的模態既有剛度的貢獻也有質量的貢獻，因此在優化模態時即可優化剛度也可優化質量。對于白車身的彎曲和扭轉模態，往往也有局部模態參與其中。這時，優化局部結構對整體模態的提高有一定幫助。如，彎曲模態中有備胎盒的局部模態，這時優化備胎盒結構后彎曲模態會提高一些，但整車的彎曲或扭轉剛度卻基本沒變。白車身模態的優化即可以從整體框架結果上進行優化，也可以從局部結構上進行優化，建議根據具體情況決定。
2、剛度優化
白車身剛度主要和結構、焊點、料厚相關。彎曲和扭轉剛度的優化工作主要集中在車身整體框架結構的優化上。和模態的優化不同，框架結構外的局部優化對剛度提高意義不大。如提高前端模塊的剛度后彎曲模態提高，但彎曲剛度卻基本沒變化。
展開 基于模態頻率下單位動載荷原點動剛度及加速度導納(IPI)分析-02 ￥65
連接點動剛度是室內怠速噪聲與路面噪聲的重要影響因素。研究表明，反映連接點動剛度特性的原點加速度導納 IPI 對室內聲壓響應起主導作用，雖然車身內飾和室內空腔也影響室內聲壓，但若加速度導納特性差則很難通過后期其他的優化方法來達到提升整車NVH能的目的。因此車身各個安裝點的動剛度對車內振動和噪聲有著巨大的影響，對動剛度進行分析和優化具有十分重要的工程意義。高的接附點動剛度提升了安裝點動剛度和安裝點隔振襯套的剛度比，同時增加了安裝點對發動機、路面激勵的隔振作用。
IPI(Input Point Inertance)分析是在一定頻率范圍內通過在加載點施加單位力作為輸入激勵，同時將該點作為響應點，測得該點在對應頻率范圍內的加速度導納。
上式又可寫為：
前處理：Hypermesh 14.0
求解器：Optistruct
后處理：Hypergraph 14.0
需要計算IPI與原點動剛度的位置主要包括以下幾點：
動力總成（懸置）連接點(x, y, z三個方向)；
排氣系統掛鉤連接點(x, y, z三個方向)；
傳動軸系支撐點(x, y, z三個方向)；
底盤阻尼器連接點(x, y, z三個方向)；
底盤彈簧連接點(x, y, z三個方向)；
底盤搖臂連接點(x, y, z三個方向)；
冷卻模塊與車身連接點(x, y, z三個方向)；
等等。
本案例以減震器左連接接觸附點Z向為例，其它接觸附點、其它方向（X/Y）依次類推，1KN/mm、10KN/mm、100KN/mm目標剛度曲線，掃頻范圍0-200Hz。
展開 基于模態頻率下單位動載荷原點動剛度及加速度導納(IPI)分析-01 ￥15
連接點動剛度是室內怠速噪聲與路面噪聲的重要影響因素。研究表明，反映連接點動剛度特性的原點加速度導納 IPI 對室內聲壓響應起主導作用，雖然車身內飾和室內空腔也影響室內聲壓，但若加速度導納特性差則很難通過后期其他的優化方法來達到提升整車NVH能的目的。因此車身各個安裝點的動剛度對車內振動和噪聲有著巨大的影響，對動剛度進行分析和優化具有十分重要的工程意義。高的接附點動剛度提升了安裝點動剛度和安裝點隔振襯套的剛度比，同時增加了安裝點對發動機、路面激勵的隔振作用。（摘要引用于百度文庫“車身接附點動剛度的研究”）
模型信息：
IPI(Input Point Inertance)分析是在一定頻率范圍內通過在加載點施加單位力作為輸入激勵，同時將該點作為響應點，測得該點在對應頻率范圍內的加速度導納。
上式又可寫為：
前處理：Hypermesh 14.0
求解器：Optistruct
后處理：Hypergraph 14.0
減震器左連接接觸附點
結果信息：
加速度原點導納（IPI）
原點動剛度（Kd）
本案例僅提供模型文件結果文件及相關指導，凡購買的朋友針對本案例仿真實現上有什么疑問可以私信。
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。
Hypermesh與ABAQUS聯合的模態分析 附HyperMesh模態分析步驟下載
圖6 約束施加
7、載荷條件
模態為系統固有振動屬性，無法在對應分析步中設定載荷，如需考結構在某載荷作用下的振動屬性，可進行預應力模態分析。
最后單擊Load Steps下的Step1，將Output Blocks與Load Collectors與其對應，如圖8所示。
圖8 分析步設定修改
通過File->Export->Solver Deck進行模型導出。
ABAQUS部分
1、文件導入
進入ABAQUS中，通過File->import->Model進行inp文件導入。
2、檢查設定
通過各個模塊檢查設定，無誤，并創建作業提交求解。
3、后處理
得到的一階及二階模態振型如下。
圖9 一階模態振型
圖10 二階模態振型
下載地址：HyperMesh模態分析步驟
展開 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 案例13 基于模態的振動響應（Abaqus計算模態）
之前在superxjw版主的第二課中介紹了如何利用VL計算基于模態的振動響應，但是有網友是采用Abaqus計算模態，然后用VL來計算后續的振動響應以及聲學響應，然后就詢問如何導入Abaqus的模態分析結果，因此，做了一個導入Abaqus的模態結果，然后進行振動響應計算的案例，給大家分享一下。
superxjw版主的視頻教程：
LMS Virtual.Lab 11聲學視頻教程 第二課 基于模態的振動響應計算
對于VL的接口方面：
VL11SL2和VL12都是支持到Abaqus 6.12
所以，喜歡追求新版本，使用Abaqus6.13的朋友們就得注意一下版本的問題了。
感謝阿偉在本人學習LMS Virtual.Lab過程中的幫助！
本例視頻及Abaqus模態計算結果文件下載地址：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=4100661600&uk=1728334102
LMS Virtual.Lab Acoustics 交流群 238339600
展開 
基于ABAQUS的橡膠懸置膠合件剛度仿真計算
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。
求得的力和位移關系見表3所示，用表中數據進行畫圖差值可得如圖5到Y向靜剛度為98N/mm,與設計值80N/mm有一定差異，見圖4。其變形云圖見圖6.
展開 ABAQUS疑難雜癥之沙漏剛度
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。
今晚直播 | 基于ABAQUS的橡膠減震件剛度分析
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為了提高仿真工程師、高校師生實際工程能力，技術鄰特開展2021年ABAQUS系列直播課，我們甄選了四個熱門方向（巖土、二次開發、橡膠分析、混凝土）的基礎入門課，助力小伙伴們夯實有限元基礎。
第三期直播《基于ABAQUS的橡膠減震件剛度分析》將于今晚開啟，歡迎大家關注學習！
”
橡膠材料由于其獨特的物理和化學的特性（如超彈性，粘彈性且柔軟性、耐磨性、絕緣性和阻隔性等），使得其在工程上得到了非常廣泛應用，這一點在汽車行業尤為明顯。縱觀過去近200年的歷史，硫化橡膠的誕生直接推動了汽車革命。
如今在我們的汽車中，橡膠制品早已是“汽車的半條命”。就拿我們常見的桑塔納轎車來說，其就擁有270多個橡膠密封制品，而這些橡膠組件的性能直接決定了汽車的性能和安全。
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
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