abaqus計(jì)算韌性的案例
新論文：新型地震和連續(xù)倒塌綜合防御韌性PC框架承載力計(jì)算方法
因此我們提出了一種新型的地震和連續(xù)倒塌綜合防御韌性PC框架（multi-hazard resilient prefabricated concrete frame ，MHRPC框架），詳情請(qǐng)參考：
新論文：這個(gè)混凝土框架能抗震，能防連續(xù)倒塌，還功能可恢復(fù)，您不進(jìn)來(lái)看看么？
地震與連續(xù)倒塌綜合防御韌性PC框架結(jié)構(gòu)，如圖1所示：
(1) 框架梁和框架柱通過(guò)剪力傳遞板傳遞剪力，通過(guò)可更換耗能裝置和預(yù)應(yīng)力筋傳遞彎矩。
(2) 預(yù)應(yīng)力筋可以同時(shí)作為抗震的自復(fù)位鋼筋和抗連續(xù)倒塌的拉結(jié)配筋；
(3) 剪力傳遞板保障大變形下剪力的可靠傳遞；
(4) 可更換耗能裝置可以消耗地震和連續(xù)倒塌作用下的動(dòng)能。
圖1 MHRPC框架結(jié)構(gòu)
為了驗(yàn)證該體系的效果，我們同時(shí)開(kāi)展了抗震和防連續(xù)倒塌子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，簡(jiǎn)化版試驗(yàn)結(jié)果（與常規(guī)RC框架試件對(duì)比）
圖2. 抗震性能試驗(yàn)
（MHRPC框架：承載力高，二階剛度穩(wěn)定，殘余變形小）
圖3. 抗連續(xù)倒塌性能試驗(yàn)
（MHRPC框架：承載力顯著提升，變形能力提高）
承載力計(jì)算模型
試驗(yàn)做完，下一步當(dāng)然要關(guān)心怎么算的問(wèn)題，于是就有了下面這個(gè)設(shè)計(jì)需求：
圖4.
展開(kāi) 【螺栓斷裂】Abaqus韌性損傷與剪切損傷準(zhǔn)則---{ 問(wèn)題答疑 +工程案例 + 模型文件 } ￥99.9
Abaqus中韌性金屬失效分析需要定義c點(diǎn)的損傷初始化準(zhǔn)則，以及cd段的損傷演化（損傷后材料剛度退化路徑）。材料軟化后可持續(xù)承載，直到達(dá)到d點(diǎn)，材料失效，失去承載能力。
圖1-韌性金屬的全載荷區(qū)間應(yīng)力-應(yīng)變曲線
圖2-韌性金屬的損傷準(zhǔn)則
ABAQUS為韌性金屬提供不同的損傷初始化準(zhǔn)則，大致分為兩種類型：
金屬裂紋的損傷初始化準(zhǔn)則，包括韌性準(zhǔn)則（ductile damage、Johnson-Cook damage）和剪切準(zhǔn)則（shear damage）。也就是圖2中紅框內(nèi)的三個(gè)準(zhǔn)則，它們都屬于金屬承載后產(chǎn)生裂紋的準(zhǔn)則。
金屬板的徑縮不穩(wěn)定損傷初始化準(zhǔn)則，包括幾種成形極限圖，用于評(píng)估鈑金件的可成形性。也就是紅框外的幾個(gè)準(zhǔn)則，不在本文討論范圍。
圖3-漸進(jìn)損傷失效分類【摘自Abaqus材料本構(gòu)模型導(dǎo)圖，完整版鏈接】
····································常見(jiàn)問(wèn)題解答····································
······Q1: 韌性準(zhǔn)則和剪切準(zhǔn)則有何不同？
······A1: 韌性金屬開(kāi)裂有兩種主要機(jī)理，基于唯象觀察，仿真模擬這兩種機(jī)理時(shí)用到不同的損傷起始準(zhǔn)則（hooputra2004）：
機(jī)理1，由于內(nèi)部（微裂紋）的成核、生長(zhǎng)和孔隙的聚集產(chǎn)生的韌性斷裂，這種情況下ductile damage、Johnson-Cook damage兩種韌性準(zhǔn)則是適用的，常見(jiàn)于拉伸工況。
圖4-機(jī)理1韌性斷裂
機(jī)理2，由于剪力帶局部化產(chǎn)生的剪切斷裂，這時(shí)shear damage比較適合，常見(jiàn)于剪切工況。
展開(kāi) 金屬韌性損傷材料失效模型應(yīng)用實(shí)例-Abaqus/Explicit鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析 ￥49.9
在常溫狀態(tài)下，大多數(shù)工程金屬具有較高的韌性，這種情況下，材料的失效分析通常會(huì)使用韌性損傷漸進(jìn)失效模型。
如下圖所示，該模型完整的定義了材料的彈性階段、塑性階段、損傷起始與損傷演化。材料承載經(jīng)歷彈塑性階段后達(dá)到損傷起始點(diǎn)a，繼續(xù)承載，損傷后的材料剛度折減，出現(xiàn)軟化，直到損傷參數(shù)D=1時(shí)，材料剛度退化為0，單元?jiǎng)h除。
韌性材料損傷漸進(jìn)失效模型
工程案例：
鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析
上圖案例中的分析工況按閱讀順序依次是：
沖擊質(zhì)量5kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度200m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度300m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度400m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚20mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度400m/s，桶厚50mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚50mm;
付費(fèi)部分為鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析案例的9種工況共計(jì)9個(gè)inp文件壓縮包+CAE 源文件壓縮包。
展開(kāi) ABAQUS 在計(jì)算到step3后計(jì)算中斷，變形過(guò)大
我在原本可以計(jì)算的模型的基礎(chǔ)上修改的，只是刪了幾個(gè)樓板與梁連接的栓釘
Mesh Free-眼鏡剛強(qiáng)度校核計(jì)算，附Abaqus計(jì)算結(jié)果對(duì)比
采用Mesh Free對(duì)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(shù)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(duì)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(shuō)，對(duì)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(kāi)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(dòng)和一般的摩擦接觸。
對(duì)不熟悉常規(guī)有限元操作的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，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(wú)非是追求更準(zhǔn)的基礎(chǔ)上算的更快，這兩點(diǎn)Mesh Free無(wú)疑是滿足的。
Mesh Free
Abaqus
展開(kāi) 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(huì)自動(dòng)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
隨機(jī)振動(dòng)分析-abaqus（附一個(gè)電池包計(jì)算案例） ￥20
四、如何將時(shí)域隨機(jī)振動(dòng)曲線轉(zhuǎn)換得到功率譜密度曲線
五、 隨機(jī)振動(dòng)分析理論
附.常見(jiàn)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(jì)算
附.國(guó)標(biāo)中定義的PSD譜總均方根加速度值是如何計(jì)算的？
六. 隨機(jī)振動(dòng)分析案例-abaqus
第一步：計(jì)算結(jié)構(gòu)模態(tài)，輸出位移和應(yīng)力。
第二步：隨機(jī)振動(dòng)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(jī)振動(dòng)計(jì)算頭文件設(shè)置
2.5 隨機(jī)振動(dòng)分析結(jié)果
2.6 隨機(jī)振動(dòng)σ應(yīng)力結(jié)果評(píng)價(jià)
Abaqus接觸非線性在有限元計(jì)算分析中的應(yīng)用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例下載
來(lái)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(jì)算分析中應(yīng)用非常廣泛，特別是動(dòng)態(tài)顯式的求解，只要模型中包含兩個(gè)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(shè)置主要在Interation模塊中完成，設(shè)置接觸的屬性時(shí)，可以設(shè)置摩擦系數(shù)，阻尼系數(shù)，損壞，失效準(zhǔn)則等非線性參數(shù)，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(jī)械約束方式為運(yùn)動(dòng)學(xué)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(duì)模型定義非線性接觸后得到的分析結(jié)果，以供參考。
下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例
展開(kāi) Abaqus仿真計(jì)算中的單元選擇
目前第一、二期直播已結(jié)束（聯(lián)系文末客服看回放），第三期直播<Abaqus仿真計(jì)算中的單元選擇>，已經(jīng)開(kāi)啟報(bào)名，歡迎參加~
”
對(duì)于有限元分析的網(wǎng)格模型，不僅需要較高的網(wǎng)格質(zhì)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(kù)，幾乎可以模擬實(shí)際工程中任意幾何形狀的有限元模型，在對(duì)一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行分析時(shí)，可以根據(jù)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(duì)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(diǎn)數(shù)目、單元形狀、插值函數(shù)階次以及單元構(gòu)造的方式。
展開(kāi) Abaqus計(jì)算內(nèi)存的問(wèn)題：aba_sint_cap
因此，查閱了網(wǎng)絡(luò)上相關(guān)帖子和幫助文檔，加上親身經(jīng)歷，整理如下：
方法一：可以直接在abaqus_v6.env中設(shè)置memory='80%'或其他方式，詳見(jiàn)幫助文檔
方法二：可通過(guò)高級(jí)系統(tǒng)設(shè)置--->環(huán)境變量--->變量名：ABA_SINT_CAP 值：16384
（說(shuō)明：16384這個(gè)值可以更大，但似乎沒(méi)有意義！）
基于上述方法設(shè)置了足夠大的內(nèi)存后，但仍然出現(xiàn)該錯(cuò)誤。具體原因：
Abaqus中每8GB的物理內(nèi)存，使用的內(nèi)存將不會(huì)超過(guò)2GB
在滿足上述條件的基礎(chǔ)上，最多使用內(nèi)存限制為16GB。
遇到這個(gè)問(wèn)題后，建議重新調(diào)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(kāi) 
自動(dòng)調(diào)用abaqus 進(jìn)行計(jì)算的插件 ￥30
在使用abaqus進(jìn)行仿真過(guò)程中，如果是通過(guò)別的軟件進(jìn)行前處理導(dǎo)出得到inp，常常使用的方法是新建一個(gè)bat 文件，在文件中輸入
call abaqus job=XXX
XXX是inp的名字，那么問(wèn)題來(lái)了，在調(diào)試過(guò)程中每次都得輸入inp的名字，如果在調(diào)試過(guò)程中，在一個(gè)文件夾下可能出現(xiàn)多個(gè)inp，每次修改起來(lái)依然不夠方便。因而，筆者編寫(xiě)一個(gè)插件，每次能自動(dòng)調(diào)用該文件夾下最新的inp 文件計(jì)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(dòng)調(diào)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(kāi) Abaqus+PyQt+Python平面變形歐拉角計(jì)算
下面以簡(jiǎn)單例子介紹平面變形、指向歐拉角的計(jì)算，包括絕對(duì)歐拉角、相對(duì)歐拉角。
1 簡(jiǎn)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(gè)面的厚度不同，在上側(cè)3個(gè)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(jì)算要求
計(jì)算六面體上面3個(gè)面的變形歐拉角，包括3個(gè)面的絕對(duì)歐拉角，平面2、3相對(duì)與平面1的相對(duì)歐拉角。平面1、2、3如下圖所示。
3 數(shù)據(jù)處理
使用平面節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、位移數(shù)據(jù)計(jì)算平面變形歐拉角。可以使用Python腳本輸出平面節(jié)點(diǎn)編號(hào)、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)（X、Y、Z）、節(jié)點(diǎn)位移（U1、U2、U3），如下圖所示。下圖為平面1的10個(gè)工況的數(shù)據(jù)文件，打開(kāi)的文本文件中7列數(shù)據(jù)為節(jié)點(diǎn)編號(hào)、坐標(biāo)、位移。
三個(gè)平面10個(gè)工況的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件如下圖所示。每個(gè)文件中包含一個(gè)工況一個(gè)平面的節(jié)點(diǎn)編號(hào)、坐標(biāo)、位移數(shù)據(jù)。
4 絕對(duì)歐拉角計(jì)算
使用PyQt+Python開(kāi)發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)單的小軟件，計(jì)算絕對(duì)歐拉角、相對(duì)歐拉角。
首先計(jì)算各平面的絕對(duì)歐拉角。
計(jì)算平面1的10個(gè)工況的絕對(duì)歐拉角。
平面1變形的絕對(duì)歐拉角計(jì)算結(jié)果如下圖所示。
伴隨絕對(duì)歐拉角計(jì)算結(jié)果，軟件同時(shí)寫(xiě)出了平面變形前后的坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，如下圖。每行18個(gè)數(shù)據(jù)，每3個(gè)數(shù)據(jù)為一個(gè)坐標(biāo)軸向量，變形前后2個(gè)坐標(biāo)系，6個(gè)坐標(biāo)軸，18個(gè)數(shù)據(jù)。
5 相對(duì)歐拉角計(jì)算
利用計(jì)算絕對(duì)歐拉角時(shí)得到的坐標(biāo)系文件，計(jì)算平面變形相對(duì)歐拉角，如下圖所示，計(jì)算平面2相當(dāng)于平面1、平面3相對(duì)與平面1的相對(duì)歐拉角。
計(jì)算結(jié)果如下圖所示。
6 小結(jié)
上述軟件用的算法申請(qǐng)了發(fā)明專利，軟件申請(qǐng)了軟著。
展開(kāi) 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列27： Abaqus內(nèi)部計(jì)算和顯示的應(yīng)變
（1）顯示應(yīng)變：Abaqus計(jì)算完畢后得到導(dǎo)入結(jié)果，在后處理中查看，應(yīng)變E11=8.528e-1,E22=-5.173e-1如下：
（2）計(jì)算應(yīng)變：Abaqus中采用UMAT子程序，利用我們的子程序調(diào)試插件DUS調(diào)試UMAT，在Visual Studio中查看dStran的值，發(fā)現(xiàn)在計(jì)算完應(yīng)變后，進(jìn)入U(xiǎn)MAT時(shí)，E11=8.528e-1,E22=-5.173e-1，調(diào)試如下：
可以發(fā)現(xiàn)殼單元Abaqus的計(jì)算應(yīng)變和顯示應(yīng)變一樣，猜測(cè)都是對(duì)數(shù)應(yīng)變。
1.5.3 iSolver的應(yīng)變
iSolver中采用自帶材料進(jìn)行計(jì)算，材料參數(shù)和UMAT的輸入完全一致。
為了計(jì)算和Abaqus完全一致，iSolver也采用對(duì)數(shù)應(yīng)變計(jì)算方式，得到的應(yīng)變顯示如下，可發(fā)現(xiàn)和Abaqus完全一致。
==總結(jié)==
由上可以看到，在實(shí)際計(jì)算中，對(duì)體單元，Abaqus和iSolver都采用變形率積分方式來(lái)計(jì)算應(yīng)變，對(duì)殼單元，Abaqus和iSolver都采用對(duì)數(shù)應(yīng)變。一般理論書(shū)都認(rèn)為Abaqus是因?yàn)閷?duì)數(shù)應(yīng)變計(jì)算復(fù)雜才采用別的應(yīng)變，但個(gè)人認(rèn)為應(yīng)該不是這個(gè)原因，因?yàn)?em>Abaqus對(duì)體單元為了顯示對(duì)數(shù)應(yīng)變，依然重新計(jì)算了一遍，說(shuō)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(méi)研究清楚，歡迎探討。
如果有任何其它疑問(wèn)或者項(xiàng)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?jiǎng)偠染仃囇芯俊?http://www.yqgqt.org.cn/content/post/338859
第二篇：S4殼單元質(zhì)量矩陣研究。
展開(kāi) Abaqus-原來(lái)顯式計(jì)算也可以這么快
本文詳細(xì)介紹了 Abaqus/explicit 中的準(zhǔn)靜態(tài)分析及其提高求解速度的方法。
我如何知道我的模擬是否是準(zhǔn)靜態(tài)的？
準(zhǔn)靜態(tài)問(wèn)題是通常可以使用 Abaqus/Standard 解決的問(wèn)題之一，但由于觸或材料的復(fù)雜性，可能難以收斂，從而導(dǎo)致大量迭代。具有挑戰(zhàn)性的非線性準(zhǔn)靜態(tài)問(wèn)題通常涉及：
接觸條件非常復(fù)雜，Abaqus/Standard 可能會(huì)因接觸問(wèn)題而無(wú)法收斂；
非常大的變形可能導(dǎo)致嚴(yán)重的網(wǎng)格變形；
例如，通常在金屬成形分析中，我們面臨這樣的困難：用 Abaqus/Standard 來(lái)模擬這樣的問(wèn)題確實(shí)很困難。
示例：模擬拉深過(guò)程中的撕裂
Abaqus/Explicit顯式準(zhǔn)靜態(tài)分析問(wèn)題
Abaqus/Explicit 對(duì)于高度非線性靜態(tài)（準(zhǔn)靜態(tài)分析）問(wèn)題的建模更加有效。對(duì)于涉及接觸和金屬成型等非常大變形的三維問(wèn)題尤其如此。
應(yīng)用 Abaqus/Explicit 模擬準(zhǔn)靜態(tài)事件需要特別考慮。在自然時(shí)間段內(nèi)對(duì)過(guò)程進(jìn)行建模在計(jì)算上是不切實(shí)際的。從字面上看，需要數(shù)百萬(wàn)次的時(shí)間增量。因此，我們?cè)谀M中人為地提高加載過(guò)程的速度以獲得經(jīng)濟(jì)的解決方案。
使用 Abaqus/Explicit 獲得經(jīng)濟(jì)的準(zhǔn)靜態(tài)分析解決方案的兩種方法是：
1、人為提高加載速率
我們可以通過(guò)提高加載率來(lái)人為地減少該過(guò)程的時(shí)間尺度。增加的加載速率會(huì)減少模擬的時(shí)間。將加載速率提高 f 倍，分析速度提高 f 倍。
2、采用質(zhì)量縮放
它增加了穩(wěn)定時(shí)間增量的大小，因此完成作業(yè)所需的增量更少。人為地將材料密度（質(zhì)量縮放）增加 f*f 倍，可以將分析速度提高 f 倍。
在本文中，我們的重點(diǎn)是提高加載速率的方法。
展開(kāi) 