abaqus螺紋截面的案例
【APDL Showcase研讀分享】螺栓螺紋咬合分析（螺紋截面法）
由于預緊載荷和摩擦接觸行為所產生的螺栓桿應力（在螺栓頭部和螺栓螺紋之間區域的應力）是螺栓模擬過程中主要關注的問題。該問題的目的是表明螺紋截面法簡化了該螺栓連接的建模，并產生近似的螺紋行為和桿身應力，可與真正的螺紋螺栓模型相媲美。
該案例通過三種方法進行了模擬并進行了對比：
1、方法一：詳細螺紋建模
該方法是目前最準確的螺栓模擬方法。螺紋的詳細建模提供了模型中準確的螺紋咬合行為。在螺紋區域需要非常精細的網格離散，這使得該方法的計算成本很高。
2、方法二：螺紋截面法（簡化螺栓螺紋建模技術）
在該方法中，通過分配螺紋截面給覆蓋在光滑圓柱螺栓表面的接觸單元來模擬螺栓螺紋。（不需要詳細的螺紋 幾何建模。）根據SECDATA命令給出的螺紋基本參數后在內部執行計算，以近似螺栓螺紋的行為。這種方法計算成本低。
3、方法三：MPC方法（螺紋區域的綁定行為）
在該方法中，對螺紋區域定義MPC結合行為。這個方法的計算速度非常快，但是螺紋的詳細行為可能會丟失。
【命令流簡析】
本案例重點命令流為螺紋截面的定義與施加：
螺紋截面的定義規則如下：
Sectype, Secid, Contact, Bolt
Secdata, Dm , P, ALPHA, N, X1, Y1, Z1, X2, Y2, Z2
Dm= 平均螺紋直徑
P = 螺距
ALPHA = 半螺紋角
N = 螺紋扣數
X1, Y1, Z1, X2, Y2, Z2 = 螺栓軸在整體笛卡爾坐標中的兩個端點坐標
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
keyopt,100,4,3 !
展開 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析
目前的常規做法通常有兩種：1.簡化，用RBE2和beam梁來代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實應力，圖1為某結構連接螺栓簡化的beam梁應力云圖，沒有接觸應力：
.直接做出來螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網格建模）、計算量大（接觸收斂困難），如圖為某結構帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計算得出的結果（圖3）：
圖3 計算結果
那么，有什么好辦法可以不用簡化帶螺紋螺栓，不用直接做出帶螺紋螺栓，又能得到足夠精確的結果？
運用大型通用非線性有限元分析軟件Abaqus，只需要在接觸定義中設置跟實際螺紋形狀有關聯的參數，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結果，又節省了時間專注進行其他的分析設置。如圖4，為連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓
圖5為某結構直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結構直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
展開 Abaqus技巧之變截面梁單元 附使用ABAQUS 生成纖維梁截面下載
變截面梁單元在工程設計中經常使用，例如建筑結構中的懸挑梁就經常采用根部截面大而端部截面小的梁，在一些高聳結構如煙囪，旗桿等，變截面梁也極為常見。
在通用有限元abaqus中，實際上是存在變截面梁單元的，只是其定義方式較為隱蔽而不易被發現，本文給出在abaqus中定義采用變截面梁單元的定義方法。
（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，然后選擇截面沿長度變化為Tapered，接著指定start 端和 end 端的profile，并輸入相應的材料屬性。（如果是B31和B32單元需要定義橫向剪切剛度，一般在1e10左右數量級，也可參考幫助文檔的公式進行具體計算，如果需要輸出梁截面的應力，則還需要定義output points坐標作為應力輸出的位置）
其他按照普通梁單元的方式進行定義即可，以上就是定義變截面梁單元的具體步驟，使用變截面梁單元需要注意以下幾點：
（a）即使是變截面梁單元首端和末端截面不能相差太大，如果兩端面積或者慣性矩之比大于10.0，則軟件會報錯表明截面相差太大。
（b）變截面梁單元截面剛度積分只能基于變形前積分。
（c）對于一個幾何梁被劃分為多個梁單元的情況下，需要對每個梁單元分別指定不同的section，如果只定義整個幾何梁的首端和末端，可能會使得實際的梁截面是“鋸齒形”，如下圖所示：
下載地址：使用ABAQUS 生成纖維梁截面
展開 基于ABAQUS的螺紋分析
一、 前處理
1、網格劃分
螺栓和螺母采用四面體網格劃分，四面體網格劃分方法可參照之前發布的《基于ANSA的四面體網格劃分技巧》視頻教程，螺栓和螺母的有限元模型如下圖所示：
2、 材料設置
螺栓和螺母的材料參數具體情況具體分析，其中彈性模量、泊松比、密度、材料曲線都是必須項。
二、求解設置
1、分析步設置
分析類型選用顯示動力學，幾何非線性打開，時間自己設定。
2、 輸出設置
場輸出主要包括：CSTRESS,MISES,S,U等信息。
時間歷程輸出可以取消，也可以輸出ALLAE\ALLDMD\ETOTAL等信息。
3、接觸設置
設置摩擦系數和接觸類型
4、載荷加載和約束
在螺栓上施加50Mpa壓力、添加幅值曲線。約束螺母外面四邊，詳細壓力加載位置和約束情況如下圖所示：
5、提交計算
設置好計算核數，提交計算即可。
三、分析結果
螺栓應力云圖如下：
螺母應力云圖如下：
裝配應力云圖如下：
剖視圖應力云圖如下：
四、詳細操作視頻網址如下：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15361
展開 
ABAQUS TC4材質螺紋抗拔脫分析 ￥80
本案例為CAE文件，螺栓和螺母材質為TC4，材料本構為JC，載荷為位移加載，螺栓和螺母的螺紋配合后，將螺母一端固定，在螺栓一端施加拉伸位移，直至螺紋破壞，從而得到螺紋破壞時的最大載荷
技術鄰周報Q16：CAE編程/Abaqus/傅里葉/Python/螺紋/NVH/結構/Fluent...
3、CAE工程分析 | 螺紋連接：從現象出發
作者：
一葉_4024
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1823619
關于裝配體中各種連接關系的建模及分析早有規劃進行探討，但是每每準備總結之時，總會發現由于個人知識的匱乏和經驗的不足難以形成體系。
4、快速傅里葉變換在信號處理中的應用
作者：
冷軋電氣控制
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1824191
傅里葉變換FT（Fourier Transform）是一種將信號從時域變換到頻域的變換形式。它在聲學、信號處理等領域有廣泛的應用。計算機處理信號的要求是：在時域和頻域都應該是離散的，而且都應該是有限長的。
5、基于OpenSees和SAP2000靜力動力計算案例分析
作者：
建源之光
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1824247
面對復雜的建筑的設計，它是由無數的梁、柱、板、墻最基本的單元組成，其中最基本的結構是一榀門式框架，在我們對結構仿真中，軟件其實只是工具，真正對我們設計負責的還是對力學、結構變形機理的認識，這是我們最應該掌握的，這樣才能明白軟件是怎么算的，對我們的仿真結果才可以加以正確的判斷。
6、Abaqus預應力模態分析
作者：裴一鳴
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1824278
模態分析是一個線性攝動分析，只能進行線性求解。在動力學方程中，其載荷矩陣和阻尼矩陣為0，特征值的提取只取決于剛度矩陣和質量矩陣。
展開 ABAQUS中螺栓螺孔（螺母）的螺紋接觸分析 （step by step教程） ￥12
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</div><p> 圖2</p><p><br></p><p>在Abaqus幫助文檔中，對螺紋接觸設置有如下要求：</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201907/ee930bd3ad2842d98eb2dec21cbe5880.png" title="1.png" alt="1.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201907/ee930bd3ad2842d98eb2dec21cbe5880.png?
展開 ABAQUS中圓形截面網格劃分小技巧
在ABAQUS中，網格劃分的質量往往代表著計算結果的精度。但在很多情況下，我們常常會遇到不規則截面，這些截面在劃分網格時，通常需要提前做一些處理，才能劃分出合適的網格。如果遇到圓形截面，那該怎么劃分呢？
作者近期在做模擬時，遇到這樣一個情況：一塊鋼板上有三個圓形孔，該鋼板應該怎么劃分網格呢？
（1）在圓形截面周圍，使用草圖繪制一個正方形（正方形尺寸大于圓形截面尺寸即可）
（2）在正方形對角線位置進行劃分，便于后期的切割。
（3）使用“拆分幾何元素”功能中的“三點劃分”功能，將正方形截面內部區域進行切割，正好切割成四部分。（從網格劃分結果上看，劃分是正確的。）
該方法比較簡單，不一定是正確的，還是希望能夠對大家有所幫助！
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展開 【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁單元
變截面梁單元在工程設計中經常使用，例如建筑結構中的懸挑梁就經常采用根部截面大而端部截面小的梁，在一些高聳結構如煙囪，旗桿等，變截面梁也極為常見。
在通用有限元abaqus中，實際上是存在變截面梁單元的，只是其定義方式較為隱蔽而不易被發現，本文給出在abaqus中定義采用變截面梁單元的定義方法。
（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，然后選擇截面沿長度變化為Tapered，接著指定start 端和 end 端的profile，并輸入相應的材料屬性。（如果是B31和B32單元需要定義橫向剪切剛度，一般在1e10左右數量級，也可參考幫助文檔的公式進行具體計算，如果需要輸出梁截面的應力，則還需要定義output points坐標作為應力輸出的位置）
其他按照普通梁單元的方式進行定義即可，以上就是定義變截面梁單元的具體步驟，使用變截面梁單元需要注意以下幾點：
（a）即使是變截面梁單元首端和末端截面不能相差太大，如果兩端面積或者慣性矩之比大于10.0，則軟件會報錯表明截面相差太大。
（b）變截面梁單元截面剛度積分只能基于變形前積分。
（c）對于一個幾何梁被劃分為多個梁單元的情況下，需要對每個梁單元分別指定不同的section，如果只定義整個幾何梁的首端和末端，可能會使得實際的梁截面是“鋸齒形”，如下圖所示：
以上，就是abaqus中變截面梁單元的定義，具體操作視頻可關注公眾號 有限元術 查看
展開 《基于 ABAQUS 的大跨距桁架不同截面模態分析和結構優化》
實心橫截面各階模態振動頻率如表 3 所 示，呈直線上升趨勢。
3.2 空心矩形橫截面模態分析
通過 ABAQUS 模態分析該 Y 軸縱梁空心矩 形橫截面 6 階振型圖，如圖 5 所示。2 階模態中， 橫梁在兩邊發生變形；3 階模態中，橫梁呈現壓 縮現象，梁體發生褶皺甚至破裂；4 階模態中， 梁體不僅在中間發生變形，還呈現壓縮狀態。5階和 6 階模態中，梁體均發生壓縮變形，5 階模 態圖中梁體左側產生變形，右側壓縮；6 階模態 圖中的梁體兩側發生變形，中間壓縮狀態。雖然 其振型頻率較低，但其梁體易發生破裂，穩定性 及剛度較低，故不宜選用。表 4 為空心橫截面各 階模態振動頻率。
3.3 工字型橫截面模態分析
如圖 6 所示，在 2 階模態中，工字型橫截面 梁體在兩端處產生變形，變形程度不大；在 3 階模態中，工字型橫截面梁體在中間和兩端產生較 為劇烈的變形；在 4 階模態中，工字型橫截面梁 體產生 S 型變形，變形程度更為劇烈；在 5 階模態， 工字型橫截面梁體產生劇烈的壓縮變形；在 6 階 模態中，工字型橫截面梁體產生嚴重的變形扭曲。
工字型橫截面各階模態振動頻率見表 5。第 1 階頻率無限接近于零，近似于剛體運動。和實 心矩形橫截面梁體相比較，變形程度較為劇烈， 且易產生扭曲變形。
4 結構優化
從上述 3 種截面模態分析中可以看出，在 5 階模態和 6 階模態中，空心截面前 6 階頻率較低， 但其變形嚴重。而實心截面比工字型截面變形程 度較低，且頻率偏低，實心截面的穩定性比工字 型截面梁體更好，但其用材較多，考慮到企業經 濟效益，將截面形狀優化為在工字型截面兩側加 肋板，如圖 7 所示。并對其進行模態分析。將三 維模型導入 ABAQUS，網格化后進行分析，如圖 8 所示。
展開 Abaqus復雜梁截面定義（meshed beam cross-sections）
Abaqus復雜梁截面定義.pdf
abaqus系列技巧13：什么是截面？
這個問題，主要針對剛接觸abaqus的人來說。里面有些概念可能不太嚴謹，因為解釋太多了，容易看不明白，當了解比較深的時候，自然知道哪里不嚴謹了。
所謂截面，其實大多數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，簡單說明：
對于梁來說，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
對于實體來說，我們定義截面信息就沒有任何意義了。因為實體沒有截面的信息，為什么還要我們定義呢？
這個就是軟件邏輯設計的問題。軟件設計的邏輯就是“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，當是實體的時候，你需要設置它，但是不要關注它，因為沒有意義（針對通常的靜力學分析）。
對于某些特殊分析中，才會用到下面的內容。
想獲得幻想飛翔最新CAE技術文章，請關注幻想飛翔公眾賬號：幻想飛翔CAE。
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也歡迎加入abaqus交流群516073058進行討論研究
展開 abaqus變截面H型鋼怎么建模
有沒有大佬可以提供一個連續變截面H型鋼或者變截面梁之類的建模視頻？謝謝
基于ABAQUS平臺的截面特性計算PYTHON腳本 ￥20
在構件計算過程中，不可避免需要計算截面特性，常見的特性值計算可采用CAD/MIDAS/ANSYS等軟件計算。但有時我們需計算一些不常見的截面特性值，如截面不對稱系數，這就帶來一些困難，因為常見方法的計算結果中并未給出這些值。對于常見的形狀規則的截面，我們可以根據公式進行手算積分計算，但對于形狀較為復雜的截面，我們難以手算。此時，采用數值計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值之和，如碩士階段學過的條帶法。
帖子內容是基于ABAQUS平臺編寫PYTHON腳本，以計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（也可以是其他能導入ABAQUS的格式）導入ABAQUS中；
（2）以導入的截面形狀為草圖，在PART中建立殼部件；
（3）裝配并劃分網格，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復雜截面的網格劃分）；
（4）讀取部件單元節點坐標；
（5）調用截面特性計算函數，以計算形心坐標；
（6）根據所計算的形心坐標移動部件，使得坐標原點位于截面幾何形心；
（6）調用截面特性計算函數，以計算所需截面特性。
程序實現及各步驟解釋如下圖所示。
完整代碼如下：
展開 有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列38： 梁單元差異（2）-梁截面方向
可惜不是的，把上面的L型幾何參數四個值原封不動輸入到Patran的Section中：
Patran打開三維顯示梁的方式，轉到Abaqus的同一個角度，顯然實體和Abaqus完全不同，Nastran的后臺計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置方向和Abaqus不同
2.3.2 Nastran梁截面幾何尺寸的設置方向
Nastran后臺計算時局部坐標系的Iyy和Izz分別采用梁截面幾何尺寸設置的I22和I11。
很怪的設置，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局部坐標系的y，截面方向的向右（即2方向）是Abaqus局部坐標系的z方向。
想要Nastran結果和Abaqus一致，只需要把yz顛倒就行，譬如按這個原則輸入上面L型材的Patran的Section的四個參數，把1、2方向顛倒：
在Patran全局坐標系下顯示三維模型，可發現和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，不過后臺也支持了Nastran的梁截面按Nastran形式的自動轉換，使得iSolver能同時處理Abaqus和Nastran的梁模型定義問題。
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