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登錄abaqus什么是自接觸的案例
Abaqus接觸分析時什么樣的網格是最佳的?
1、分別建立軸shaft和孔hole的幾何模型:
軸模型
孔模型
2、完成材料屬性的賦予、裝配以及靜力學分析步的施加:
模型裝配
3、在相互作用模組,設置軸外表面和孔內表面之間的面-面接觸,并設置過盈配合:
接觸屬性的設置
面-面接觸設置
4、在載荷模組,固定孔的外表面,給軸施加2mm的軸向位移:
邊界條件施加
5、對模型進行切分,同時對軸和孔劃分網格,通過全局布種和局部布種控制軸和孔網格數量:
軸網格布種
孔網格布種
6、調整軸外圈網格數量與孔內圈網格數量在左半部分與右半部分不一致,使左半部分的網格節點重疊,右半部分的網格節點存在錯位,完成網格劃分后的模型為:
網格劃分
7、提交分析,接觸壓力的結果如下圖所示:
接觸壓力對比1
可以看出,當接觸位置的網格節點重合時,可獲得連續的接觸壓力分布;當接觸位置的網格節點不重合時,接觸面的接觸壓力分布不均勻,仿真結果較差。
8、進一步,在相互作用模組調整表面平滑surface smoothing選項:
調整表面平滑選項
提交分析,仿真結果如下圖所示:
接觸壓力對比2
結論:(1)、在面-面接觸分析中,控制主從面網格節點位置重合可獲得高質量的仿真結果;
(2)、在網格節點不重合時減小網格尺寸,其效果有時反而不如大網格尺寸下調整節點位置;
(3)、在相互作用模組調整表面平滑選項也能改善包括接觸應力和米氏應力等在內的應力分布。
展開 abaqus里的非線性薄層單元,零厚度cohesive單元,goodman接觸單元等的基本形式是什么?如何構建與應用?
在使用Abaqus,Comsol等軟件進行薄層區域的力學分析過程中,例如在研究水壓致裂、裂縫擴展,接觸粘結滑移的這類薄層力學性質時,我們經常需要采用應力-相對位移(σ-u)關系,而不是傳統本構描述的應力-應變(σ-ε)關系來描述,例如Abaqus里面的Cohesive單元,Goodman單元,以及Comsol里的彈性薄層(在后面我把這類單元統稱為增量非線性力學薄層)。這類單元厚度非常小甚至為0,薄層兩側的節點(單元)用一組力(應力)與相對位移的關系方程聯系起來,例如給出一個形式最為簡單的典型應力-位移方程
此方程描述了1,2,3方向(通常是法向和兩個切向)上相對位移與應力的關系,應力與相對位移呈線性關系,類似于“線性彈簧”。但是對于土-結構接觸、裂縫的張開閉合這類問題,線性方程已經不足以準確描述這些物理量之間的關系,這時就需要引入增量非線性方程來構建薄層單元。
引入增量非線性薄層的概念之前,首先介紹一下全量非線性薄層以理解非線性的概念,首先給出以下公式
這是一個全量非線性薄層,其非線性的表現可以用下面幾個例子體現,
對比①和②項,可以發現僅存在3方向上的位移變化的情況下,1,2方向上的力也會發生改變,體現了彈簧三個方向力學性質的非獨立性,對比①和③項,可以發現力的大小并不和位移大小成正比,也就是非線性特征。
所以對于增量非線性方程,就是把應力-位移關系方程寫成應力增量-位移增量的關系方程,例如
寫成微分形式的好處是,可以體現出應力路徑對位移結果的影響,也就是類似于“塑性”特征(所以所有的彈塑性本構也都是增量方程)。但是對于此類微分方程的求解,必須給定一個力的初始值。
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