abaqus剛體沖擊的案例
ABAQUS中離散剛體與解析剛體對比
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
abaqus解決剛體運動方法
ABAQUS中剛體約束介紹
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另外，在參考點定義中，如果勾選Adjust point to center of mass at start of analysis時，ABAQUS可自動將參考點定位到剛體約束中的計算質心位置處。
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最后，如果進行完全耦合的熱應力分析中需要定義剛體約束時，可通過勾選Constrain selected regions to be isothermal實現等溫的剛體約束。
以上就是ABAQUS中定義剛體約束的方式，下一期將會匯總剛體部件和剛體約束的區別和聯系。另外，今天在文末列出了近期由ABAQUS模擬沖擊延伸而寫的文章，歡迎大家點擊閱讀。
本文來自ABAQUS微信公眾號
展開 ABAQUS導入初始場變量（預定義場）多次低速沖擊以及沖擊后壓縮 ￥38
ABAQUS導入初始場變量（預定義場）
通常利用ABAQUS計算時，需要多步驟分析，例如計算多次低速沖擊以及沖擊后壓縮等，下面詳細描述利用數據傳遞方法進行多步驟分析。（建議購買視頻，視頻內包含此帖子）
導入效果圖如下：
導入的損傷云圖
導入的應力場
導入的位移場
分層損傷的導入
1. 計算完成后，新建一個ABAQUS 窗口，切記與上一步計算的ODB文件在同一個文件夾下，導入Part部件
Abaqus彈芯侵徹仿真（彈芯剛體）
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 關于Abaqus中幾種剛體建模方式的討論
關于Abaqus中幾種剛體建模方式的差異，試了一下，一點拙見，敬請指導，模型比較簡單。
源文件.rar
關于Abaqus中若干剛體建模方式的討論.pdf
HyperMesh中進行Abaqus剛體屬性設置
在做仿真任務時，經常會遇到定義剛體的情況，本文針對在hypermesh、Abaqus求解器下的剛體設置進行說明，
首先創建模型，進行網格劃分，修改單元類型，四邊形網格單元類型修改為R3D4,三角形單元類型修改為R3D3;
更新單元類型后創建剛體屬性，屬性類型選擇RIGID_BODY
設置剛體參考點為模型上任意一點
選擇剛體的單元集合為零件comps
設置好如下所示：
復合材料失效脫粘分析鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14492
后處理教程鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14395
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展開 新能源電池包、模組等結構基于ABAQUS的多次沖擊（連續沖擊）、多次跌落等多個顯式工況的累加計算 ￥9.99
本方法可用于顯式工況后動能的釋放、多個不同顯式工況的累加計算等（如沖擊完跌落，先X向沖擊再Y向沖擊等）
對于新能源電池包、模組等結構通常會有多次沖擊（連續沖擊）或多次跌落的要求，采用ABAQUS進行顯式動力學求解時，進行完一個顯示分析工況的求解后，結構往往有很大的動能，不能直接進行第二個顯式工況的加載，本文以某一簡化的模組為例說明在ABAQUS中解決連續沖擊的問題。
案例采用的模組12Kg，沖擊工況為25g/15ms，Y向沖擊兩次。
以下為計算的結果對比，首先是第一次正常沖擊的結果，第二個是消除第一次沖擊后動能及彈性變形的結果，此時保留了塑形變形與殘余應力，第三個是在第二個的基礎上進行的又一次正常沖擊，可以看出，連續兩次沖擊后，模組側板的塑性應變有增大。
觀察第一次沖擊和第二次沖擊的動能曲線，可以看出兩次沖擊的動能曲線基本重合。
以下付費內容包含模型文件，操作步驟說明文件等，感興趣的可以下載學習。
展開 調用ABAQUS內置JH2模型模擬沖擊損傷-ABAQUS例子
結果如下：
impactsiliconcarbide_jh2.txt
把附件的txt后綴直接改為inp文件即可運行
ABAQUS斷裂模擬收徒 ，快速學會各種ABAQUS斷裂模擬方法 **/人（將有機會享有各種插件以及程序，價值**、專門定制視頻、全程親自教學、各種模型調試及解答問題等等，傾囊相教）
ABAQUS中沖擊動力學問題的求解方法
接觸
接觸問題在工程中處處可見，復合材料的沖擊問題也存在沖擊頭與層合板之間的接觸。當兩個物體彼此接觸時，垂直于接觸面的力作用在兩個物體上。如果在接觸面之間存在摩擦，可能產生剪力以阻止物體的切向運動。接觸模擬的目的是確定表面上發生接觸的面積和計算所產生的接觸力。
在有限元分析中，接觸問題屬于非線性問題，但又區別于材料非線性和幾何非線性，屬于邊界條件非線性問題。接觸條件是特殊的不連續約束，允許力從模型的一部分傳遞到另一部分。只有兩個表面發生接觸時才會產生約束，當分開時，就不存在約束了。分析時，需要判斷什么時候表面發生接觸并采用響應的約束，什么時候表面分開并解除約束。
復合材料沖擊接觸分為靜態接觸和動態接觸。前者不考慮接觸過程隨時間的變化，忽略了慣性效應。實際上，復合材料沖擊響應一般由瞬態動力響應或者應力波控制的。本文在計算過程中，采用動態接觸。
3.1 ABAQUS接觸功能描述
ABAQUS/Explicit提供了兩種模擬接觸相互作用的算法[29]。
展開 ABAQUS沖擊失效
使用子程序為 unifiber的vumat定義單元刪除
問題如下:
失效單元刪除后，位移載荷曲線有明顯的驟降，初步考慮是單元刪除引起的，有什么辦法解決嗎？真實數據沒有這部分驟降
圖示為三個選中單元的位置和輸出mises應力值
基于ABAQUS單點顯式VDLOAD/隱式DLOAD激光沖擊加載(圓形光斑和方形光斑) ￥50
激光沖擊強化是一種相對而言較新的機械表面處理方式。就目標而言它與機械噴丸強化類似：在材料的表面和近表面引入有益的殘余壓應力。激光沖擊強化使用高功率激光脈沖將表面電離成高壓等離子體，在一個透明的慣性約束介質中（通常是水）進行操作。可以使用一種類似黑色鋁箔膠帶的犧牲性涂層作為熱保護覆蓋層來保護靶材表面的完整性。與機械噴丸相比，使用激光沖擊的制造優勢是可控的準確性和精度，有害表面改性的減少和疲勞壽命的提高。隨著有限元技術的逐漸發展，激光沖擊殘余應力的演變得以可視化研究。傳統的建模方式通過GUI方式切分出特定形狀和大小的光斑面，然后在此光斑面施加隨時間（幅值曲線）和空間（解析場）變化的載荷，效率低，不適合多光斑的研究。ABAQUS軟件可以通過顯式VDLOAD或隱式DLOAD子程序二次開發進行單點/多點激光沖擊模擬，效率高。不同之處在于隱式相對計算時間長但是可以在第一步沖擊后直接在第二步進行回彈分析，無需進行數據傳遞來計算回彈過程。
本帖基于ABAQUS的VDLOAD/DLOAD子程序對比顯式/隱式算法下不同光斑形狀的應力和塑性應變。首先進行模型構建。
材料采用Ti-6Al-4V鈦合金，有限單元區賦予彈塑性參數，無限單元賦予彈性參數。具體參數如下：
密度：4.5e-9；彈性：1.2e5,0.34；塑性：A:1098 B:1092 C:0.014 n:0.93 參考應變率：1
裝配：全局坐標原點與有限單元頂點重合。
展開 abaqus纖維復合材料落錘沖擊 ￥89
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abaqus纖維復合材料落錘沖擊，
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Abaqus纖維金屬層合板沖擊后壓縮試驗！（glare板）
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ABAQUS纖維混凝土沖擊破壞三維模型
纖維混凝土作為土木工程領域常用的復合材料具備良好的抗裂性及抗沖擊性能，纖維混凝土在荷載下的破壞行為及本構關系對其應用范圍具有重要影響。本案例通過AutoCAD隨機三維纖維插件建立隨機投放的圓柱體纖維模型，并將模型導入ABAQUS內，通過混凝土損傷塑性力學模型，研究沖擊荷載作用下鋼纖維混凝土的破壞情況。
在AutoCAD軟件內，采用CAD 隨機三維纖維V1.1插件建立隨機投放的圓柱體實體纖維及立方體混凝土試件三維模型，并將基體與纖維部件分別導出為.iges格式文件備用。
將導出的纖維模型文件以部件的形式導入到ABAQUS內。
對纖維及基體部件分別設置材料，基體部分設置混凝土損傷塑性模型(CDP)，纖維部分設置為鋼材。
新建離散剛體殼部件，作為試件的荷載施加板，并將其與試件裝配為整體。
添加動力，顯式分析步，并設置相互作用，通過參考點創建耦合約束，設置加載板與試件的接觸。
將下板設置為固定約束，上板添加豎向位移。
對纖維混凝土模型劃分網格。
創建并提交作業，查看結果。
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