abaqus 橢圓截面的案例
變截面橢圓門框無縫熱加工工藝的研究及應(yīng)用
為了使一種變截面橢圓門框達(dá)到快速成形、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率的目的。利用鍛壓成形原理對熱加工工藝進(jìn)行編制，并利用SolidWorks進(jìn)行鍛造前的工藝參數(shù)計算以及有限元成形模擬，準(zhǔn)確計算下料重量、輾環(huán)尺寸以及鍛件尺寸。通過此方法不僅提高了原材料的利用率，達(dá)到了圖紙上的技術(shù)要求，而且也實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)的目的。
隨著新能源的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不斷成熟，我國風(fēng)電裝機(jī)量不斷增加，因此風(fēng)電塔架門框需求量不斷增加，質(zhì)量要求也不斷提高。并且風(fēng)電塔架主要設(shè)置在風(fēng)量多、風(fēng)力大的山體以及海上等處，鋼結(jié)構(gòu)塔架工作環(huán)境惡劣、承受的屈服載荷、抗拉載荷以及沖擊載荷較大，容易變形，將導(dǎo)致安裝在門框上的門不能正常的打開關(guān)閉，影響值班人員及維修人員的通行。
目前變截面門框的制造采用的是鋼板切割后焊接成形以及模具成形。焊接成形存在的缺點(diǎn)為：⑴焊接區(qū)域存在熱影響區(qū)，導(dǎo)致焊接后的門框容易變形，廢品率高；⑵在焊接區(qū)域容易開焊，安全系數(shù)較低；⑶鋼材被切割后焊接不僅破壞了內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)，而且導(dǎo)致探傷及機(jī)械性能難以滿足技術(shù)要求。采用鍛造成形缺點(diǎn)為：⑴增加了材料成本，采用自由鍛造時余量增加；⑵使用模具增加了制造成本。而本工藝在滿足產(chǎn)品技術(shù)要求的同時還可以降低制造成本，提高原材料的利用率，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
工藝路線
圖1 變截面橢圓門框尺寸
變截面橢圓門框尺寸如圖1所示，原材料可選用S355NL連鑄圓坯，交貨狀態(tài)為正火+回火。
一種變截面橢圓門框無縫熱加工工藝路線為：SolidWorks鍛件計算→下料→加熱→輾環(huán)→擴(kuò)孔（SolidWorks計算尺寸）→鍛壓成形→正火→火焰切割→回火→車端面→打磨→包裝→發(fā)貨，并利用熱軋環(huán)形件的主要設(shè)備輾環(huán)機(jī)，以提高生產(chǎn)效率。本文針對正火前熱加工工序進(jìn)行詳細(xì)說明。
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(shè)計中經(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單元的，只是其定義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(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，也可參考幫助文檔的公式進(jìn)行具體計算，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）
其他按照普通梁單元的方式進(jìn)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(diǎn)：
（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(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 abaqus分析熱軋橢圓空心型鋼的抗壓強(qiáng)度（二）
EHS.cae
1. Part – Geometry
Create a three-dimensional deformable shell part with extruded base feature to represent the elliptical hollow column. Use an approximate part size of 200.0 and name the part EHS.
Create an ellipse with centre and perimeter.
Pick the centre point or enter X and Y coordinates as 0,0
Pick a major axis of ellipse or enter X and Y coordinates as 75, 0.
Pick a minor axis of ellipse or enter X and Y coordinates as 0,37.5.
Click on Done
Enter base extrusion depth as 300.
The finished part will be an elliptical
展開 Abaqus雙橢圓模型焊接移動熱源模擬 ￥39
abaqus仿真過程中一定注意各參數(shù)單位制統(tǒng)一。
3，焊接熱源采用雙橢圓模型[1]，公式及圖像如下圖所示。該模型將焊接熱源假設(shè)為橢圓球形，并且前后兩部分可分別采用不同的橢圓表示。其中a,b,c分別代表橢圓球形x,y,z三個方向的特征長度，其數(shù)值根據(jù)焊接熔池的尺寸確定。本案例中采用a=4mm,b=4mm,熔池前半部分橢圓cf=2mm,后半部分cr=5mm。ff和fr為熱源前后兩部分所占輸入能量的比例，應(yīng)保證其和等于2，本案例中采用0.4和1.6。Q為熱源輸入的功率。
4，仿真結(jié)果
熱流向量
溫度
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ABAQUS中橢圓形移動載荷DLOAD和UTRACLOAD子程序詳解：從定義到實(shí)現(xiàn) ￥288
本文主要介紹ABAQUS中橢圓形移動載荷定義、法向和切向載荷模擬、子程序DLOAD和UTRACLOAD編程實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)建議與注意事項(xiàng)。
1、橢圓形移動載荷定義
移動載荷指的是隨時間或空間位置變化而不斷變化施加位置的載荷，其典型例子包括：1）行駛車輛對橋梁的作用力；2）火車車輪與軌道之間的接觸力；3）滾動體在接觸面上滑移產(chǎn)生的局部接觸載荷；4）焊接過程中熱源的沿路徑移動。這些載荷不是固定不動的，而是隨時間在接觸體上“移動”，從而引發(fā)結(jié)構(gòu)響應(yīng)的動態(tài)變化。在應(yīng)力應(yīng)變分析、疲勞壽命評估等方面，考慮載荷的移動性尤為關(guān)鍵。
在滾動體的接觸中，Hertz型橢圓形接觸斑較為常見，其形狀可根據(jù)Hertz接觸理論表示為：
其中，P為總法向力，a和b分別為橫向x和縱向z上的接觸斑半寬，p0為最大接觸壓力。
2、法向和切向移動載荷模擬
在ABAQUS中，模擬移動載荷的兩種典型方法分別對應(yīng)法向載荷和切向載荷。
2.1 法向移動載荷
法向載荷定義見式(1)所示。在給定總法向力P或者軸重，以及接觸斑長半軸和短半軸大小后，即可確定出來p(x,z)空間分布。其中，P、a和b可以通過Hertz接觸理論或者有限元法計算得到，也可以通過一些網(wǎng)站去快速計算，比如：https://www.tribology-abc.com/sub10.htm以及https://www.pecms.cn/hz/hzb2p。
圖1 法向接觸壓力
2.2 切向移動載荷
在滾動接觸過程中，除了接觸表面的法向接觸壓力外，接觸體還存在局部滑動或者蠕滑，導(dǎo)致接觸斑區(qū)域被劃分為黏著區(qū)和滑動區(qū)。其中，沿著滾動方向的后沿為滑動區(qū)，前沿則為黏著區(qū)。
展開 ABAQUS切削刀具橢圓軌跡實(shí)現(xiàn)
這種是用在橢圓超聲這類的，可以設(shè)置幅值，進(jìn)給量，頻率來設(shè)置橢圓的軌跡。
123.avi
abaqus分析熱軋橢圓空心型鋼的抗壓強(qiáng)度（一）
image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/static/web/attachment.png"> <a href="https://img.jishulink.com/202411/attachment/3a43cfd612dc4b7192f5de5d82987de8.pdf" target="_blank" rel="nofollow">(2008) Chan and Gradner EHS.pdf</a></p>
</div><p class="ql-align-center"><br></p><p> 近年來，熱軋橢圓空心型材因其美觀和結(jié)構(gòu)效率的互補(bǔ)性而受到工程師和建筑師的廣泛關(guān)注。然而，目前缺乏橢圓空心型材的設(shè)計指導(dǎo)，阻礙了其在建筑中的更廣泛應(yīng)用。本文針對軸向壓縮的基本載荷條件解決了這一缺點(diǎn)。本文介紹了實(shí)驗(yàn)室測試、數(shù)值建模和設(shè)計規(guī)則的制定。實(shí)驗(yàn)計劃包括 25 個拉伸試樣試驗(yàn)和 25 個短柱試驗(yàn)。所有測試的橢圓空心型材的長寬比均為 2，截面尺寸范圍從 150 × 75 到 500 × 250 毫米。結(jié)果包括幾何缺陷測量和滿載端部縮短曲線。根據(jù)生成的測試數(shù)據(jù)開發(fā)并驗(yàn)證了非線性有限元模型。使用經(jīng)過驗(yàn)證的數(shù)值模型進(jìn)行參數(shù)研究，以研究不同細(xì)長和不同長寬比的橢圓空心型材。所得到的結(jié)構(gòu)性能數(shù)據(jù)已用于建立橫截面細(xì)長和橫截面抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系，這表明，根據(jù)所提出的橫截面細(xì)長參數(shù)，歐洲規(guī)范 3 中圓形空心型材的 3 級細(xì)長極限 90 可以安全地用于橢圓形空心型材。BS 5950-1 中給出的等效半緊湊細(xì)長極限、AISC 360-05 中的非緊湊極限細(xì)長和 AS 4100 中給出的屈服細(xì)長極限也是有效的。
展開 Abaqus二維橢圓超聲振動切削仿真案例講解
Abaqus激光+橢圓超聲振動多能場輔助車削案例講解
[圖片]
ABAQUS隨機(jī)骨料python二次開發(fā)代碼——二維橢圓顆粒生成 ￥1.1
在<a href="/major/<a href="/major/abaqus">ABAQUS中生成的模型展示
可以根據(jù)自己的需要調(diào)整粒徑大小和數(shù)量。
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)量往往代表著計算結(jié)果的精度。但在很多情況下，我們常常會遇到不規(guī)則截面，這些截面在劃分網(wǎng)格時，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，遇到這樣一個情況：一塊鋼板上有三個圓形孔，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(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“土木愛研小站”并加入學(xué)術(shù)交流群
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【軟件使用】Abaqus技巧之變截面梁單元
變截面梁單元在工程設(shè)計中經(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單元的，只是其定義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(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，也可參考幫助文檔的公式進(jìn)行具體計算，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）
其他按照普通梁單元的方式進(jìn)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(diǎn)：
（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(shí)際的梁截面是“鋸齒形”，如下圖所示：
以上，就是abaqus中變截面梁單元的定義，具體操作視頻可關(guān)注公眾號 有限元術(shù) 查看
展開 《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(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)振動頻率見表 5。第 1 階頻率無限接近于零，近似于剛體運(yùn)動。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復(fù)雜梁截面定義（meshed beam cross-sections）
Abaqus復(fù)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(yán)謹(jǐn)，因?yàn)榻忉屘嗔耍菀卓床幻靼祝?dāng)了解比較深的時候，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(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？
這個就是軟件邏輯設(shè)計的問題。軟件設(shè)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(dāng)是實(shí)體的時候，你需要設(shè)置它，但是不要關(guān)注它，因?yàn)闆]有意義（針對通常的靜力學(xué)分析）。
對于某些特殊分析中，才會用到下面的內(nèi)容。
想獲得幻想飛翔最新CAE技術(shù)文章，請關(guān)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(jìn)行討論研究
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