abaqus計(jì)算結(jié)果建模的案例
Mesh Free-眼鏡剛強(qiáng)度校核計(jì)算，附Abaqus計(jì)算結(jié)果對比
采用Mesh Free對某品牌眼鏡整體剛度、強(qiáng)度進(jìn)行校核，如下圖所示，Mesh Free支持在不用做幾何清理的前提下進(jìn)行計(jì)算分析，導(dǎo)入模型部件可以包含細(xì)節(jié)特征，比如螺釘上的倒角。
眼鏡定義了5種線彈性材料：鏡架主體采用鈦合金；眼鏡片采用樹脂；螺釘?shù)冗B接件采用鋼；鼻托和鏡片扎線采用兩種不同的尼龍材料。
眼鏡腿一只固定，另一只向上掰，加力1N，模擬分析此種工況下眼鏡整體結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度。
Mesh Free所有接觸面定義為完全剛性連接，Abaqus作同樣處理，不考慮非線性因素，對比二者的線性計(jì)算結(jié)果。
Mesh Free給出的眼鏡最大變形為23.92mm，Abaqus的結(jié)果為23.46mm。
Mesh Free給出的眼鏡最大應(yīng)力為303.4MPa，Abaqus的結(jié)果為308.3MPa。
談?wù)凪esh Free使用感受：
雖然我常用ABQ，但是不得不說，對于包含細(xì)節(jié)幾何特征的復(fù)雜裝配結(jié)構(gòu)建模分析，Mesh Free真的要比Abaqus高效的多。
據(jù)我了解Mesh Free的非線性也在大力的開發(fā)之中，目前已經(jīng)支持經(jīng)典塑性材料非線性、邊界條件非線性也可以設(shè)置滑動和一般的摩擦接觸。
對不熟悉常規(guī)有限元操作的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員來說，不用幾何清理、不用劃網(wǎng)格是極好的體驗(yàn)。
關(guān)鍵是Mesh Free的結(jié)果也確實(shí)很準(zhǔn)，目前的CAE無非是追求更準(zhǔn)的基礎(chǔ)上算的更快，這兩點(diǎn)Mesh Free無疑是滿足的。
Mesh Free
Abaqus
展開 ABAQUS混凝土損傷塑性模型-C30EXCEL計(jì)算表格（含計(jì)算結(jié)果） ￥3.7
計(jì)算表格（如下）中標(biāo)黃部分的參數(shù)可自行設(shè)定后，EXCEL程序會自動計(jì)算“抗拉強(qiáng)度、非彈性應(yīng)變、受拉損傷因子”。
ABAQUS混凝土損傷塑性模型-C30EXCEL計(jì)算表格（含計(jì)算結(jié)果）
這是根據(jù)GB50010-2010中混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中的混凝土本構(gòu)模型，結(jié)合文獻(xiàn)所述的損傷因子定義，編制的計(jì)算C30混凝土非彈性應(yīng)變和損傷因子的EXCEL表格。也是邊學(xué)變做，希望能和大家多交流。
C30砼本構(gòu)（損傷塑性模型）.rar
ABAQUS混凝土損傷塑性損傷因子計(jì)算依據(jù).rar
ABAQUS建模計(jì)算的常見問題（二）
1.DAT文件的錯誤與警告信息說明
當(dāng)ABAQUS無法順利完成模擬分析任務(wù)時，系統(tǒng)會在MSG文件中會出現(xiàn)對應(yīng)的錯誤位置說明，以供操作者查看檢測。
具體的錯誤類型有：零主元、負(fù)特征值、過多迭代次數(shù)和數(shù)值奇異等。
2.錯誤舉例
零主元
解決方法：出現(xiàn)零主元（zero pivot）的最可能原因是模型中存在過約束。這時就要調(diào)整模型，可以從邊界條件、接觸關(guān)系設(shè)置等著手。
（2）負(fù)特征值
解決方法：負(fù)特征值（Negative Eigenvalue）的出現(xiàn)，可能是由于單元發(fā)生了過度的變形、剛體位移沒有消除，或者應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系中存在負(fù)斜率等。需要注意：負(fù)特征值出現(xiàn)并不一定意味著模型不對，只要該提示不是出現(xiàn)在最后一次迭代，計(jì)算分析就沒錯；否則，需要調(diào)整模型。
（3）過多迭代次數(shù)
解決措施：過多次迭代出現(xiàn)的原因是，軟件在計(jì)算時，會按照設(shè)定的增量進(jìn)行迭代，達(dá)到一定次數(shù)如果不能收斂時，增量就會自動減小；隨后重復(fù)迭代；多次“減小”之后還不能收斂，計(jì)算就會停止。這種情況比較常見，往往是由于同時還存在這其他的警告或錯誤信息?？梢韵葒L試解決其他的問題。
（4）數(shù)值奇異
解決措施：數(shù)值奇異（Numerical Singularity）時，一般是因?yàn)槟Ｐ椭写嬖趧傮w位移。所以需要檢查模型的約束，包括邊界約束和各個部件的約束。.
（5）局部塑性變形過大
解決措施：此錯誤的出現(xiàn)并不一定意味著模型不對。若是出現(xiàn)收斂問題，應(yīng)該查看是否局部有過大的變形。在一些分析中，比如開孔的鋼板，孔的邊緣容易出現(xiàn)過大的塑性變形，如果這部分不屬于分析的關(guān)鍵，可以局部提高材料性質(zhì)。
來源：土木CAE筆記
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ABAQUS建模計(jì)算的常見問題（一）
若無，則說明已經(jīng)消除了過約束，計(jì)算正常；否則，則要調(diào)整模型。
參考文獻(xiàn)：基于ABAQUS的有限元分析和應(yīng)用 莊茁等。
來源：土木CAE筆記
利用Python提取ABAQUS的計(jì)算結(jié)果（ODB）信息
圖10 生成的NodalDisplacement.xls的excel文件
04
結(jié)果驗(yàn)證
將上述excel表格中的結(jié)果繪制成曲線，即U-XYZ點(diǎn)三個方向的位移隨幀數(shù)變化的曲線，如圖11所示。根據(jù)圖12，再結(jié)合odb文件中的變形圖（第623幀）可以判斷U-XYZ點(diǎn)在后期的X(U1)為負(fù)，Y(U2)為正，Z(U3)為正，與圖11曲線是一致的。
圖11 U-XYZ點(diǎn)三個方向的位移隨幀數(shù)變化的曲線
圖12 模型后處理結(jié)果圖（第623幀）
最后再與在Abaqus里進(jìn)行GUI（即點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)）對U-XYZ三個方向位移處理的結(jié)果圖進(jìn)行對比，即通過XY Data對U-XYZ三個方向的位移進(jìn)行輸出繪圖，注意到坐標(biāo)軸為時間，與Python后處理圖11的幀數(shù)是一一對應(yīng)的。可以知道，Python后處理結(jié)果與ABAQUS的GUI操作得到的結(jié)果幾乎完全一致。
圖13 Abaqus里進(jìn)行GUI操作的后處理結(jié)果（關(guān)于U-XYZ三方向位移）
該模型關(guān)于體積、應(yīng)變、應(yīng)力等方面（包括場輸出和歷史輸出）的Python導(dǎo)入excel的后處理留在下期，敬請關(guān)注。
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展開 虎鉗模型Solidworks simulation與Abaqus計(jì)算結(jié)果對比
比較了一下如下的虎鉗模型，Solidworks simulation和Abaqus模型采用：
1.相同的材料參數(shù)，210Gpa,0.28泊松比
2.相同的載荷，Solidworks simulation在面上施加225N力，Abaqus轉(zhuǎn)換成對應(yīng)壓力施加
3.相同的邊界約束
4.相同的接觸設(shè)置，無摩擦，Solidworks simulation采用無穿透全局接觸（其實(shí)也是通用接觸），Abaqus采用通用接觸（general contact）
5.相近的網(wǎng)格，Solidworks simulation使用高品質(zhì)二階四面體網(wǎng)格，Abaqus使用C3D10M單元
比較他們的應(yīng)力和位移情況：
展開 Abaqus插件，切削自動建模、計(jì)算 ￥9.9
有個升級版的切削插件，請移步https://www.yqgqt.org.cn/content/post/424420
Abaqus插件，一個Dialog實(shí)現(xiàn)自動創(chuàng)建切削模型、材料模型、時間步、接觸、邊界條件、劃分網(wǎng)格、創(chuàng)建Job并提交計(jì)算等。目前本插件支持Johnson-Cook塑性模型和最大塑性應(yīng)變失效組合，并考慮了溫度效應(yīng)。
切削模型如圖所示：
計(jì)算結(jié)果部分截圖如下：
插件的使用：（注：本插件在Abaqus/CAE 2016版本下開發(fā)）
本插件使用步驟如下兩張截圖所示：
點(diǎn)擊工具欄Plug-ins，選擇CuttingAnalysisJob，出現(xiàn)創(chuàng)建工程的對話框；
依次填入對應(yīng)的參數(shù)，點(diǎn)擊OK即可自動創(chuàng)建模型和Job，如果選擇了“Submit Now”，則會自動提交計(jì)算；如果不需要立刻執(zhí)行或在執(zhí)行前需要修改材料參數(shù)、接觸參數(shù)或其他設(shè)置，可不選擇“Submit Now”。
如果出現(xiàn)切屑變形過大(卷曲360度甚至更大)導(dǎo)致工件右表面結(jié)點(diǎn)卷曲穿透上表面的情況，請?jiān)谔峤?em>計(jì)算前添加上表面與這部分結(jié)點(diǎn)的接觸算法（不包括工件右上角這個結(jié)點(diǎn)）。由于這個不一定出現(xiàn)，所以并未設(shè)置接觸。
展開 ABAQUS腳本將計(jì)算結(jié)果輸出到文本中 ￥1.99
ABAQUS的結(jié)果大多以字典存儲，之前的帖子講了怎么將結(jié)果輸出到Excel中，此處講述如何將多個數(shù)據(jù)輸出到文本文件中，方便用于其他目的。
附件中的結(jié)果文件是一個L型梁，輸出的數(shù)據(jù)包括單元ID，應(yīng)變能、mises應(yīng)力和應(yīng)變等，如果不做額外處理輸出的結(jié)果很不整齊，看起來繁雜。為此在使用python腳本讀取結(jié)果數(shù)據(jù)時，在腳本中專門編寫了一個文本排列函數(shù)，如下所示：
def fb(character, identifier, length):
if identifier == 'f':
sentence = character + ' '*(length - len(character))
else:
sentence = ' '*(length - len(character)) + character
return sentence
輸出結(jié)果如下：
腳本在附件中，需要的朋友可以嘗試下載。
展開 基于ABAQUS超彈性材料橡膠襯套的剛度計(jì)算 附基于Abaqus的橡膠和粘彈性建模下載
圖5、相互作用設(shè)置和網(wǎng)格屬性設(shè)置
圖6、作業(yè)提交的相關(guān)設(shè)置
八、結(jié)果的可視化處理
計(jì)算完成后，可以通過ABAQUS軟件自帶的可視化模塊查看橡膠襯套的各類云圖計(jì)算結(jié)果：
1、位移加載云圖：對于本實(shí)例的仿真中，可以通過查看位移加載云圖得到橡膠在加載過程中形狀的變化，并可以直接讀出我們的位移加載。
圖7、位移加載云圖
2、應(yīng)變云圖：通過調(diào)整輸出的場變量，我們還可以查看在加載過程中橡膠襯套對數(shù)應(yīng)變的數(shù)值，并對其疲勞壽命做出相應(yīng)的預(yù)測。
圖8、應(yīng)變云圖
3、剛度曲線：借助ABAQUS軟件的歷程輸出數(shù)據(jù)，我們可以做出整個加載過程中的位移與作用力的關(guān)系曲線，即得到了該硬度下，此橡膠襯套的靜剛度曲線。
圖9、橡膠襯套的靜剛度仿真曲線
如果將我們的載荷換成如圖10的正弦加載曲線，我們還可以得到該硬度下，固定頻率的動剛度的遲滯曲線，進(jìn)而得出其動剛度。
圖10、動態(tài)加載曲線、結(jié)果可視化云圖與遲滯曲線
下載地址：基于Abaqus的橡膠和粘彈性建模
展開 Python提取Abaqus計(jì)算結(jié)果的History Output并用Matplotlib繪圖
采用Python可以提取Abaqus計(jì)算結(jié)果的歷史輸出數(shù)據(jù)，提取出來后保存到本地并采用Matplitlib繪制折線圖，記錄一下代碼：以下三張圖片分別是讀取etotal歷史數(shù)據(jù)并保存到本地的代碼、繪制折線圖的代碼和etotal歷史變化折線圖。
基于abaqus圓盤三種模態(tài)計(jì)算方法結(jié)果對比 ￥12
這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得，這樣一個計(jì)算或試驗(yàn)分析過程稱為模態(tài)分析。模態(tài)分析就求特征值和特征向量的問題，特征值就是要知道結(jié)構(gòu)振動的一些基本振型對應(yīng)的頻率，在實(shí)際中，有時為了避開這這些基本頻率，防止共振，有時要加強(qiáng)振動，看實(shí)際需要，基本自然頻率可以給我們一個準(zhǔn)則，可知道我們的結(jié)構(gòu)變形是算快還是算慢，基本自然頻率也可以代表結(jié)構(gòu)整體的剛度：頻率低表示結(jié)構(gòu)的剛度很低（結(jié)構(gòu)很柔軟），相反的頻率高表示結(jié)構(gòu)的剛度很高（結(jié)構(gòu)很堅(jiān)硬）。本案例分別采用lanczos法、Subspace法、AMS法對圓盤進(jìn)行模態(tài)分析，并得到圓盤結(jié)構(gòu)的各階固有頻率和陣型。在任何動態(tài)分析中都要定義材料的密度。分析步類型采用Linear perturbation（線性攝動分析步），選擇Frequency 在DAT文件中可以查看各階固有頻率和有效質(zhì)量。
lanczos法模態(tài)分析
Subspace法模態(tài)分析
AMS法模態(tài)分析
通過上述動畫結(jié)果可以看出lanczos法、Subspace法陣型及頻率計(jì)算結(jié)果基本一致，AMS法與lanczos法、Subspace法分析結(jié)果的頻率略有差別（可在dat文件中查看對比），陣型差別較大。通常情況我們選擇lanczos法進(jìn)行模態(tài)分析。當(dāng)遇到一些報(bào)錯的問題，可嘗試由lanczos法切換為Subspace法。
展開 abaqus Python后處理, 結(jié)果批量生成AVI動畫并保存。以模態(tài)計(jì)算為例。完整代碼如下，親測可用!
from abaqus import * from abaqusConstants import * import sys import animation #####################自動批量生成保存模態(tài)AVI動畫###################################### ###?。?！需指定保存路徑path、和新文件名稱filename?。?！指定模態(tài)數(shù)! path='D:/temp/2022K05MOD/result/' #指定保存路徑!! filename='Cylind_Mod' #指定保存文件名稱!!
展開 abaqus計(jì)算結(jié)果建模的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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