abaqus桁架模型
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus桁架模型的視頻教程
ABAQUS桁架結構強度分析
通過一個桁架案例分析，教會讀者如何在ABAQUS中創建桁架模型，網格劃分，創建材料，載荷步，約束與載荷，然后輸入設置相關操作，輸入節點位移，單元位移與支反力
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犀牛GH桁架建模導入Abaqus腳本計算(進階部分-數值積分(二))
內容分為三大核心板塊： 一、 Grasshopper參數化建模與規范導出 詳細演示如何利用Grasshopper電池組完成標準桁架（上下弦、橫撐、斜撐）的參數化建模及數據組織。深入解析模型導入Abaqus的核心注意點：如何設置IGS/DXF導出選項，如何處理直線被誤認為NURBS曲線導致的網格劃分碎裂及計算不收斂問題，以及自動縫合（縫差容差設定）的高級應用。
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abaqus桁架模型的實例教程
設置一個分析步，打開幾何非線性，初始增量步設為0.001，無需定義相互作用，底端四個結點鉸結，頂端16個結點施加-100KN的集中力，對整個模型添加重力，即重力加速度-9800，這里注意單位量綱。
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。
設置一個分析步，打開幾何非線性，初始增量步設為0.001，無需定義相互作用，底端四個結點鉸結，頂端16個結點施加-100KN的集中力，對整個模型添加重力，即重力加速度-9800，這里注意單位量綱。
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
展開 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 如圖 2 所示，根據企業的車床擺放情況， 設桁架機械手立柱高度為 1 720 mm，橫梁長 8 000 mm，機床縱向間隔 1 600 mm，橫向間隔 1 910 mm。根據其間隔，設計的大跨距桁架機械 手要保留機械手工作區域，使其不與 3 臺 CNC 車床產生碰撞。表 1 為桁架機械手所用材料明 細表。
2 桁架機械手的有限元建模
2.1 幾何模型
基于該企業實地測量所得尺寸， 利用 SolidWorks 建立三維模型，如圖 3 所示。該桁 架機械手主要實現 3 臺 CNC 車床并行工作，其 安裝位置按照實地車間位置擺放，由于其縱向 橫梁跨距較大，故需要對其縱向桁架結構進行優化。
2.2 材料模型
針對模型的材料，通常選用 45 號鋼，但 Z 軸豎梁用來夾取工件，故選用材質較輕的 LY12。根據相關文獻，查得 45 號鋼、LY12 和 Q235A 的材料屬性如表 2 所示。
根據材料力學的知識，當 Z 軸豎梁位于 X 軸橫梁中心位置時，其應力值和位移值均達到最 大，故可以初步判斷該工況為最不穩定工況 [10-11]。
本文主要研究桁架機械手 Y 軸縱梁結構，其 結構類似簡支梁模型。本文 Y 軸縱梁橫截面就矩 形、空心矩形以及工字型橫截面等進行模態分析。
3 模態分析
模態分析是一種研究物體結構動力特性的方 法 [8]，主要應用在工程振動領域 [11-12]。模態分析 是分析系統的自振特性，與外界荷載無關，因此 進行模態分析不需要施加荷載。可以施加約束條 件，約束條件的不同，分析結果差異也很大。
物體本身有固有頻率，設計時要使物體固有 頻率低于外界激振力的頻率，避免共振情況的發 生 [13-15]。
展開 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。
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這個帖子的重點放在cdp模型參數的測試上，所以在abaqus中建立一個單位立方體進行計算，得到壓應力應變如下：
立方體大小是1*1*1。
如何在abaqus建立方體在前面一個帖子中寫過，在此不再重復。Cdp模型參數如何計算在上一篇帖子中詳細說明，在此直接拿過來用。
1、 材料設置，
1.首先設置彈性參數：
2.再設置塑性參數，菜單欄里找到Mechanical
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Abaqus纖維復合材料螺栓連接件拉伸模型
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