abaqus頻域計算的案例
頻域振動疲勞計算的最新技術（一）
每個應力循環(huán)引起的損傷可以用材料的壽命曲線（SN Curve）來計算。壽命曲線（SN Curve）表述了在一定的應力幅度（S）下，材料失效所需的載荷次數（Nf）。在N次載荷下，材料的損傷可以從材料失效所需的載荷次數的比例關系得到。用Palmgren-Miner 累計損傷法可以表達為：
Ni是某一個特定應力幅值/平均的加載次數；i是幅值和平均值組合的可能個數；Nf在特定幅值和平均值組合的應力下材料失效的加載次數；這樣就可以用材料失效的比例關系表達來累計損傷。部件的疲勞損傷可以用下式表示：
頻域疲勞分析方法
基于頻域的快速疲勞壽命計算的需求是在上世紀80年代首先從海洋工程來的。需要設計大型海洋平臺同時需要避免疲勞損傷。由于結構很大而且載荷組合太多時域響應計算非常困難。波載荷風載數據可以用頻域的功率譜密度表示，顯然利用頻域分析加快疲勞壽命計算更合理。問題是如何利用應力的功率頻譜密度來得到足夠精確的疲勞壽命計算結果。
頻域振動疲勞分析的方法是直接利用應力的頻域功率普密度（PSD）來再現應力時間歷程，并用式（1）和（2）來計算疲勞壽命。
頻域是表述時域信號的另一種形式，現在x軸代表頻率而不是時間。把時域信號轉換到頻域時，我們把信號傳換成離散的，不同幅值/頻率/相位的正弦波。這些正弦波疊加起來就是原來的時間歷程。這種把時域信號轉換正弦信號的方法稱為“傅里葉變換”。每個正弦矢量有一個幅值和相位。
實際上我們常常把頻域信號表達為“功率頻譜密度（PSD）”圖。這個歸一化的圖表述了每個正弦波對于其頻率的均方值。圖2是一個典型的功率頻譜密度（PSD）。正弦波的均方值是通過計算PSD曲線下某一個頻率范圍的面積得到的。均方值可以用式（3）來計算。
圖2.
展開 頻域振動疲勞計算的最新技術（二）
計算模型的第一階固有頻率被調試到實驗測試值11.7Hz，并在假設3%阻尼的前提下提取了80Hz以下的固有頻率（表1）。
2，冷卻模塊頂部的散熱器托架布局
表1，散熱器托架的固有頻率
論文的研究分為兩個部分。首先通過對結構進行了頻域掃描（圖3）計算托架的損傷，并與傳統(tǒng)的時域計算損傷方法的結果作了比較。然后再疊加振動臺的隨機載荷（圖4）后，對結構的損傷進行了考察。
圖3，正弦掃描0 – 20Hz數據
圖4，正弦掃描 + 振動臺隨機載荷
采用MSC
Nastran的SOL112進行正弦掃描計算的時域分析，疲勞計算利用了Nastran Embedded Fatigue（NEF）并考慮了應變 –
壽命的材料特性（Neuber
修正）。頻域振動方法（NEVF）的優(yōu)點是快捷而且節(jié)省硬件資源。尤其是因為嵌入式方法在頻率基礎上利用應力數據，無需輸出應力數據存于硬盤的臨時文件，詳見《頻域振動疲勞計算的最新技術（一）》。
圖5顯示了時域分析和頻域分析在危險位置的應力響應。時域分析和頻域分析得到的最危險位置的損傷比較關系在表2顯示。頻域分析的損傷計算結果偏于保守和安全，是時域分析結果的2倍到4倍。
5，時域和頻域的應力響應
表2，時域和頻域分析在危險位置的損傷比較
研究證明，如果在頻域分析時提高掃面頻率的間隔數 （從50到4000）能夠縮小與時域分析結果的差距（表3）。另外，時域分析和頻域分析的損傷的差距，一部分是由于在頻域分析中振動是假設為穩(wěn)態(tài)而引起的。這會導致那些最高應力的循環(huán)次數被高估。
展開 ABAQUS 在計算到step3后計算中斷，變形過大
我在原本可以計算的模型的基礎上修改的，只是刪了幾個樓板與梁連接的栓釘
Mesh Free-眼鏡剛強度校核計算，附Abaqus計算結果對比
采用Mesh Free對某品牌眼鏡整體剛度、強度進行校核，如下圖所示，Mesh Free支持在不用做幾何清理的前提下進行計算分析，導入模型部件可以包含細節(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；螺釘等連接件采用鋼；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構的剛度、強度。
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，對比二者的線性計算結果。
Mesh Free給出的眼鏡最大變形為23.92mm，Abaqus的結果為23.46mm。
Mesh Free給出的眼鏡最大應力為303.4MPa，Abaqus的結果為308.3MPa。
談談Mesh Free使用感受：
雖然我常用ABQ，但是不得不說，對于包含細節(jié)幾何特征的復雜裝配結構建模分析，Mesh Free真的要比Abaqus高效的多。
據我了解Mesh Free的非線性也在大力的開發(fā)之中，目前已經支持經典塑性材料非線性、邊界條件非線性也可以設置滑動和一般的摩擦接觸。
對不熟悉常規(guī)有限元操作的結構設計人員來說，不用幾何清理、不用劃網格是極好的體驗。
關鍵是Mesh Free的結果也確實很準，目前的CAE無非是追求更準的基礎上算的更快，這兩點Mesh Free無疑是滿足的。
Mesh Free
Abaqus
展開 
ABAQUS混凝土損傷塑性模型-C30EXCEL計算表格（含計算結果） ￥3.7
計算表格（如下）中標黃部分的參數可自行設定后，EXCEL程序會自動計算“抗拉強度、非彈性應變、受拉損傷因子”。
ABAQUS混凝土損傷塑性模型-C30EXCEL計算表格（含計算結果）
這是根據GB50010-2010中混凝土結構設計規(guī)范中的混凝土本構模型，結合文獻所述的損傷因子定義，編制的計算C30混凝土非彈性應變和損傷因子的EXCEL表格。也是邊學變做，希望能和大家多交流。
C30砼本構（損傷塑性模型）.rar
ABAQUS混凝土損傷塑性損傷因子計算依據.rar
隨機振動分析-abaqus（附一個電池包計算案例） ￥20
四、如何將時域隨機振動曲線轉換得到功率譜密度曲線
五、 隨機振動分析理論
附.常見功率譜密度曲線給出形式
附.以dB/oct形式給出的功率譜密度曲線如何計算
附.國標中定義的PSD譜總均方根加速度值是如何計算的？
六. 隨機振動分析案例-abaqus
第一步：計算結構模態(tài)，輸出位移和應力。
第二步：隨機振動分析
2.1 定義輸出頻率上下限和模態(tài)阻尼
2.2 定義PSD載荷及加載
2.3 定義輸出
2.4 隨機振動計算頭文件設置
2.5 隨機振動分析結果
2.6 隨機振動σ應力結果評價
自動調用abaqus 進行計算的插件 ￥30
在使用abaqus進行仿真過程中，如果是通過別的軟件進行前處理導出得到inp，常常使用的方法是新建一個bat 文件，在文件中輸入
call abaqus job=XXX
XXX是inp的名字，那么問題來了，在調試過程中每次都得輸入inp的名字，如果在調試過程中，在一個文件夾下可能出現多個inp，每次修改起來依然不夠方便。因而，筆者編寫一個插件，每次能自動調用該文件夾下最新的inp 文件計算。
使用者每次在文件夾中右鍵，即可彈出該按鈕，單擊該按鈕即可自動調用，如下圖所示
使用方法：
解壓附錄文件，將
附錄：
如何在windows 添加右鍵
https://jingyan.baidu.com/article/3065b3b6455d6dbecff8a4b2.html
展開 Abaqus接觸非線性在有限元計算分析中的應用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例下載
來源：有限元在線
ABAQUS的非線性主要在有三種：幾何非線性，材料非線性以及接觸非線性。接觸非線性在ABAQUS的有限元計算分析中應用非常廣泛，特別是動態(tài)顯式的求解，只要模型中包含兩個以上相互接觸的部件，就要用到接觸非線性。
ABAQUS接觸非線性的設置主要在Interation模塊中完成，設置接觸的屬性時，可以設置摩擦系數，阻尼系數，損壞，失效準則等非線性參數，如圖1所示。
如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。
在接觸編輯界面，可以選擇機械約束方式為運動學接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。
這是對模型定義非線性接觸后得到的分析結果，以供參考。
下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例
展開 abaqus簡單立方體胞元周期性邊界條件施加計算腳本源代碼 ￥39.9
</p><p class="ql-align-justify">在abaqus中通過file→run script選擇該腳本運行，腳本會輸出X，Y，Z三個方向的計算結果ODB文件。</p><p><br></p>
ABAQUS流體計算
誰有ABAQUS的流體計算資料，越詳細越好， 初學者。
Abaqus仿真計算中的單元選擇
目前第一、二期直播已結束（聯(lián)系文末客服看回放），第三期直播<Abaqus仿真計算中的單元選擇>，已經開啟報名，歡迎參加~
”
對于有限元分析的網格模型，不僅需要較高的網格質量，還需要擁有合適的單元類型。ABAQUS為用戶提供了豐富的單元庫，幾乎可以模擬實際工程中任意幾何形狀的有限元模型，在對一個問題進行分析時，可以根據情況選擇使用。
如何才能選取出適合于分析的單元類型呢？
本次分享首先介紹ABAQUS中對于單元的分類，每種單元特定的使用范圍，各種單元類型的節(jié)點數目、單元形狀、插值函數階次以及單元構造的方式。
展開 Abaqus計算內存的問題：aba_sint_cap
因此，查閱了網絡上相關帖子和幫助文檔，加上親身經歷，整理如下：
方法一：可以直接在abaqus_v6.env中設置memory='80%'或其他方式，詳見幫助文檔
方法二：可通過高級系統(tǒng)設置--->環(huán)境變量--->變量名：ABA_SINT_CAP 值：16384
（說明：16384這個值可以更大，但似乎沒有意義?。?基于上述方法設置了足夠大的內存后，但仍然出現該錯誤。具體原因：
Abaqus中每8GB的物理內存，使用的內存將不會超過2GB
在滿足上述條件的基礎上，最多使用內存限制為16GB。
遇到這個問題后，建議重新調整模型，減小inp文件的體量。目前尚未找到特別好的方法！
展開 Abaqus+PyQt+Python平面變形歐拉角計算
下面以簡單例子介紹平面變形、指向歐拉角的計算，包括絕對歐拉角、相對歐拉角。
1 簡化模型
下面的六面體為表面殼模型，下面由三段梁支持，三段梁分別沿X、Y、Z軸向。六個面的厚度不同，在上側3個面施加不同的壓力，如下左圖所示。位移云圖如下右圖所示。
2 計算要求
計算六面體上面3個面的變形歐拉角，包括3個面的絕對歐拉角，平面2、3相對與平面1的相對歐拉角。平面1、2、3如下圖所示。
3 數據處理
使用平面節(jié)點坐標、位移數據計算平面變形歐拉角?？梢允褂肞ython腳本輸出平面節(jié)點編號、節(jié)點坐標（X、Y、Z）、節(jié)點位移（U1、U2、U3），如下圖所示。下圖為平面1的10個工況的數據文件，打開的文本文件中7列數據為節(jié)點編號、坐標、位移。
三個平面10個工況的節(jié)點數據文件如下圖所示。每個文件中包含一個工況一個平面的節(jié)點編號、坐標、位移數據。
4 絕對歐拉角計算
使用PyQt+Python開發(fā)了一個簡單的小軟件，計算絕對歐拉角、相對歐拉角。
首先計算各平面的絕對歐拉角。
計算平面1的10個工況的絕對歐拉角。
平面1變形的絕對歐拉角計算結果如下圖所示。
伴隨絕對歐拉角計算結果，軟件同時寫出了平面變形前后的坐標系數據，如下圖。每行18個數據，每3個數據為一個坐標軸向量，變形前后2個坐標系，6個坐標軸，18個數據。
5 相對歐拉角計算
利用計算絕對歐拉角時得到的坐標系文件，計算平面變形相對歐拉角，如下圖所示，計算平面2相當于平面1、平面3相對與平面1的相對歐拉角。
計算結果如下圖所示。
6 小結
上述軟件用的算法申請了發(fā)明專利，軟件申請了軟著。
展開 有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列27： Abaqus內部計算和顯示的應變
（1）顯示應變：Abaqus計算完畢后得到導入結果，在后處理中查看，應變E11=8.528e-1,E22=-5.173e-1如下：
（2）計算應變：Abaqus中采用UMAT子程序，利用我們的子程序調試插件DUS調試UMAT，在Visual Studio中查看dStran的值，發(fā)現在計算完應變后，進入UMAT時，E11=8.528e-1,E22=-5.173e-1，調試如下：
可以發(fā)現殼單元Abaqus的計算應變和顯示應變一樣，猜測都是對數應變。
1.5.3 iSolver的應變
iSolver中采用自帶材料進行計算，材料參數和UMAT的輸入完全一致。
為了計算和Abaqus完全一致，iSolver也采用對數應變計算方式，得到的應變顯示如下，可發(fā)現和Abaqus完全一致。
==總結==
由上可以看到，在實際計算中，對體單元，Abaqus和iSolver都采用變形率積分方式來計算應變，對殼單元，Abaqus和iSolver都采用對數應變。一般理論書都認為Abaqus是因為對數應變計算復雜才采用別的應變，但個人認為應該不是這個原因，因為Abaqus對體單元為了顯示對數應變，依然重新計算了一遍，說明Abaqus體單元采用變形率是有其它原因的，具體什么原因我也沒研究清楚，歡迎探討。
如果有任何其它疑問或者項目合作意向，也歡迎聯(lián)系我們：
snowwave02 From www.yqgqt.org.cn
email: snowwave02@qq.com
以往的系列文章：
1.7.1 ========第一階段========
第一篇：S4殼單元剛度矩陣研究。
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/338859
第二篇：S4殼單元質量矩陣研究。
展開 