abaqus 空間桁架
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus 空間桁架的視頻教程
ABAQUS桁架結(jié)構(gòu)強度分析
通過一個桁架案例分析，教會讀者如何在ABAQUS中創(chuàng)建桁架模型，網(wǎng)格劃分，創(chuàng)建材料，載荷步，約束與載荷，然后輸入設(shè)置相關(guān)操作，輸入節(jié)點位移，單元位移與支反力
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abaqus 空間桁架的實例教程
滄州體育場主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上四層，屋蓋結(jié)構(gòu)為橢圓形空間鋼管桁架結(jié)構(gòu)體系。屋蓋的橢圓形結(jié)構(gòu)長軸長271米，短軸長231米。整個屋蓋結(jié)構(gòu)由20組環(huán)形桁架單元體沿橢圓形結(jié)構(gòu)布置而成。每組環(huán)形桁架通過斜撐支撐在看臺E軸的三層結(jié)構(gòu)柱上，底腳支座位于F軸一層結(jié)構(gòu)柱上。每組環(huán)形桁架單元體由2榀主桁架、2榀次桁架、2榀封邊桁架和系桿組成。每榀桁架均由空間三維曲線組成，截面呈倒三角形，最大截面高4.5米、寬3米。鋼桁架最高點中心標高達42.1米。上、下弦桿主要截面為Φ273×8～Φ273×18，腹桿主要截面為Φ168×8、Φ219×12，材質(zhì)均為Q345B。屋蓋鋼結(jié)構(gòu)工程用鋼量約4000噸。
滄州體育場雙扭曲空間鋼管桁架屋面結(jié)構(gòu)工程
滄州體育場鋼結(jié)構(gòu)吊裝完成
結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，安裝難度大，需設(shè)置大量臨時支撐
主、次桁架弧長最長達65米，投影長度達48米，桁架頂標高最高為42.1米，單榀最重達50噸，支點分別支撐于一層和三層結(jié)構(gòu)柱上，每榀桁架均為空間三維構(gòu)造，空間定位困難，且桁架吊裝到位后，需設(shè)置可靠的支撐。如何確保吊裝安全可靠且保質(zhì)保量地完成鋼結(jié)構(gòu)安裝是本工程最難、最重要的一點。
解決對策：使用大型的履帶吊車進行吊裝，并將桁架進行合理的分段，在分段點處設(shè)置支撐。桁架的支撐選用標準長度的Φ609×16圓管，圓管間使用Φ133×12鋼管作為系桿進行拉結(jié)。根據(jù)支撐高度的不同，Φ609×16圓管作為主桁架的支撐時可組拼成兩種形式：一種為門式，設(shè)置在主桁架以及次桁架兩個分段之間，組成門式框架結(jié)構(gòu)；另一種為三角形，設(shè)置在主桁架與內(nèi)封邊桁架接口位置。由于門式支撐設(shè)置在看臺結(jié)構(gòu)上，為保證結(jié)構(gòu)安全，在門式支撐架下設(shè)置橫向轉(zhuǎn)換梁，并在下部混凝土梁使用碗扣腳手架進行加固。
展開 空間大跨桁架結(jié)構(gòu)多尺度節(jié)點有限元分析
空間桁架結(jié)構(gòu)減振設(shè)計與試驗驗證
駱海濤1，富佳1，王鵬2，王巍2，陳寧2
摘要：
空間桁架結(jié)構(gòu)由于管壁剛度大、末端載荷懸臂安裝，傳統(tǒng)直接敷加約束阻尼層的方法，減振效果并不明顯。通過減振優(yōu)化技術(shù)，設(shè)計出空間桁架和航天載荷的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。
這是一種打斷長管結(jié)構(gòu)，在打斷后短管上敷加自由阻尼層，通過膠黏劑來進行連接。這種結(jié)構(gòu)與直接在長管上敷加約束阻尼層的結(jié)構(gòu)相比，減振效果更好，質(zhì)量也更輕。采用B&K測試系統(tǒng)，對原始模型和打斷長管新模型進行了振動試驗過程中的數(shù)據(jù)采集，得到了空間桁架結(jié)構(gòu)在X、Y、Z 3個方向上載荷測點的加速度響應(yīng)情況。
試驗結(jié)果表明，打斷長管方案結(jié)合敷加黏彈性約束阻尼層的方法結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)，能有效降低桁架末端航天載荷的振動水平，對其他空間結(jié)構(gòu)的減振設(shè)計具有重要的借鑒意義。
關(guān)鍵詞：振動與波；空間桁架結(jié)構(gòu)；黏彈性約束阻尼層；振動特性；加速度響應(yīng)；
中圖分類號：TB535+.1；V216.2
文獻標志碼：A
DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.001
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展開 摘 要：為了確保桁架機器人在設(shè)計階段滿足模態(tài)性能要求，在設(shè)計前期需要對桁架機器人進行模態(tài)分析研究。本文首先根據(jù)物流工廠中的實際需求，確定桁架機器人的整體結(jié)構(gòu)，并建立三維模型；然后基于 ABAQUS 有限元仿真平臺提取桁架機器人的前十階固有頻率以及振型；最后通過模態(tài)試驗方法對桁架機器人的實體縮小模型進行分析。結(jié)果表明：模態(tài)試驗結(jié)果中存在四種振型與 ABAQUS 分析結(jié)果中的四種振型吻合程度較高，驗證了仿真實驗的可靠性。所做分析為避免發(fā)生共振及后續(xù)改進等研究提供理論支持。
關(guān)鍵詞：桁架機器人；ABAQUS；模態(tài)仿真；模態(tài)試驗
0 引言
隨著“中國制造 2025”的不斷推廣，鼓勵制 造企業(yè)進行物流智能化轉(zhuǎn)型，推動物流、智能倉儲 等物流新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用。在這個過程中，智 能物流工廠必須堅持以智能產(chǎn)品為主體，智能生產(chǎn) 為主線[1]。工業(yè)機器人是整個生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)，能有效降低人工成本，提高生產(chǎn)效率。桁架機 器人也叫直角坐標機器人，是工業(yè)機器人的一種。由于桁架機器人有著可承受重質(zhì)量運輸、剛度大、 強度高、安全系數(shù)高等特點，使得它在物流工廠應(yīng) 用中的優(yōu)勢更加明顯。當前，桁架機器人在智能制 造中有著舉足輕重的地位，它不僅大大降低了企業(yè) 總成本中的勞動力投入成本，而且顯著提高了制造 業(yè)中的生產(chǎn)效率。桁架機器人主要以直線運動為 主，由 X，Y 及 Z 方向分別提供 3 個獨立的自由度， 完成工作空間點的定位工作。桁架機器人作為智能 物流工廠輸送線中的重要組成部分，對整個系統(tǒng)起 著至關(guān)重要的作用，必須保證桁架機器人正常工作 情況下的運動精度及可靠性。因此，對桁架機器人 進行模態(tài)分析的研究具有重要的意義。
國內(nèi)外學(xué)者對結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析進行了大量研 究。
展開 桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結(jié)構(gòu)。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創(chuàng)建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應(yīng)力235，塑性應(yīng)變0，量綱選取mm級，截面形狀工字鋼。
設(shè)置一個分析步，打開幾何非線性，初始增量步設(shè)為0.001，無需定義相互作用，底端完全固定，左端中心施加200mm的位移。網(wǎng)格全局尺寸為600，采用B31兩結(jié)點空間線性梁單元。
由于工字形截面有不同的積分點位置，默認為底部翼緣的左邊，導(dǎo)致顯示的受力云圖不對稱，需在結(jié)果選項卡中設(shè)置截面點-包絡(luò)，只顯示每個截面的最大應(yīng)力。
應(yīng)力云圖不對稱
繪制左端中心結(jié)點的位移-力曲線，查看數(shù)據(jù)表可見在200mm位移時，受到267.486KN的力。
繪制左端中心結(jié)點的位移-力曲線，查看數(shù)據(jù)表可見在101.975mm位移時，受到232.295Mpa應(yīng)力，即將達到屈服應(yīng)力235Mpa。
案例二：桁架單元網(wǎng)架分析
選取桁架單元創(chuàng)建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應(yīng)力235，塑性應(yīng)變0，量綱選取mm級，桁架單元截面形狀為圓形，這里選擇直徑為100mm，壁厚為3mm，計算截面積為914.203。
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ABAQUS用戶手冊及關(guān)鍵詞參考指南：初學(xué)者必備6件套
1材料卷
2單元卷
3分析卷
4指定條件、約束與相互作用卷
5介紹，空間建模，執(zhí)行與輸出
6工具包
7Abaqus關(guān)鍵詞參考指南
在有限元分析中，復(fù)雜幾何模型的參數(shù)化建模能顯著提升效率。
通過Abaqus-Python腳本接口，我們可以快速生成三角函數(shù)曲線（如正弦、余弦曲線），
靈活調(diào)整截面參數(shù)以適應(yīng)不同場景（如紗線結(jié)構(gòu)、周期性載荷路徑）。以下為詳細實現(xiàn)方法。
1. 腳本設(shè)計思路
參數(shù)化核心：通過數(shù)學(xué)公式定義曲線，動態(tài)控制振幅、頻率、周期等參數(shù)。
Abaqus-Python API：利用Sketch
[ 摘要 ] 針對某企業(yè)多臺聯(lián)動 CNC 車床大跨距桁架機械手機身剛度及整機穩(wěn)定性問題，基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論，對大跨距桁架機械手橫梁不同橫截面進行分析，比較并判別最優(yōu)橫截面材料力學(xué)性能。通過對 桁架機械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據(jù)企業(yè)要求，優(yōu)化橫梁 結(jié)構(gòu)，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高經(jīng)濟效益。
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摘 要：為了確保桁架機器人在設(shè)計階段滿足模態(tài)性能要求，在設(shè)計前期需要對桁架機器人進行模態(tài)分析研究。本文首先根據(jù)物流工廠中的實際需求，確定桁架機器人的整體結(jié)構(gòu)，并建立三維模型；然后基于 ABAQUS 有限元仿真平臺提取桁架機器人的前十階固有頻率以及振型；最后通過模態(tài)試驗方法對桁架機器人的實體縮小模型進行分析。結(jié)果表明：模態(tài)試驗結(jié)果中存在四種振型與 ABAQUS 分析結(jié)果中的四種振型吻合程度較高，驗證了仿真實驗的可靠性
空間大跨桁架結(jié)構(gòu)多尺度節(jié)點有限元分析
一、試件設(shè)計
所有節(jié)點試件（本模擬取中節(jié)點，包含三種節(jié)點形式，平面節(jié)點PM、空間節(jié)點KJ、空間帶樓板節(jié)點KJS）均取自一PKPM設(shè)計的6層框架，原型結(jié)構(gòu)如圖1所示，兩方向跨度均取5.4m，首層層高4.2m，其余各層層高均為3.6m。原型結(jié)構(gòu)配筋計算由PKPM V3.1設(shè)計軟件完成，模型設(shè)計過程滿足《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)與《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010
剛架：由梁和柱組成的結(jié)構(gòu)，各桿件主要受彎，剛架的結(jié)點主要是剛結(jié)點。剛架強調(diào)的是結(jié)構(gòu)的剛度，不一定是鋼結(jié)構(gòu)。
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結(jié)構(gòu)。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創(chuàng)建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比
剛架：由梁和柱組成的結(jié)構(gòu)，各桿件主要受彎，剛架的結(jié)點主要是剛結(jié)點。剛架強調(diào)的是結(jié)構(gòu)的剛度，不一定是鋼結(jié)構(gòu)。
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結(jié)構(gòu)。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創(chuàng)建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比
大自然中絕大部分材料是非均質(zhì)的，隨著物體上材料位置的變化，表現(xiàn)的材料屬性也不盡相同。
如：沉積巖的形成過程，隨不同層積速度、沉積物質(zhì)條件，其材料性質(zhì)沿層積方向上是逐漸變化的；
又如：金屬成型過程，不同位置的冷凝條件、約束條件的差異，會形成不同晶體，材料在各處的宏觀表現(xiàn)也不同；
再如：注塑成型過程，不同位置的玻纖流動形態(tài)、冷凝速度、相貫線、缺陷等等都會造成材料的非均質(zhì)性。
空間桁架結(jié)構(gòu)減振設(shè)計與試驗驗證
駱海濤1，富佳1，王鵬2，王巍2，陳寧2
摘要：
空間桁架結(jié)構(gòu)由于管壁剛度大、末端載荷懸臂安裝，傳統(tǒng)直接敷加約束阻尼層的方法，減振效果并不明顯。通過減振優(yōu)化技術(shù)，設(shè)計出空間桁架和航天載荷的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。
這是一種打斷長管結(jié)構(gòu)，在打斷后短管上敷加自由阻尼層，通過膠黏劑來進行連接。這種結(jié)構(gòu)與直接在長管上敷加約束阻尼層的結(jié)構(gòu)相比，減振效果更好，質(zhì)量也更輕。采用B
