abaqus桁架屬性的案例
《基于 ABAQUS 的桁架機器人模態分析》
摘 要：為了確保桁架機器人在設計階段滿足模態性能要求，在設計前期需要對桁架機器人進行模態分析研究。本文首先根據物流工廠中的實際需求，確定桁架機器人的整體結構，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；最后通過模態試驗方法對桁架機器人的實體縮小模型進行分析。結果表明：模態試驗結果中存在四種振型與 ABAQUS 分析結果中的四種振型吻合程度較高，驗證了仿真實驗的可靠性。所做分析為避免發生共振及后續改進等研究提供理論支持。
關鍵詞：桁架機器人；ABAQUS；模態仿真；模態試驗
0 引言
隨著“中國制造 2025”的不斷推廣，鼓勵制 造企業進行物流智能化轉型，推動物流、智能倉儲 等物流新技術、新設備的應用。在這個過程中，智 能物流工廠必須堅持以智能產品為主體，智能生產 為主線[1]。工業機器人是整個生產過程中的關鍵環 節，能有效降低人工成本，提高生產效率。桁架機 器人也叫直角坐標機器人，是工業機器人的一種。由于桁架機器人有著可承受重質量運輸、剛度大、 強度高、安全系數高等特點，使得它在物流工廠應 用中的優勢更加明顯。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 總成本中的勞動力投入成本，而且顯著提高了制造 業中的生產效率。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，對整個系統起 著至關重要的作用，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 進行模態分析的研究具有重要的意義。
國內外學者對結構的模態分析進行了大量研 究。
展開 Abaqus 三維剛架與桁架模型分析
桁架單元的網格劃分，需要局部布種，按個數為1布置，采用T3D2兩結點線性三維桁架單元。
查看位移，應力云圖，觀察到頂部四個角點的位移最大為5.378mm，底部四個鉸結支座反力為403.7KN，四角的錐體桿件的應力偏大。
選取下圖兩個桁架桿繪制應力，查看數據表可知上弦桿應力為82.741Mpa，腹桿為161.473Mpa。
來源：Building可視庫
Abaqus | 三維剛架與桁架模型分析
桁架單元的網格劃分，需要局部布種，按個數為1布置，采用T3D2兩結點線性三維桁架單元。
查看位移，應力云圖，觀察到頂部四個角點的位移最大為5.378mm，底部四個鉸結支座反力為403.7KN，四角的錐體桿件的應力偏大。
選取下圖兩個桁架桿繪制應力，查看數據表可知上弦桿應力為82.741Mpa，腹桿為161.473Mpa。
《基于 ABAQUS 的大跨距桁架不同截面模態分析和結構優化》
[ 摘要 ] 針對某企業多臺聯動 CNC 車床大跨距桁架機械手機身剛度及整機穩定性問題，基于 ABAQUS 模態 分析理論，對大跨距桁架機械手橫梁不同橫截面進行分析，比較并判別最優橫截面材料力學性能。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。根據企業要求，優化橫梁 結構，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機構重量減輕，滿足企業生產需求，提高經濟效益。
[ 關鍵詞 ] ABAQUS；結構優化；模態分析；振動；桁架機械手
0 引言
桁架機械手是一種建立在直角 X，Y，Z 三 坐標系統基礎上 [1]，可以調整零件位置，或者實 現零件的軌跡運動等功能的全自動工業設備 [2]。大部分桁架機械手由直線運動模塊組成 [3-4]。本 文針對江西贛州某自動化加工鐘表企業，實現自 動抓取加工表殼功能，設計出一款適用于多臺 CNC 車床的大跨距桁架機械手。該系統能實現三 臺 CNC 車床并行工作，提高工件加工生產效率， 但由于其桁架機械手縱梁跨度較大，故需要對其 進行桁架結構模態分析，并需要進一步優化結構。
本文大跨距桁架機械手主要由 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]。企業要求大跨距橫梁采用矩形橫截面，故對其橫 梁截面進行優化，使其在滿足高精度高剛度的要 求下，機構重量減輕，滿足企業生產需求，提高 經濟效益。
裝有機械臂的組件需要在 X 軸橫梁上行走， 在此過程中，會對 X 軸橫梁產生一定載荷，在此載荷下，機身容易發生變形，需要對對 X 軸橫梁 進行模態分析，優化結構，避免發生共振 [7-8]。
1 桁架機械手結構
如圖 1 所示，X，Y，Z 三個方向的運動組件 為桁架機械手的核心組件，定義規則遵循笛卡爾 坐標系 [9-10]。
展開 
ANSYS與ABAQUS比較之實例2---桁架系統的靜力學分析
ABAQUS6.14分析過程】
1. 創建部件
創建二維的線模型
從點創建直線，得到桁架系統如下圖
2. 創建材料和截面屬性
創建材料，設置彈性模量和泊松比
創建截面。桁架形式的梁截面
并指定截面面積是100平方毫米，且將前面的材料屬性分配給它。
將截面屬性分配給部件。
3. 定義裝配體
將該唯一的部件導入到裝配體。
4. 設置分析步
創建一個通用的靜力學分析步即可。
5. 定義載荷和邊界條件
在第一個載荷步中，添加兩個邊界條件
第一，左邊兩個節點為固定鉸支座
第二，右邊一個節點為滾動支座
在第二個載荷步中，為中間節點施加豎直向下的集中力100N
6. 劃分網格
每邊設置一個單元
選擇單元類型T2D2
劃分網格
7. 提交作業
創建并提交作業
8.后處理
查看節點位移
該列表對應的節點編號如下圖
可見，加力節點的總位移是1.14微米，而右邊節點的水平位移是0.5微米。左邊兩個節點沒有位移。
約束力如下
左上節點只有水平力，24.5牛頓；
右邊節點只有豎直力，40.2牛頓。
左下節點則同時有兩個方向的力，為24.5,59.8牛頓。
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【討論與結論】
從分析結果來看，二者的結果是一致的。
從分析的過程來看，ANSYS經典界面使用了直接建模法，而不用劃分網格；而ABAQUS則使用了統一的方式。
展開 ABAQUS網格控制屬性詳解（三種網格劃分技術） ￥12
:12.0pt;font-weight:bold;white-space:pre-wrap;">網格控制屬性</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">設置，</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">這對于復雜網格劃分尤其有用</span><span style="font-family:'Calibri';font-size:12.0pt;white-space:pre-wrap;">。
展開 ABAQUS模擬中鋼筋籠的材料屬性定義問題
我用ABAQUS模擬鋼筋混凝土板的相關受力，我是通過以下兩種方法：1、建立縱筋與箍筋部件，然后在裝配而成鋼筋籠。2、通過CAD直接將鋼筋籠模型導入到ABAQUS中。但是問題是如何定義鋼筋籠里面鋼筋的材料屬性？這兩種方法是否都可以直接定義單個鋼筋的屬性然后賦予整個鋼筋籠，還是說通過CAD導入的手段得采取不一樣的材性賦予？
不知道我描述清楚了沒有，新手懂得不多，求各位大神指點
ABAQUS-有限元分析常用材料屬性表
ABAQUS-有限元分析常用材料屬性表.xls
ABAQUS常見工程材料屬性
Abaqus_Material.rar
500種常見工程材料屬性以及ABAQUS.lib文件
ABAQUS材料屬性及材料庫 ￥100
常見的ABAQUS材料屬性及材料庫，添加至ABAQUS安裝目錄可直接添加各種材料的屬性，無需一步一步繁瑣的操作，可大大節約時間，提高效率。
abaqus單元控制屬性小結
abaqus單元控制屬性小結
參照幫助文檔，對abaqus單元控制界面的每個選項進行了總結
僅供參考
如有錯誤，還望不吝賜教
[非線性]ABAQUS收斂調整(1):接觸屬性
接觸這件事，建模設置上而言不外乎定義接觸對、定義接觸屬性等等（如下圖），初級選手容易輕視，不收斂的時候也不知該如何診斷，不知該如何去做有效調試。
Figure-0: 接觸屬性設置
實際上，接觸，在仿真分析中，絕對是個看似青銅實則王者級別的難題。
有一些通用的解決辦法，大家可以在幫助文件的Interaction → Contact Difficulties and Diagnostics中找到，例如初始接觸狀況、穿透、突然分離造成的局部不穩定等等，但是確實沒有一概而論的措施，更多的情況下準確的診斷以及有效的改善還是要依靠經驗的累積。
這里，有一些是筆者團隊在日常工作中所積累的一些小經驗，與大家分享。
P.S．基于經驗累積和理解，可能會有些偏差或錯誤，不足之處，還請大家指正
1. ‘軟’接觸
參考幫助文件Interaction → Contact Property Models → MechanicalContact properties Contactpressure-overclosure relationships → using “softened” contact relationship
在幫助文件中指出: 適用于接觸面有一方或者皆是單薄軟面的模擬，例如墊片、表面涂層等；在Abaqus/Standard中有時也采用’軟”接觸代替硬接觸來解決模擬中的數值收斂性問題。
那我們的問題是，這個‘有時’是指什么時候呢？
請參考如下案例：一個簡單端子的插拔力分析，其接觸設置如下圖:
Figure-1: 小導角特征的接觸
接觸屬性Int-1為硬接觸(hard contact)，surface to surface的離散方式。
展開 Abaqus/CAE中的材料屬性和裝配件
定義并分配材料屬性
?材料屬性
?廣泛的材料庫包含幾乎所有的Abaqus材料模型。
?用戶以Abaqus求解器所需的格式輸入材料數據
?數據可直接輸入，可從文件中讀取，也可從材料庫中導入。
截面屬性
?包括附加尺寸，或為變形體分配材料屬性的單元類型信息。
?參考材料定義。
為區域分配截面屬性
?變形體的每個區域必須引用包含材料定義的截面屬性。
?對于被賦予截面屬性的部件，Abaqus/CAE提供了一個視覺上的反饋
殼/薄膜的視覺反饋
?可通過此功能來檢查殼/薄膜厚度的定義
?Offsets 可以定義殼的參考面(由節點定義)和中面之間的關系 (默認兩者是一致的）
?Offset對于薄膜不可用
梁的視覺上的反饋
?梁的建模是基于線特征；其橫截面尺寸認為是截面屬性。
?可以通過觀察梁的外形改變梁截面屬性的定義
?很容易檢測建模誤差
材料評估
?超彈性材料的曲線擬合能力，可以允許用戶對實驗數據比較不同超彈性模型的擬合結果。
材料庫
?方便材料定義，材料庫可以保存Abaqus中有效的材料模型
?可以為金屬（彈性和塑性）、橡膠（超彈性）等創建材料庫
?材料庫能夠在Abaqus/CAE創建，也可以從第三方插件類似Granta Design 和Matereality導入數據
?材料庫中的材料可以添加到任何的Abaqus/CAE模型
?材料庫可以在不同的用戶之間共享
什么是裝配件?
?裝配件中包含有限元模型中所有的幾何體。
?每個Abaqus/CAE模型包含一個裝配件。
?即使用戶已經創建一些部件，在沒有創建部件實例之前，裝配件是空的。
?裝配件不直接包含部件；它包含的是部件的“實例”。
展開 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 ABAQUS-鈦、銅、鋁、鎂、鎳基高溫、耐熱鋼材料屬性
ABAQUS-鈦、銅、鋁、鎂、鎳基高溫、耐熱鋼材料屬性.xls
