abaqus 賦予截面的案例
Abaqus技巧之變截面梁?jiǎn)卧?附使用ABAQUS 生成纖維梁截面下載
變截面梁?jiǎn)卧诠こ淘O(shè)計(jì)中經(jīng)常使用，例如建筑結(jié)構(gòu)中的懸挑梁就經(jīng)常采用根部截面大而端部截面小的梁，在一些高聳結(jié)構(gòu)如煙囪，旗桿等，變截面梁也極為常見。
在通用有限元abaqus中，實(shí)際上是存在變截面梁?jiǎn)卧模皇瞧涠x方式較為隱蔽而不易被發(fā)現(xiàn)，本文給出在abaqus中定義采用變截面梁?jiǎn)卧亩x方法。
（1）分別定義變截面梁兩端的profile
（2）建立梁section，選擇截面積分為before analysi，然后選擇截面沿長(zhǎng)度變化為Tapered，接著指定start 端和 end 端的profile，并輸入相應(yīng)的材料屬性。（如果是B31和B32單元需要定義橫向剪切剛度，一般在1e10左右數(shù)量級(jí)，也可參考幫助文檔的公式進(jìn)行具體計(jì)算，如果需要輸出梁截面的應(yīng)力，則還需要定義output points坐標(biāo)作為應(yīng)力輸出的位置）
其他按照普通梁?jiǎn)卧姆绞竭M(jìn)行定義即可，以上就是定義變截面梁?jiǎn)卧木唧w步驟，使用變截面梁?jiǎn)卧枰⒁庖韵聨c(diǎn)：
（a）即使是變截面梁?jiǎn)卧锥撕湍┒?em>截面不能相差太大，如果兩端面積或者慣性矩之比大于10.0，則軟件會(huì)報(bào)錯(cuò)表明截面相差太大。
（b）變截面梁?jiǎn)卧?em>截面剛度積分只能基于變形前積分。
（c）對(duì)于一個(gè)幾何梁被劃分為多個(gè)梁?jiǎn)卧那闆r下，需要對(duì)每個(gè)梁?jiǎn)卧謩e指定不同的section，如果只定義整個(gè)幾何梁的首端和末端，可能會(huì)使得實(shí)際的梁截面是“鋸齒形”，如下圖所示：
下載地址：使用ABAQUS 生成纖維梁截面
展開 HyperWorks-Abaqus二次開發(fā)之自動(dòng)抽中面+自動(dòng)分組+識(shí)別厚度+賦予厚度屬性
[圖片]
ABAQUS中圓形截面網(wǎng)格劃分小技巧
在ABAQUS中，網(wǎng)格劃分的質(zhì)量往往代表著計(jì)算結(jié)果的精度。但在很多情況下，我們常常會(huì)遇到不規(guī)則截面，這些截面在劃分網(wǎng)格時(shí)，通常需要提前做一些處理，才能劃分出合適的網(wǎng)格。如果遇到圓形截面，那該怎么劃分呢？
作者近期在做模擬時(shí)，遇到這樣一個(gè)情況：一塊鋼板上有三個(gè)圓形孔，該鋼板應(yīng)該怎么劃分網(wǎng)格呢？
（1）在圓形截面周圍，使用草圖繪制一個(gè)正方形（正方形尺寸大于圓形截面尺寸即可）
（2）在正方形對(duì)角線位置進(jìn)行劃分，便于后期的切割。
（3）使用“拆分幾何元素”功能中的“三點(diǎn)劃分”功能，將正方形截面內(nèi)部區(qū)域進(jìn)行切割，正好切割成四部分。（從網(wǎng)格劃分結(jié)果上看，劃分是正確的。）
該方法比較簡(jiǎn)單，不一定是正確的，還是希望能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭? 歡迎關(guān)注公眾號(hào)“土木愛研小站”并加入學(xué)術(shù)交流群
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展開 【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁?jiǎn)卧?/span>
變截面梁?jiǎn)卧诠こ淘O(shè)計(jì)中經(jīng)常使用，例如建筑結(jié)構(gòu)中的懸挑梁就經(jīng)常采用根部截面大而端部截面小的梁，在一些高聳結(jié)構(gòu)如煙囪，旗桿等，變截面梁也極為常見。
在通用有限元abaqus中，實(shí)際上是存在變截面梁?jiǎn)卧模皇瞧涠x方式較為隱蔽而不易被發(fā)現(xiàn)，本文給出在abaqus中定義采用變截面梁?jiǎn)卧亩x方法。
（1）分別定義變截面梁兩端的profile
（2）建立梁section，選擇截面積分為before analysi，然后選擇截面沿長(zhǎng)度變化為Tapered，接著指定start 端和 end 端的profile，并輸入相應(yīng)的材料屬性。（如果是B31和B32單元需要定義橫向剪切剛度，一般在1e10左右數(shù)量級(jí)，也可參考幫助文檔的公式進(jìn)行具體計(jì)算，如果需要輸出梁截面的應(yīng)力，則還需要定義output points坐標(biāo)作為應(yīng)力輸出的位置）
其他按照普通梁?jiǎn)卧姆绞竭M(jìn)行定義即可，以上就是定義變截面梁?jiǎn)卧木唧w步驟，使用變截面梁?jiǎn)卧枰⒁庖韵聨c(diǎn)：
（a）即使是變截面梁?jiǎn)卧锥撕湍┒?em>截面不能相差太大，如果兩端面積或者慣性矩之比大于10.0，則軟件會(huì)報(bào)錯(cuò)表明截面相差太大。
（b）變截面梁?jiǎn)卧?em>截面剛度積分只能基于變形前積分。
（c）對(duì)于一個(gè)幾何梁被劃分為多個(gè)梁?jiǎn)卧那闆r下，需要對(duì)每個(gè)梁?jiǎn)卧謩e指定不同的section，如果只定義整個(gè)幾何梁的首端和末端，可能會(huì)使得實(shí)際的梁截面是“鋸齒形”，如下圖所示：
以上，就是abaqus中變截面梁?jiǎn)卧亩x，具體操作視頻可關(guān)注公眾號(hào) 有限元術(shù) 查看
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《基于 ABAQUS 的大跨距桁架不同截面模態(tài)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化》
實(shí)心橫截面各階模態(tài)振動(dòng)頻率如表 3 所 示，呈直線上升趨勢(shì)。
3.2 空心矩形橫截面模態(tài)分析
通過 ABAQUS 模態(tài)分析該 Y 軸縱梁空心矩 形橫截面 6 階振型圖，如圖 5 所示。2 階模態(tài)中， 橫梁在兩邊發(fā)生變形；3 階模態(tài)中，橫梁呈現(xiàn)壓 縮現(xiàn)象，梁體發(fā)生褶皺甚至破裂；4 階模態(tài)中， 梁體不僅在中間發(fā)生變形，還呈現(xiàn)壓縮狀態(tài)。5階和 6 階模態(tài)中，梁體均發(fā)生壓縮變形，5 階模 態(tài)圖中梁體左側(cè)產(chǎn)生變形，右側(cè)壓縮；6 階模態(tài) 圖中的梁體兩側(cè)發(fā)生變形，中間壓縮狀態(tài)。雖然 其振型頻率較低，但其梁體易發(fā)生破裂，穩(wěn)定性 及剛度較低，故不宜選用。表 4 為空心橫截面各 階模態(tài)振動(dòng)頻率。
3.3 工字型橫截面模態(tài)分析
如圖 6 所示，在 2 階模態(tài)中，工字型橫截面 梁體在兩端處產(chǎn)生變形，變形程度不大；在 3 階模態(tài)中，工字型橫截面梁體在中間和兩端產(chǎn)生較 為劇烈的變形；在 4 階模態(tài)中，工字型橫截面梁 體產(chǎn)生 S 型變形，變形程度更為劇烈；在 5 階模態(tài)， 工字型橫截面梁體產(chǎn)生劇烈的壓縮變形；在 6 階 模態(tài)中，工字型橫截面梁體產(chǎn)生嚴(yán)重的變形扭曲。
工字型橫截面各階模態(tài)振動(dòng)頻率見表 5。第 1 階頻率無限接近于零，近似于剛體運(yùn)動(dòng)。和實(shí) 心矩形橫截面梁體相比較，變形程度較為劇烈， 且易產(chǎn)生扭曲變形。
4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
從上述 3 種截面模態(tài)分析中可以看出，在 5 階模態(tài)和 6 階模態(tài)中，空心截面前 6 階頻率較低， 但其變形嚴(yán)重。而實(shí)心截面比工字型截面變形程 度較低，且頻率偏低，實(shí)心截面的穩(wěn)定性比工字 型截面梁體更好，但其用材較多，考慮到企業(yè)經(jīng) 濟(jì)效益，將截面形狀優(yōu)化為在工字型截面兩側(cè)加 肋板，如圖 7 所示。并對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析。將三 維模型導(dǎo)入 ABAQUS，網(wǎng)格化后進(jìn)行分析，如圖 8 所示。
展開 abaqus系列技巧13：什么是截面？
這個(gè)問題，主要針對(duì)剛接觸abaqus的人來說。里面有些概念可能不太嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)榻忉屘嗔耍菀卓床幻靼祝?dāng)了解比較深的時(shí)候，自然知道哪里不嚴(yán)謹(jǐn)了。
所謂截面，其實(shí)大多數(shù)軟件都有類似的功能，但是像abaqus這么做的，真沒多少，同樣的例子還包含abaqus的裝配模塊。這里不講它，只說截面
截面在材料模塊中，如下圖所示。
如何理解呢？以下圖為例，簡(jiǎn)單說明：
對(duì)于梁來說，我們可以直接用線單元來表示，那么截面顧名思義，可以定義為截面信息，毫無疑問
對(duì)于殼來說，我們可以直接用面單元來表示，那么截面顧名思義，可以定義為厚度信息，毫無疑問
對(duì)于實(shí)體來說，我們定義截面信息就沒有任何意義了。因?yàn)閷?shí)體沒有截面的信息，為什么還要我們定義呢？
這個(gè)就是軟件邏輯設(shè)計(jì)的問題。軟件設(shè)計(jì)的邏輯就是“材料→截面→模型”，而不是“材料→模型”&“截面→模型”。所以，截面這一步必不可少，當(dāng)是實(shí)體的時(shí)候，你需要設(shè)置它，但是不要關(guān)注它，因?yàn)闆]有意義（針對(duì)通常的靜力學(xué)分析）。
對(duì)于某些特殊分析中，才會(huì)用到下面的內(nèi)容。
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也歡迎加入abaqus交流群516073058進(jìn)行討論研究
展開 Abaqus復(fù)雜梁截面定義（meshed beam cross-sections）
Abaqus復(fù)雜梁截面定義.pdf
abaqus變截面H型鋼怎么建模
有沒有大佬可以提供一個(gè)連續(xù)變截面H型鋼或者變截面梁之類的建模視頻？謝謝
基于ABAQUS平臺(tái)的截面特性計(jì)算PYTHON腳本 ￥20
在構(gòu)件計(jì)算過程中，不可避免需要計(jì)算截面特性，常見的特性值計(jì)算可采用CAD/MIDAS/ANSYS等軟件計(jì)算。但有時(shí)我們需計(jì)算一些不常見的截面特性值，如截面不對(duì)稱系數(shù)，這就帶來一些困難，因?yàn)槌Ｒ姺椒ǖ挠?jì)算結(jié)果中并未給出這些值。對(duì)于常見的形狀規(guī)則的截面，我們可以根據(jù)公式進(jìn)行手算積分計(jì)算，但對(duì)于形狀較為復(fù)雜的截面，我們難以手算。此時(shí)，采用數(shù)值計(jì)算方法顯得非常重要。常見的方法為：將截面離散為若干單元，將理論積分公式離散為各單元數(shù)值之和，如碩士階段學(xué)過的條帶法。
帖子內(nèi)容是基于ABAQUS平臺(tái)編寫PYTHON腳本，以計(jì)算所需的截面特性值。
具體思路如下：
（1）將繪制的截面形狀以IGS格式（也可以是其他能導(dǎo)入ABAQUS的格式）導(dǎo)入ABAQUS中；
（2）以導(dǎo)入的截面形狀為草圖，在PART中建立殼部件；
（3）裝配并劃分網(wǎng)格，以離散截面為若干三角形單元（劃分三角形單元的目的是適應(yīng)復(fù)雜截面的網(wǎng)格劃分）；
（4）讀取部件單元節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；
（5）調(diào)用截面特性計(jì)算函數(shù)，以計(jì)算形心坐標(biāo)；
（6）根據(jù)所計(jì)算的形心坐標(biāo)移動(dòng)部件，使得坐標(biāo)原點(diǎn)位于截面幾何形心；
（6）調(diào)用截面特性計(jì)算函數(shù)，以計(jì)算所需截面特性。
程序?qū)崿F(xiàn)及各步驟解釋如下圖所示。
完整代碼如下：
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列38： 梁?jiǎn)卧町悾?）-梁截面方向
可惜不是的，把上面的L型幾何參數(shù)四個(gè)值原封不動(dòng)輸入到Patran的Section中：
Patran打開三維顯示梁的方式，轉(zhuǎn)到Abaqus的同一個(gè)角度，顯然實(shí)體和Abaqus完全不同，Nastran的后臺(tái)計(jì)算的剛度矩陣等必然也和Abaqus不同了。
所以型材幾何尺寸的設(shè)置方向和Abaqus不同
2.3.2 Nastran梁截面幾何尺寸的設(shè)置方向
Nastran后臺(tái)計(jì)算時(shí)局部坐標(biāo)系的Iyy和Izz分別采用梁截面幾何尺寸設(shè)置的I22和I11。
很怪的設(shè)置，不明白Nastran為何這么做，如果有哪位大神知道也可以告訴我們。
梁截面幾何尺寸的方向的向上（即1方向）是Abaqus局部坐標(biāo)系的y，截面方向的向右（即2方向）是Abaqus局部坐標(biāo)系的z方向。
想要Nastran結(jié)果和Abaqus一致，只需要把yz顛倒就行，譬如按這個(gè)原則輸入上面L型材的Patran的Section的四個(gè)參數(shù)，把1、2方向顛倒：
在Patran全局坐標(biāo)系下顯示三維模型，可發(fā)現(xiàn)和Abaqus完全一致：
2.4 iSolver的梁截面方向
iSolver的梁截面方向采用Abaqus的形式，不過后臺(tái)也支持了Nastran的梁截面按Nastran形式的自動(dòng)轉(zhuǎn)換，使得iSolver能同時(shí)處理Abaqus和Nastran的梁模型定義問題。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例3---矩形截面簡(jiǎn)支梁的彈塑性分析--第1篇
【問題】
一跨度為2米，高0.2米的矩形截面梁，在上面受到8MPa的豎直向下的均布載荷。梁的左下端是固定鉸支座，右下端是滾動(dòng)支座。材料為理想的彈塑性材料，彈性模量是200GPa，泊松比為0.3，屈服應(yīng)力是380MPa。現(xiàn)在要求對(duì)該梁做靜力學(xué)分析，以考察加力后梁上的應(yīng)力分布，以及塑性應(yīng)變。
【問題分析】
1. 這是一個(gè)材料非線性問題，材料是理想的彈塑性。這意味著它在開始是線彈性，當(dāng)越過屈服點(diǎn)后，應(yīng)力就保持不變，而只是變形持續(xù)增加。
2. 從題目來看，該問題可以用一個(gè)平面應(yīng)力問題來考慮。這就是說，忽略梁的厚度方向的應(yīng)力。
3. 本篇是第1篇，使用ABAQUS求解。
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【方法1. 使用ABAQUS進(jìn)行分析】
1. 創(chuàng)建部件
二維平面應(yīng)力問題，所以生成一個(gè)二維平面的部件。
繪制一個(gè)矩形（2*0.2）如下圖
2. 定義材料屬性，截面性質(zhì)
首先定義彈性屬性
再定義塑性部分，當(dāng)塑性應(yīng)變是0時(shí)，其屈服應(yīng)力是380Mpa
此時(shí)材料成為彈塑性材料
然后定義截面屬性
這意味著它是均質(zhì)的實(shí)體截面。
最后將該截面屬性指定到部件。
3. 生成裝配體
唯一的部件，根據(jù)它生成裝配體。
4. 創(chuàng)建分析步
創(chuàng)建一個(gè)靜力學(xué)分析步。
5. 定義載荷和邊界條件
在初始載荷步中定義兩個(gè)邊界條件
（1）左下角點(diǎn)----固定鉸支座
（2）右下角點(diǎn)----滾動(dòng)支座
在通用靜力學(xué)分析步中定義分布載荷
最后結(jié)果如下圖
6. 劃分網(wǎng)格
使用CPS4R平面應(yīng)力單元
指定單元尺寸為0.05m
最后劃分網(wǎng)格如下
7.
展開 
ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例3---矩形截面簡(jiǎn)支梁的彈塑性分析--第2篇
基于《ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例3---矩形截面簡(jiǎn)支梁的彈塑性分析--第1篇》的問題和分析思想，本篇將使用ANSYS
Workbench進(jìn)行建模分析。
1.分析步驟
（1）創(chuàng)建靜力學(xué)分析，并設(shè)置分析類型為2D分析
（2）設(shè)置材料屬性，設(shè)置彈性模量為2e11Pa，泊松比為0.3，設(shè)置塑性行為，選擇塑性為雙線性等向強(qiáng)化模型，設(shè)置屈服強(qiáng)度為380MPa，切線模量為0，也就是理想的彈塑性模型材料。
（3）創(chuàng)建幾何模型，創(chuàng)建一個(gè) 2m x 0.2m 的長(zhǎng)方形。
（4）賦予塑性材料屬性。
（5）劃分網(wǎng)格，設(shè)置網(wǎng)格尺寸為0.05m。
（6）施加位移邊界，約束左下角點(diǎn)的x,y方向位移和約束右下角點(diǎn)的y方向位移。
（7）施加載荷邊界，在上面的線上施加豎直向下的均布載荷，大小為8MPa。
（8）保持默認(rèn)的求解算法設(shè)置，進(jìn)行求解。
這時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)求解并不收斂，查看求解信息，我們可以看到，由于47號(hào)節(jié)點(diǎn)在UY的位移值為4033815.42m，該值大于軟件設(shè)置的最大位移上限值，提示我們檢查約束設(shè)置，可能是產(chǎn)生了剛性位移。然而對(duì)于這個(gè)問題來說，并不是約束不足而產(chǎn)生的剛性位移，而最大可能就是材料非線性的求解算法問題，但是在ANSYS中修改其他算法，皆無法求解收斂。下面將修改壓力值看看是否收斂。
（9）減少均布?jí)毫χ禐?MPa，再次進(jìn)行求解，這時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，這次是可以求解收斂。
查看等效應(yīng)力，最大值為410.47MPa。
查看等效應(yīng)變。
2.結(jié)論
（1）在理想的彈塑性材料模型下，當(dāng)施加的載荷過大時(shí)，ANSYS求解很難收斂，而ABAQUS求解容易收斂。
展開 淺埋隧道襯砌模型地層結(jié)構(gòu)法模擬受力分析
本文所作的有限元數(shù)值分析，在ABAQUS中主要為兩種單元類型：可變形實(shí)體單元拉伸模型和可變形線桁架單元模型。考慮到襯砌單元和圍巖單元之間的摩擦作用，通過設(shè)置單元自接觸，來模擬這兩種部件之間的接觸關(guān)系，切向摩擦系數(shù)定義為0.3。鋼筋與襯砌之間的接觸采用內(nèi)置區(qū)域進(jìn)行模擬，以鋼筋作為內(nèi)嵌模型嵌入襯砌之中。
材料屬性及本構(gòu)模型的定義
本文模擬試驗(yàn)襯砌采用C30混凝土，定義的材料特性按照各向同性力學(xué)假設(shè)，并設(shè)置混凝土塑性損傷參數(shù)。鋼筋單元所采用的鋼筋型號(hào)為HRB400，其直徑為8mm，定義材料特性按照各向同性力學(xué)假設(shè)，定義鋼筋的塑性損傷。圍巖材料的屬性定義，根據(jù)土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)而定。
有限元模型的建立
本文的隧道襯砌模型與圍巖模型通過ABAQUS自身的命令建立實(shí)體單元，鋼筋籠模型采用三維建模軟件Rhino進(jìn)行線模型的構(gòu)建，然后將線模型導(dǎo)入ABAQUS，賦予線模型截面屬性，使用桁架單元模擬。
邊界的定義及荷載的添加
為了保證數(shù)值模擬的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果的一致性，在邊界的定義上需要結(jié)合試驗(yàn)的實(shí)際情況而定。試驗(yàn)時(shí)是將襯砌結(jié)構(gòu)埋入土壓力箱當(dāng)中，所以對(duì)于圍巖的底部是只限制了圍巖的位移并未限制轉(zhuǎn)動(dòng)(詳見圖2-2)，圍巖的左右側(cè)面和前后側(cè)面分別只限制X向和Y向的位移。（詳見圖2-3和圖2-4）
模型的荷載按照三個(gè)狀態(tài)來添加，首先要考慮的是初始應(yīng)力場(chǎng)的計(jì)算，此時(shí)只考慮自重荷載；第二個(gè)加載步是在圍巖的上部施加向下的壓強(qiáng)荷載，總共施加200kPa的壓強(qiáng)荷載，為了讓傳感器輸出結(jié)果更明顯對(duì)荷載進(jìn)行分級(jí)施加，總共分10級(jí)，每一級(jí)的荷載增量為20kPa；第三個(gè)加載步是在圍巖的左右兩側(cè)面施加向內(nèi)的壓強(qiáng)荷載，總共施加100kPa的壓強(qiáng)荷載，分5級(jí)加載，每一級(jí)的荷載增量為20kPa。
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