abaqus滾動(dòng)模擬的案例
Marc模擬汽車輪胎穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)的方法
Marc可以包含多個(gè)穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)工況的順序模擬，例如在一定的滾動(dòng)速度下運(yùn)行之后考慮一定力矩下滾動(dòng)速度的調(diào)整等。或者本例中模擬的滾動(dòng)速度從某一水平上升到另一個(gè)水平。Marc專用的前后處理工具M(jìn)entat中提供了滾動(dòng)速度定義方法、摩擦力定義方法、力矩定義方法的定義菜單。采用滾動(dòng)速度方法時(shí)，可以指定輪胎滾動(dòng)速度、回轉(zhuǎn)速度、路面移動(dòng)速度。在Mentat中選擇分析工況定義loadcases，其中的Steady State Rolling部分可以定義輪胎的滾動(dòng)角速度Spinning Velocity（cycle/time），輪胎的回轉(zhuǎn)速度Cornerring Velocity，路面移動(dòng)速度（例如：mm/sec）Ground Velocity；如下圖所示模擬輪胎的轉(zhuǎn)速?gòu)?3.1cycle/sec上升到15.2cycle/sec。
定義輪胎穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)的菜單
在Job中可以定義輪胎的滾動(dòng)軸（Axis Of Rotation）和回轉(zhuǎn)軸（Axis Of Cornering），具體如下圖所示：
定義輪胎穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)中心和滾動(dòng)軸的菜單
在上述工況下，模擬輪胎的穩(wěn)態(tài)滾動(dòng)狀態(tài)下輪胎不同轉(zhuǎn)速下的法向力分布、摩擦力等。
展開(kāi) ABAQUS---輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸有限元模型(直線半輪對(duì)) ￥888
<p class="ql-align-justify"> <span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>目前，輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸有限元模型日漸成熟，尤其針對(duì)直線半輪對(duì)情況。利用該模型已經(jīng)詳細(xì)開(kāi)展了大量的輪軌滾動(dòng)仿真，比如：1）輪軌不平順（鋼軌波磨、焊接接頭、硌傷、隱傷；車輪多邊形、擦傷、凹磨）；2）道岔瞬態(tài)沖擊振動(dòng)；3）單點(diǎn)-兩點(diǎn)接觸；4）輪軌低黏著；5）熱機(jī)耦合，并分析了各種情形下的輪軌滾動(dòng)接觸力學(xué)行為、磨耗和疲勞損傷問(wèn)題。然而，該成熟的模型大多都是基于ANSYS軟件建立，而ABAQUS軟件本身在模擬強(qiáng)非線性接觸、材料塑性本構(gòu)、CAE界面操作等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，但是當(dāng)下基于ABAQUS軟件建立的輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸模型仍存在很多問(wèn)題，比如：<strong>輪軌力不穩(wěn)定、車輪網(wǎng)格沙漏引起畸變、牽引/制動(dòng)模擬困難、一系耦合約束和扣件模擬不當(dāng)?shù)?lt;/strong>，使得該模型推廣受阻。本文旨在從作者經(jīng)驗(yàn)角度，分享輪軌滾動(dòng)接觸有限元建模時(shí)可能面臨的問(wèn)題，如有不當(dāng)，還歡迎批評(píng)指正。</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸有限元模型中，由于車輪具有較高的滾動(dòng)速度，使得車輪瞬態(tài)滾動(dòng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)激擾較大，輪軌接觸力穩(wěn)定困難。因此，采用<strong>隱式-顯式方法模擬瞬態(tài)滾動(dòng)接觸行為</strong>，其中隱式模型可得到車輪在重力場(chǎng)下的輪軌靜態(tài)位移和應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果，然后將其導(dǎo)入至顯式模型中，再在顯式模型中模擬車輪滾動(dòng)。以下分別介紹這兩個(gè)模型及其之間的關(guān)聯(lián)。
展開(kāi) 揭秘勵(lì)志海報(bào)的“冰山一角”，如何模擬巨型冰山在海洋中的滾動(dòng)
Altair CFD 還包括通用的Navier-Stokes 和 Lattice Boltzmann Method (LBM) 求解器，但要模擬詳細(xì)幾何形狀的冰山與水相互作用這一物理過(guò)程，SPH 優(yōu)于這些基于網(wǎng)格/格子方法的求解器。
nanoFluidX 軟件基于光滑粒子法，特別擅長(zhǎng)模擬受嚴(yán)重變形以及移動(dòng)邊界和自由表面流影響的流動(dòng)。nanoFluidX 軟件應(yīng)用于包括齒輪箱中的甩油、噴嘴模擬、油液混合以及水管理相關(guān)的整車涉水和晃動(dòng)等。
nanoFluidX 軟件基于 GPU 的并行加速計(jì)算，對(duì)于復(fù)雜幾何的流動(dòng)預(yù)測(cè)比基于 CPU 計(jì)算的有限體積法快的多。考慮到仿真計(jì)算模型的規(guī)模，nanoFluidX 軟件在計(jì)算速度上有很大優(yōu)勢(shì)。
本算例中的冰山模型，其形狀類似于一個(gè)長(zhǎng)447米，寬382米，高646米的棱柱，重量達(dá)到驚人的2900萬(wàn)噸。作為參考，吉薩大金字塔據(jù)估計(jì)重達(dá)600萬(wàn)噸，而這個(gè)冰山的質(zhì)量超過(guò)這個(gè)世界奇跡的4倍。
假設(shè)海水密度為1027 kg/m3，海冰密度為900 kg/m3。那么這座冰山占據(jù)的體積將是3230萬(wàn)立方米。換句話說(shuō)，這個(gè)東西稍一動(dòng)，就會(huì)引起很大的波動(dòng)。
展開(kāi) ABAQUS三維輪胎充氣滾動(dòng)案例
流體腔法通常用于模擬充滿液體或氣體的結(jié)構(gòu)，可反映由于受到結(jié)構(gòu)變形影響，本工作選用流體腔法對(duì)輪胎進(jìn)行充氣。
定義流體腔時(shí)，首先定義一個(gè)參考點(diǎn)與一個(gè)完全封閉的表面。參考點(diǎn)作為流體腔關(guān)聯(lián)的腔體參考節(jié)點(diǎn)，用于標(biāo)識(shí)流體腔。完全封閉表面用于指定流體腔邊界，其表面法線指向流體腔內(nèi)部。流體腔定義如圖5所示，P2即為所選參考點(diǎn)，表面選擇輪胎內(nèi)表面。
圖5流體腔表面與參考點(diǎn)定義
3 滾動(dòng)設(shè)置
在輪胎下方放置一平面，平面與輪胎最低點(diǎn)距離應(yīng)大于充氣后輪胎底部膨脹位移，平面與輪胎間摩擦力為0.05。仿真總共采用三個(gè)分析步進(jìn)行：第一個(gè)分析步采用一般靜力分析，對(duì)輪胎施加壓力為0.618 MPa的內(nèi)壓與重力，并約束輪胎中心點(diǎn)6個(gè)方向的自由度（輪胎中心點(diǎn)已與輪輞部分動(dòng)態(tài)耦合，可通過(guò)控制輪胎中心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來(lái)控制整個(gè)輪胎的運(yùn)動(dòng)）；第二個(gè)分析步采用隱式動(dòng)力學(xué)分析，解開(kāi)輪胎中心點(diǎn)x方向、y方向的位移約束與繞z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，賦予輪胎x方向8 m/s與y方向1.5 m/s（對(duì)應(yīng)于輪胎在113.9mm高度落震時(shí)的沖擊速度）的速度；第三個(gè)分析步采用隱式動(dòng)力學(xué)分析，取消施加在輪胎上的速度，控制輪胎以上述初速度撞擊甲板，觀察響應(yīng)。滾動(dòng)模型如圖6所示。
圖6輪胎滾動(dòng)有限元模型
4 結(jié)果
輪胎充氣位移云圖如圖7所示，在靠近輪輞處的胎壁位移較大，最大為12.81 mm，而在胎面處的位移變化則較為不明顯，僅2 mm左右，胎壁與胎面在充氣后各自位移的變化情況與文獻(xiàn)[1]中機(jī)輪充氣后的位移云圖有較好的一致性。
圖7輪胎充氣位移云圖
圖8輪胎滾動(dòng)云圖
文獻(xiàn)
[1] Gan Y, Fang X, Wei X, et al.
展開(kāi) 
汽車充氣輪胎的路面滾動(dòng)模擬(流固耦合)（附ANSYS命令流&模型文件）
在實(shí)際工程應(yīng)用中例如：
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸活塞運(yùn)動(dòng)內(nèi)部氣體各項(xiàng)指標(biāo)的變化、氣罐充氣過(guò)程模擬
等。
本技術(shù)案例展示了：
輪胎受車輛重力載荷壓縮
輪胎充氣模擬
輪胎與路面接觸模擬滾動(dòng)
關(guān)鍵仿真模擬技術(shù)特征：
流體靜力學(xué)單元的建立
氣體材料模型建立
加強(qiáng)單元使用（REINF265）
計(jì)算結(jié)果
輪胎充壓（右）與不充壓（左）變形結(jié)果：
輪胎滾動(dòng)模擬變形結(jié)果：
模型建立
為模擬實(shí)際情況，輪胎尺寸采用小型轎車尺寸建立幾何模型。
一、輪胎模型建立
采用SOLID186實(shí)體單元建立，先建立輪胎2D截面，后通過(guò)對(duì)軸旋轉(zhuǎn)成體。
二、輪胎內(nèi)氣體模型建立
采用HSFLD242流體靜力學(xué)單元建立，先選擇輪胎內(nèi)壁單元，采用EURF命令在輪胎內(nèi)壁與輪胎中心點(diǎn)之間生成氣體單元。
ESURF, XNODE, Tlab, Shape
!Generates elements overlaid on the free faces of existing selected elements
實(shí)際中，輪轂區(qū)域不該存在氣體單元，如圖示，因此指定這部分單元為負(fù)體積氣體單元，以忽略該部分單元的影響。
三、輪胎內(nèi)纖維加強(qiáng)模型建立
采用REINF265加強(qiáng)單元建立。選中輪胎外表面單元，采用ereinf命令定義加強(qiáng)單元。
EREINF
!Generates reinforcing elements from selected existing (base) elements.
展開(kāi) ABAQUS車輪滾動(dòng)接觸附加軌道不平順動(dòng)力學(xué)模型 ￥299
1.通過(guò)MATLAB進(jìn)行改進(jìn)后的鋼軌如圖所示
2.通過(guò)單輪單鋼軌進(jìn)行模擬車輪在鋼軌上滾動(dòng)，效果如圖
3.輪軌滾動(dòng)細(xì)節(jié)圖
有需要的小伙伴可購(gòu)買，本模型包括ABAQUS/CAE文件+配套的軌道不平順編輯器
如有其他需求請(qǐng)私信技術(shù)鄰或vx：abaqusAz
購(gòu)買地址請(qǐng)大家移步作者個(gè)人主頁(yè)課程里
ABAQUS案例：CFRP加固H型鋼梁有限元模擬 ￥19.89
1.部件創(chuàng)建
1.1.1選擇模塊，點(diǎn)擊（創(chuàng)建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.1.2.點(diǎn)擊創(chuàng)建線，輸入如下坐標(biāo)
1.1.3.點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵，輸入拉伸深度2000，得到工字鋼模型。
1.2.1點(diǎn)擊（創(chuàng)建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Shell】，【Type】選擇【Planar】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.2.2點(diǎn)擊創(chuàng)建矩形，輸入如下坐標(biāo)（0，0），（72，1000）。點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵，得到CFRP模型。
1.3點(diǎn)擊（創(chuàng)建部件）按鈕，名稱輸入【diankuai】
【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
點(diǎn)擊創(chuàng)建矩形，輸入如下坐標(biāo)（0，0），（72，54）點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵，點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵，拉伸深度為30.
2.材料定義與指派
2選擇模塊，定義材料屬性
2.1.1點(diǎn)擊創(chuàng)建材料，輸入材料名稱Q235.點(diǎn)擊【Mechanical】，再點(diǎn)擊【Elasticity】→【Elastic】，定義彈性模量輸入2e5，泊松比輸入0.2。
2.1.2點(diǎn)擊【Mechanical】，再點(diǎn)擊【Plasticity】→【Plastic】，定義材料塑性參數(shù)。（
展開(kāi) BCC點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梁?jiǎn)卧?em>Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動(dòng)力學(xué)質(zhì)量縮放 ￥19.89
本文通過(guò)abaqus顯示動(dòng)力學(xué)的方法對(duì)BCC結(jié)構(gòu)進(jìn)行壓縮仿真模擬，同時(shí)為減小計(jì)算量，采用梁?jiǎn)卧?em>模擬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，壓頭設(shè)置為剛性面，添加質(zhì)量縮放，加快運(yùn)算速度，為點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點(diǎn)陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實(shí)體，然后對(duì)實(shí)體進(jìn)行處理，得到點(diǎn)陣單胞點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。
b.建立單胞BCC梁?jiǎn)卧c(diǎn)陣模型,然后進(jìn)行刪除面的操作，得到單胞BCC點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，接下來(lái)進(jìn)行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點(diǎn)陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設(shè)置參考點(diǎn)，模擬萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)壓頭，剛性單元不參與計(jì)算，不影響計(jì)算結(jié)果，加快運(yùn)算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗(yàn)進(jìn)行裝配，從上到下依次為壓板-點(diǎn)陣-壓板。
3.設(shè)置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應(yīng)力應(yīng)變值見(jiàn)下表所示。
設(shè)置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設(shè)置。
4.設(shè)置分析步Dynamic,Explicit，時(shí)間設(shè)置為5s，以每秒1mm的速度進(jìn)行壓縮模擬，開(kāi)啟質(zhì)量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
5.設(shè)置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數(shù)為0.3，設(shè)置通用接觸。
以下部分為付費(fèi)部分
展開(kāi) Abaqus模擬橡膠大變形/模擬橡膠彎曲
Abaqus為用戶提供了多種本構(gòu)關(guān)系來(lái)模擬超彈性材料，這種材料具有高度非線性，當(dāng)Abaqus進(jìn)行模擬時(shí)假設(shè)這種材料是具有彈性、各向同性，并且同時(shí)考慮幾何非線性效應(yīng)。與材料的剪切柔度相比，對(duì)于大多數(shù)類似橡膠的固體材料，其可壓縮性非常小，當(dāng)分析對(duì)象為平面應(yīng)力問(wèn)題、殼、薄膜、梁、桁架、或者鋼筋等，這個(gè)問(wèn)題不值得關(guān)注。但是對(duì)于固體、平面應(yīng)變或者軸對(duì)稱問(wèn)題卻不能忽略。對(duì)此，Abaqus/Standard提供了雜交單元來(lái)模擬超彈性材料中完全的不可壓縮行為。
橡膠材料力學(xué)性能的描述方法主要為兩類：一類是認(rèn)為橡膠為連續(xù)介質(zhì)的現(xiàn)象學(xué)描述；另一類是基于熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法。基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的本構(gòu)模型主要有Polynomial、Reduce Polynomial、Ogden模型等，其中Mooney-Rivlin模型是 Polynomial的特殊形式，Neo-Hookean 模型是Reduce Polynomial的特殊形式。基于熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)主要有Arruda-Boyce和Van der Waals等本構(gòu)模型。本文利用Abaqus模擬大變形的橡膠，具體步驟如下。
1、在Abaqus/CAE Sketch模塊中作出模型草圖，如圖1所示，然后在Part模塊中分別建立Push、Rubber、Base三個(gè)部件。其中Push為解析剛體，Base為離散剛體。
圖1 草圖
2、在Property模塊中定義橡膠的屬性，采用Mooney-Rivlin模型，參數(shù)如圖2所示，然后賦給Rubber部件。
圖2 橡膠參數(shù)設(shè)置
3、裝配，定義分析步，采用默認(rèn)的場(chǎng)輸出和歷史輸出。為了保證剛開(kāi)始能夠較容易收斂，設(shè)置分析步初始增量步為0.01，打開(kāi)幾何非線性。
展開(kāi) abaqus模擬橡膠支座：鉛芯橡膠隔震支座精細(xì)化模擬分享
為了更真實(shí)準(zhǔn)確地反應(yīng)荷載作用下支座內(nèi)部的壓力分布，本文基于ABAQUS平臺(tái)對(duì)鉛芯橡膠隔震支座進(jìn)行精細(xì)化分析。
（1）模型幾何信息如下表所示：
（2）材料本構(gòu)橡膠采用超彈性模(Arruda-Boyce模型)，鋼材采用雙折線線模型，鉛芯采用理想彈塑性模型。封板、鋼板和連接板的彈性模量E=200GPa，泊松比取0.3。鉛芯彈性模量E=18GPa，泊松比取0.42。下圖為橡膠的本構(gòu)選取示意圖。
（3）分析步設(shè)置：均采用靜力通用，其中Step1為面壓荷載，Step2為水平荷載加載。
（4）邊界條件及荷載：
支座下連接板固結(jié)、橡膠與鋼板和上下封板均采用Tie連接方式，
上連接板施加支座面壓和位移
。
（5）單元類型
由于橡膠為粘彈性材料，支座內(nèi)部橡膠與鋼板建議開(kāi)啟混合變形選項(xiàng)；選擇縮減積分可加快計(jì)算速度。
（6）本構(gòu)正確性驗(yàn)證：選取支座上表面中心點(diǎn)繪制荷載-位移圖如下圖所示。
如圖所示，滯回曲線呈明顯“旗幟”形。
（7）應(yīng)力云圖和模擬動(dòng)畫。
由于作者水平和時(shí)間有限，建模分析過(guò)程可能存在疏忽或有誤的地方還請(qǐng)批評(píng)指正！
文章來(lái)源：廣東省院結(jié)構(gòu)安全顧問(wèn)
展開(kāi) Abaqus管道焊接模擬&焊后熱處理（PWHT）的有限元模擬
<div contenteditable="false" width="100%"><div><p>教學(xué)視頻：<br></p><p>https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12175</p><p>https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12890</p><p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/201810/da5a44c22cbd4f09b1b87f1382dabdad.png" title="1019135902431.png" alt="1019135902431.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201810/da5a44c22cbd4f09b1b87f1382dabdad.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201810/da5a44c22cbd4f09b1b87f1382dabdad.png
展開(kāi) 
激光焊模擬-熱源模型+附：ABAQUS與MSC.Marc焊接模擬的簡(jiǎn)要對(duì)比
好消息是，通過(guò)與Simulia的工程師交流，得知ABAQUS會(huì)推出相應(yīng)的焊接插件（需額外license），可實(shí)現(xiàn)熱源模型和逐漸激活的鼠標(biāo)操作，另外支持free surface convection（FFS）和free surface radiation（RFS）。總的來(lái)說(shuō)，ABAQUS的焊接模擬有點(diǎn)麻煩，但是這些麻煩不會(huì)讓我們放棄ABAQUS，希望達(dá)索公司能夠顧及相關(guān)應(yīng)用場(chǎng)景。如果精力充足，本人可能開(kāi)發(fā)專用的焊接插件，實(shí)現(xiàn)常用焊接模擬的前處理，敬請(qǐng)期待！
使用abaqus中CEL方法模擬氣囊充氣過(guò)程 ￥49.9
<p>1、創(chuàng)建氣囊、歐拉計(jì)算域</p><p>氣囊使用3D殼建模，尺寸如下圖所示</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202406/attachment/18be8edbcbbd498eac5dd4b4bd65b393.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/18be8edbcbbd498eac5dd4b4bd65b393.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/18be8edbcbbd498eac5dd4b4bd65b393.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/18be8edbcbbd498eac5dd4b4bd65b393.png?image_process=/format,webp/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202406/attachment/18be8edbcbbd498eac5dd4b4bd65b393.png">
</figure>
</div><p>歐拉計(jì)算域尺寸為200*200*200mm</p><div contenteditable="false" width="100%">
展開(kāi) ABAQUS CEL (例5) 2D模擬CPT的貫入（CEL的假3D模擬，附input文件） ￥13.33
將3D模型簡(jiǎn)化為2D模擬往往可以極大節(jié)約計(jì)算的成本，耦合歐拉拉格朗日法理論上只能支持3D的數(shù)值模擬且往往需要大量的時(shí)間來(lái)完成巖土算例的高精度模擬；
本算例采用了假3D模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)CEL在2D上的應(yīng)用，利用軸對(duì)稱性質(zhì)將CPT貫入砂土的過(guò)程簡(jiǎn)化成了2D模型。
這段吉他聲音來(lái)自Abaqus仿真模擬 附abaqus五年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)下載
一些別的模型
話說(shuō)回來(lái)，我也不會(huì)因少數(shù)人忘了創(chuàng)辦這個(gè)公眾號(hào)的初心，下期我會(huì)給大家分享一下如何來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)工程應(yīng)用：產(chǎn)品包裝袋填充-切割一體化生產(chǎn)線模擬。
產(chǎn)品包裝袋填充-切割一體化生產(chǎn)線
下載地址：abaqus五年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
