ABAQUS桁架區(qū)別的案例
幫助手冊關(guān)于梁和桁架的區(qū)別
幫助手冊關(guān)于梁和桁架的區(qū)別
《基于 ABAQUS 的桁架機(jī)器人模態(tài)分析》
摘 要：為了確保桁架機(jī)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(jī)器人進(jìn)行模態(tài)分析研究。本文首先根據(jù)物流工廠中的實(shí)際需求，確定桁架機(jī)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(jī)器人的前十階固有頻率以及振型；最后通過模態(tài)試驗(yàn)方法對桁架機(jī)器人的實(shí)體縮小模型進(jìn)行分析。結(jié)果表明：模態(tài)試驗(yàn)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(yàn)證了仿真實(shí)驗(yàn)的可靠性。所做分析為避免發(fā)生共振及后續(xù)改進(jìn)等研究提供理論支持。
關(guān)鍵詞：桁架機(jī)器人；ABAQUS；模態(tài)仿真；模態(tài)試驗(yàn)
0 引言
隨著“中國制造 2025”的不斷推廣，鼓勵制 造企業(yè)進(jìn)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(jī)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(jī) 器人也叫直角坐標(biāo)機(jī)器人，是工業(yè)機(jī)器人的一種。由于桁架機(jī)器人有著可承受重質(zhì)量運(yùn)輸、剛度大、 強(qiáng)度高、安全系數(shù)高等特點(diǎn)，使得它在物流工廠應(yīng) 用中的優(yōu)勢更加明顯。當(dāng)前，桁架機(jī)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(jī)器人主要以直線運(yùn)動為 主，由 X，Y 及 Z 方向分別提供 3 個獨(dú)立的自由度， 完成工作空間點(diǎn)的定位工作。桁架機(jī)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(jī)器人正常工作 情況下的運(yùn)動精度及可靠性。因此，對桁架機(jī)器人 進(jìn)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(jìn)行了大量研 究。
展開 Abaqus | 三維剛架與桁架模型分析
桁架單元的網(wǎng)格劃分，需要局部布種，按個數(shù)為1布置，采用T3D2兩結(jié)點(diǎn)線性三維桁架單元。
查看位移，應(yīng)力云圖，觀察到頂部四個角點(diǎn)的位移最大為5.378mm，底部四個鉸結(jié)支座反力為403.7KN，四角的錐體桿件的應(yīng)力偏大。
選取下圖兩個桁架桿繪制應(yīng)力，查看數(shù)據(jù)表可知上弦桿應(yīng)力為82.741Mpa，腹桿為161.473Mpa。
Abaqus 三維剛架與桁架模型分析
桁架單元的網(wǎng)格劃分，需要局部布種，按個數(shù)為1布置，采用T3D2兩結(jié)點(diǎn)線性三維桁架單元。
查看位移，應(yīng)力云圖，觀察到頂部四個角點(diǎn)的位移最大為5.378mm，底部四個鉸結(jié)支座反力為403.7KN，四角的錐體桿件的應(yīng)力偏大。
選取下圖兩個桁架桿繪制應(yīng)力，查看數(shù)據(jù)表可知上弦桿應(yīng)力為82.741Mpa，腹桿為161.473Mpa。
來源：Building可視庫
《基于 ABAQUS 的大跨距桁架不同截面模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化》
[ 摘要 ] 針對某企業(yè)多臺聯(lián)動 CNC 車床大跨距桁架機(jī)械手機(jī)身剛度及整機(jī)穩(wěn)定性問題，基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論，對大跨距桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面進(jìn)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(jī)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(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[ 關(guān)鍵詞 ] ABAQUS；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；模態(tài)分析；振動；桁架機(jī)械手
0 引言
桁架機(jī)械手是一種建立在直角 X，Y，Z 三 坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)上 [1]，可以調(diào)整零件位置，或者實(shí) 現(xiàn)零件的軌跡運(yùn)動等功能的全自動工業(yè)設(shè)備 [2]。大部分桁架機(jī)械手由直線運(yùn)動模塊組成 [3-4]。本 文針對江西贛州某自動化加工鐘表企業(yè)，實(shí)現(xiàn)自 動抓取加工表殼功能，設(shè)計出一款適用于多臺 CNC 車床的大跨距桁架機(jī)械手。該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)三 臺 CNC 車床并行工作，提高工件加工生產(chǎn)效率， 但由于其桁架機(jī)械手縱梁跨度較大，故需要對其 進(jìn)行桁架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析，并需要進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
本文大跨距桁架機(jī)械手主要由 X 軸橫梁組件、Y軸縱梁組件和支撐立柱等核心部件組成[5-6]。企業(yè)要求大跨距橫梁采用矩形橫截面，故對其橫 梁截面進(jìn)行優(yōu)化，使其在滿足高精度高剛度的要 求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高 經(jīng)濟(jì)效益。
裝有機(jī)械臂的組件需要在 X 軸橫梁上行走， 在此過程中，會對 X 軸橫梁產(chǎn)生一定載荷，在此載荷下，機(jī)身容易發(fā)生變形，需要對對 X 軸橫梁 進(jìn)行模態(tài)分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，避免發(fā)生共振 [7-8]。
1 桁架機(jī)械手結(jié)構(gòu)
如圖 1 所示，X，Y，Z 三個方向的運(yùn)動組件 為桁架機(jī)械手的核心組件，定義規(guī)則遵循笛卡爾 坐標(biāo)系 [9-10]。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例2---桁架系統(tǒng)的靜力學(xué)分析
經(jīng)過上述兩個靜力學(xué)算例的比較，我們認(rèn)為，ANSYS與ABAQUS在簡單線彈性問題方面的分析能力大體相同，其結(jié)論是非常相似的，而操作過程稍微有所區(qū)別。如果對于簡單的問題進(jìn)行線彈性靜力學(xué)分析，隨便選擇其中一款軟件都是可以的。
后面將會開始考察非線性問題。首先考慮材料非線性。
來源：宋博士的博客，版權(quán)歸作者所有。
ABAQUS顯式與隱式的區(qū)別
ABAQUS中動態(tài)分析包括兩大類基本方法：
振型疊加法：用于求解線性動態(tài)問題；
直接積分法：主要用于求解非線性動態(tài)問題。
ABAQUS顯式（explicit）和隱式（standard）算法分別對應(yīng)著直接積分法中的中心差分法（顯式）和Newmark（隱式）法等。
比較兩種算法，顯式中心差分法非常適合研究波的傳播問題，如碰撞、高速沖擊、爆炸等。顯式中心差分法的M與C矩陣是對角陣，如給定某些有限元節(jié)點(diǎn)以初始擾動，在經(jīng)過一個時間步長后，和它相關(guān)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入運(yùn)動，即U中這些節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的分量成為非零量，此特點(diǎn)正好和波的傳播特點(diǎn)相一致。另一方面，研究波傳播的過程需要微小的時間步長，這也正是中心差分法的特點(diǎn)。
而Newmark法更加適合于計算低頻占主導(dǎo)的動力問題，從計算精度考慮，允許采用較大的時間步長以節(jié)省計算時間，同時較大的時間步長還可以過濾掉高階不精確特征值對系統(tǒng)響應(yīng)的影響。隱式方法要轉(zhuǎn)置剛度矩陣，增量迭代，通過一系列線性逼近（Newton-Raphson）來求解。正因?yàn)殡[式算法要對剛度矩陣求逆，所以計算時要求整體剛度矩陣不能奇異，對于一些接觸高度非線性問題，有時無法保證收斂。
下面分別介紹這兩種算法
abaqus 顯式與隱式的區(qū)別.pdf
展開 Abaqus軟件盜版和正版的區(qū)別-北京衡祖仿真
ABAQUS可以分析復(fù)雜的固體力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)系統(tǒng)，特別是能夠駕馭非常龐大復(fù)雜的問題和模擬高度非線性問題。ABAQUS不但可以做單一零件的力學(xué)和多物理場的分析，同時還可以做系統(tǒng)級的分析和研究。由于 ABAQUS較強(qiáng)的分析能力和模擬復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性使得ABAQUS被各國的工業(yè)和研究中所廣泛的采用。 ABAQUS產(chǎn)品在大量的高科技產(chǎn)品研究中都發(fā)揮著巨大的作用。
ABAQUS正版和盜版區(qū)別有哪些呢？相信用過ABAQUS正版軟件的人都應(yīng)該知道的區(qū)別吧！今天小編針對這些內(nèi)容給大家詳細(xì)的說說吧！
1、關(guān)于價格
對于ABAQUS的應(yīng)用，市面上出現(xiàn)了盜版軟件使用的情況，而這些盜版軟件在企業(yè)中被廣泛應(yīng)用。ABAQUS正版軟件的價格比較昂貴，但是正版軟件的效果很好，也比較好用。而ABAQUS的盜版價格偏低，有的幾百元幾十元甚至免費(fèi)，這樣的軟件用起來時常出現(xiàn)崩潰、死機(jī)等問題，體驗(yàn)感太差。
2、避免核心數(shù)據(jù)丟失
盜版軟件易遭受病毒攻擊這應(yīng)該是件被大家所公認(rèn)的事情，所以也容易丟失設(shè)計中的核心數(shù)據(jù)并給用戶的使用帶來很多麻煩。這主要是因盜版軟件往往都是粗制濫造所以沒有辦法保證軟件的質(zhì)量，然而在使用了正版ABAQUS軟件后大家就不必再去擔(dān)心這一問題了。
3、使用風(fēng)險評估
很多公司或者個人使用ABAQUS盜版軟件，影響了正版產(chǎn)品的利益，因此就有很多查盜版軟件的案件發(fā)生。如果您公司使用了ABAQUS盜版軟件，那就有被查的風(fēng)險，是要承擔(dān)法律責(zé)任的。因此，我們并不推薦使用ABAQUS盜版軟件。
展開 Abaqus與Ansys的區(qū)別和不同, 兩種軟件哪個更好？
Abaqus 和 ANSYS 都是用于有限元分析 (FEA) 和計算機(jī)輔助工程 (CAE) 的軟件包。這兩個軟件包都用于分析和模擬工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械部件在各種負(fù)載條件下的行為。
Abaqus 和 ANSYS 之間有幾個區(qū)別：
開發(fā)和所有權(quán)：Abaqus 由 Dassault Systèmes SIMULIA Corp. 開發(fā)和銷售，而 ANSYS 由 ANSYS, Inc. 開發(fā)和銷售。
可用性：Abaqus 可作為獨(dú)立軟件包使用，也是 SIMULIA 產(chǎn)品套件的一部分。ANSYS 可作為獨(dú)立軟件包和 ANSYS 產(chǎn)品套件的一部分提供。
重點(diǎn)：Abaqus 專注于結(jié)構(gòu)分析，特別強(qiáng)調(diào)非線性分析和材料建模。ANSYS 是一個更通用的 FEA 軟件包，具有更廣泛的功能，包括結(jié)構(gòu)分析、流體動力學(xué)和電磁學(xué)。（達(dá)索系統(tǒng)也提供流體力學(xué)和電磁學(xué)的仿真軟件）
價格：Abaqus 和 ANSYS 的價格可能因所需的特定特性和功能而異。一般來說，ANSYS 普遍比 Abaqus 貴。
用戶界面：兩個軟件包都有圖形用戶界面，允許用戶建立和分析模型，但界面的具體布局和功能可能不同。
以下從幾個方面分析下Abaqus軟件和Ansys軟件功能上面的差別。
1。 Abaqus 軟件和 ANSYS 軟件的界面的不同
用戶首先考慮的問題是 ABAQUS 和 ANSYS 更容易使用？（哪個用戶更友好？）。圖 1 和圖 2 分別代表 ABAQUS 和 ANSYS 界面。乍一看，你會發(fā)現(xiàn) ABAQUS 的界面比 ANSYS 更簡單，也沒有那么混亂，此外，ABAQUS 中的每一種建模都將以相同的路徑和模塊進(jìn)行，以獲得所需的模擬。在 ANSYS 軟件中第一眼看到界面時可能會感到困惑。
2 ABAQUS與ANSYS建模對比
這兩個軟件在建模方面沒有太大區(qū)別。
展開 Abaqus中獨(dú)立實(shí)體和非獨(dú)立實(shí)體的區(qū)別
轉(zhuǎn)自公眾號——ABAQUS大世界
旨在分享，若侵即刪.
Abaqus中通用接觸(General contact)和接觸對（Contact Pairs）的區(qū)別。
對于大多數(shù)的接觸問題，在ABAQUS中有通用接觸（General Contact）和接觸對（Contact Pair）兩種算法處理，它們的異同主要體現(xiàn)在用戶交互、默認(rèn)設(shè)置、可選設(shè)置三個方面。
總的來說，通用接觸算法的相互作用主體、接觸屬性、接觸面屬性是可以各自獨(dú)立地指定，它提供了一個更有彈性的方法去增加模型中接觸的細(xì)節(jié)。通用接觸算法允許非常自動化的接觸定義，盡管也可以采用傳統(tǒng)的、類似于接觸對算法的方法去交互式定義。對于傳統(tǒng)的接觸對算法，相對于全部包括式的自接觸（Self-contact），接觸對算法的計算效率可能更高，而且使用CAE也能比較方便地建立接觸對。因而這兩種接觸算法的選擇其實(shí)就是一個在接觸定義的便利性和計算效率性之間的平衡，它們之間的差異主要有：
一、通用接觸（General Contact）和接觸對（Contact Pair）的默認(rèn)設(shè)置差異
1、接觸離散方式：通用接觸算法使用有限滑動和面對面的離散方式，而接觸對算法使用有限滑動和點(diǎn)對面的離散方式；
2、對殼的厚度和偏移的處理：通用接觸算法自動考慮，接觸對算法在使用點(diǎn)對面的離散方式時不考慮殼的厚度和偏移；
3、接觸的執(zhí)行：通用接觸算法采用罰函數(shù)方法，接觸對算法在使用點(diǎn)對面的離散方式時采用拉格朗日乘數(shù)方法；
4、初始過盈量的處理：通用接觸算法采用無應(yīng)變調(diào)整的方法消除過盈量，接觸對算法將過盈量作為穿透在第一個分析增量步處理；
5、主從面指定：通用接觸算法自動指定，接觸對算法必須由用戶指定。
當(dāng)接觸對算法采用有限滑動和面對面的離散方式時，就沒有前三個差異了。
展開 
ABAQUS的接觸問題中，Tie、MPC和Coupling的區(qū)別和使用原則
依個人經(jīng)驗(yàn)和理解，針對ABAQUS的接觸問題中，Tie、MPC和Coupling的區(qū)別和使用原則在此做個總結(jié)。不足之處，希望多多評改。TKS!
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Tie：在剛度數(shù)據(jù)傳遞上相當(dāng)于兩個面剛性連接，綁定區(qū)域不發(fā)生相對運(yùn)動和變形，剛度較大； 在約束形式上tie約束為面對面的約束，主要是用于點(diǎn)（一個或多個，但不能是RP） 和面以及面與面之間的綁定約束，用懸臂梁算模態(tài)的方法，測試RP和面之間用tie綁定完全沒效果。
Coupling：可以理解為對接觸問題的一種簡化方式。Coupling可用于建立參考點(diǎn)（只測試過RP點(diǎn)）和關(guān)注對象之間（耦合點(diǎn)）的約束，關(guān)注對象和參考點(diǎn)之間有相同的剛體運(yùn)動，可以在參考點(diǎn)上施加約束載荷。在約束形式上coupling為點(diǎn)對面的一中約束。
其中，coupling分為兩種：運(yùn)動耦合和分布耦合
（1）運(yùn)動耦合：即在此區(qū)域的各節(jié)點(diǎn)與參考點(diǎn)之間建立一種運(yùn)動上的約束關(guān)系。
（2）分布耦合：在此區(qū)域的各節(jié)點(diǎn)與參考點(diǎn)之間建立一種約束關(guān)系，但是對此區(qū)域上各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動進(jìn)行了加權(quán)處理，使在此區(qū)域上受到的合力和合力距與施加在參考點(diǎn)上的力和力矩相等效。換言之，分布耦合允許面上的各部分之間發(fā)生相對變形，比運(yùn)動耦合中的面更柔軟。
其中，Coupling的類型又分為三種：
001. Kinematic：約束耦合點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的剛體運(yùn)動，可有選擇性的約束6個自由度，6個自由度全選擇的時候相當(dāng)于MPC中的Beam約束。通常是一個點(diǎn)和多個點(diǎn)之間的耦合約束
002. Contimuum distributing（木用過~待補(bǔ)充）
003.
展開 ABAQUS中Standard分析模塊和Explicit分析模塊的區(qū)別比較及選擇
一旦模型生成，ABAQUS/CAE可提交并監(jiān)控要分析的作業(yè)，可視化模塊就可用來顯式結(jié)果。
2、ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit的比較
ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都具有解決廣泛的各種類型問題的能力。對于一個給定的間題，隱式和顯式算法的特點(diǎn)決定了采用哪一種算法更適合。對于采用任何算法都可以解決的間題，求解間題的效率可能決定了采用哪種產(chǎn)品。下表列出了兩者之間的主要區(qū)別。
abaqus中的彈簧spring1,spring2和springA之間的區(qū)別于聯(lián)系
abaqus中的彈簧spring1,spring2和springA之間的區(qū)別于聯(lián)系
1）abaqus幫助文檔里提到：Element types SPRING1 and SPRING2 can be associated with displacement or rotational degrees of freedom (in the latter case, as torsional springs)（彈簧類型SPRING1 SPRING2可以與位移或轉(zhuǎn)動自由度相聯(lián)系(在后一種情況下,作用與扭轉(zhuǎn)彈簧相同）. However, the use of torsional springs in large-displacement analysis requires careful consideration of the definition of total rotation at a node; （然而，在大位移分析中使用扭轉(zhuǎn)彈簧需要對定義節(jié)點(diǎn)所有的轉(zhuǎn)動進(jìn)行認(rèn)真的考慮）therefore, connector elements are usually a better approach to providing torsional springs for large-displacement cases.（因此，在大位移分析中連接器單元通常是一個更好的提供扭轉(zhuǎn)彈簧的方法）
這段話個人是這么理解，雖然SPRING1 and SPRING2可以用來模擬扭轉(zhuǎn)彈簧，單是在大位移分析中使用時沒有連接器單元方便。ps：個人在扭轉(zhuǎn)彈簧方面沒有涉及，希望做過的朋友加個例子講一下！
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列13：顯式和隱式的區(qū)別 ￥1
研究了Abaqus中幾何梁的B31單元的剛度矩陣的求解方式，以L梁為例，介紹General梁用到的面積、慣性矩、扭轉(zhuǎn)常數(shù)等參數(shù)在幾何梁中是如何通過幾何形狀求得的，根據(jù)這些參數(shù)，可以得到和Abaqus完全一致的剛度矩陣，從而對只有幾何梁組成的任意模型一般都能得到Abaqus完全一致的分析結(jié)果，并用一個簡單的算例驗(yàn)證了該想法。
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/534362
