abaqus剛體類型
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus剛體類型的視頻教程
Hypermesh-Abaqus聯合仿真-解析剛體2D
一、視頻內容介紹 二、hypermesh建模演示 1、創建幾何線 2、利用contact manager創建解析剛體面 3、為解析剛體面指定參考點
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Hypermesh-Abaqus聯合仿真-解析剛體3D旋轉體
Hypermesh-Abaqus聯合仿真-解析剛體3D旋轉體 ---------------------------------------------------------------------
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abaqus剛體類型的實例教程
在前段時間用ABAQUS模擬沖擊中，看文獻中描述沖擊錘以及邊界支座多采用剛體模擬。上網搜索了一下，剛體模型一般用于接觸分析中，由于剛體運動是由一個積分點控制，相比變形體，計算成本會低一些。而ABAQUS中提供了2種剛體類型：離散剛體和解析剛體，二者有一些共同點也有不同點，下面將對比介紹一下。
相同點
1. 離散剛體與解析剛體都是通過一個參考點來控制剛體的運動，計算時只是在參考點上積分，而剛體的外形只是用于判斷接觸面。
2. 在Part或者Property模塊中，通過Tool---Reference Point來指定參考點；在Property模塊中，通過Special---Inertia來設置積分點上的質量或者轉動慣量；在Load中，邊界條件、荷載以及速度均施加在這個參考點上。
3. 二者均不需要賦予材料屬性和截面屬性。
不同點
1. 建模方面
二者可創建的形狀有一定差異。離散剛體可創建的形狀與變形體一樣，能夠創建復雜一些的形狀。二維離散剛體可創建wire和point，三維離散剛體可創建solid、shell、wire和point。
但需要注意，離散剛體中只有shell和wire類型才能設置為剛體單元類型，如果是solid類型，在Instance模塊將無法創建Instance，出現如下提示：
所以在創建solid的離散剛體后，需要通過在Part模塊中Shape---Shell---From Solid，將solid轉為shell類型。
而解析剛體中，二維模型只能使用wire，三維模型只能用殼體的拉伸和旋轉。
2.
展開 abaqus解決剛體運動方法
上一期我們介紹了ABAQUS中離散剛體和解析剛體，其實除了通過在Part部分定義剛體部件的方式外，還可通過剛體約束來實現剛體的模擬，這個也有朋友在上一期的文章留言中提到，今天就來介紹一下剛體約束的定義方式。
剛體約束，顧名思義是在Interaction模塊中定義約束，基本思路是在組裝好的模型中通過一個參考點來約束控制一個區域的自由度。詳細操作如下：
1
進入Interaction模塊，點擊Create Constraint，選擇Rigid body，點擊Continue。
2
進入Edit Constraint界面，如下圖所示。
3
在Rigid type中點擊選擇需要定義約束的目標類型。
Body類型為選擇剛體約束中被約束的幾何區域或單元；
Pin為鉸接約束，在被選擇的剛體區域中，節點只具有平動自由度，旋轉不受約束；
Tie類型中，剛體區域的節點的平動和轉動自由度均被約束?。?Analytical Surface則是配合解析剛體來定義相關的解析面。
4
選擇被約束區域的類型后，點擊右側的箭頭，選擇剛體約束中被約束的區域，可以是一個Part，也可是已經提前定義好的set或surface區域。
5
在Reference Point中點擊箭頭，選擇剛體約束中的控制點，該點需提前通過Create Reference Point功能定義好控制參考點。
展開 本貼使用Abaqus2020版本，仿真剛體彈芯侵徹TC4鈦合金靶板。
幾何模型：
幾何模型使用SOLIDWORKS建模，結構示意圖見圖1所示。彈芯直徑Φ6mm，彈芯長度30.5mm，頭部為圓卵形。鈦合金靶板尺寸為200mm×200mm×10mm。
有限元模型：
有限元模型使用Abaqus建模，靶板四周采用完全固定約束。彈芯因彈頭結構不規則采用自由四面體網格，并設置為剛體。鈦合金靶板采用C3D8R六面體網格掃掠劃分。為了提高計算精度，對彈芯與靶板主要接觸部分采用六面體網格精細劃分處理，如圖2所示。
彈體與靶板之間采用*Surface-to-Surface contact（Explicit）侵徹接觸算法，通過定義彈體表面與靶板node接觸。*Interaction Properties選擇切向行為（摩擦選擇罰公式，摩擦系數為0.3）與法向行為（硬接觸）。
彈芯初始速度為770m/s，方向垂直靶板平面向下，通過創建約束控制。
材料模型
模型單位采用m-kg-s-Pa單位制。
靶板使用* JOHNSON_COOK材料本構模型其本構方程由兩部分組成，第一部分為應力：
式中：
A為屈服應力；B為應變硬化系數；n為應變硬化指數；c為應變率相關系數；m為溫度相關系數；ε ?^P為等效塑性應變；ε0為無量綱塑性比；T*為相對溫度，且
，式中T_melt，T_room 分別為材料的熔點和室溫。
第二部分是斷裂時的應變：
式中：σ^*=p/σ_eff， ，即壓力與VonMises等效應力的比值，D1-D5為失效系數。
展開 殼法線還定義了施加在單元上正壓力載荷的方向，并可以在ABAQUS/Post中畫出； 殼單元利用材料方向局部化到每個單元。在大位移分析中，局部材料軸隨單元而轉動。*ORIENTATION被用來定義非默認的局部坐標系統。單元的變量，如應力和應變，在局部方向輸出； *TRANSFORM定義節點的局部坐標系，集中載荷和邊界條件被應用在局部坐標系中。所用節點的輸出，如位移，也默認為基于局部的坐標系； 矢量圖可以使模擬結果可視化，特別是用來觀察結構的運動和載荷路徑。
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1.單元表征 單元族：單元名字里開始的字母標志著這種單元屬于哪一個單元族。 殼單元（S）； 實體單元（C）； 梁單元（B）； 桁架單元（T）； 剛體單元（R）。 2.殼單元(S) 殼單元：可以模擬有一維尺寸（厚度）遠小于另外兩維尺寸，且垂直于厚度方向的應力可以忽略的結構。 一般殼單元：S4R,S3R,SAX1,SAX2,SAX2T。對于薄殼和厚殼問題的應用均有效，且考慮了有限薄膜應變； 薄殼單元：STRI3
Abaqus有限元計算要使用的求解器類型：選擇隱式還是顯式？求解器類型會影響求解的方程組、某些單元的可用性、運行時間，甚至是否獲得收斂，本文將解釋Abaqus中可用的兩個求解器之間的區別。
1、Abaqus/Standard-隱式分析求解器
Abaqus/Standard使各種線形和非線性工程模擬能夠有效、準確、可靠的實現。廣泛的分析能力、優越的性能、完備的用戶指南、高質量的技術支持使得Abaqus
【abaqus】個人筆記—單元類型選擇&mesh注意事項
來源：力學與Abaqus仿真
對于大多數Abaqus用戶，在選擇單元類型時都會有這樣的困惑，可選的單元類型很多，還有減縮積分、完全積分、線性單元、二次單元、非協調單元、雜交單元、沙漏控制等眾多選擇（圖1），在實際有限元分析時，究竟應該如何選擇合適的單元類型。從今天開始，陸續介紹單元類型的選取原則，供大家參考。
圖1 單元類型選擇對話框
選擇三維實體單元類型時應遵循以下原則：
想做一個橡膠防沖擊的例子。橡膠單元類型只能用雜交嗎，那顯示分析中沒有雜交單元的話用C3D8r可以嘛
ABAQUS所有斷裂類型的案例
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