abaqus鋼材模擬的案例
鋼材單向拉伸試驗(yàn)Abaqus模擬 附Abaqus詳細(xì)教程下載
圖3 FEM模型
求解器選擇
本例中采用Abaqus/Standard進(jìn)行求解。建議求解時(shí)勾選“Discontinuous analysis”并且增加不收斂迭代次數(shù)（
）。算例INP文件可以在“閱讀原文”中獲得。
對(duì)比分析
應(yīng)力云圖與應(yīng)力-應(yīng)變曲線對(duì)比如下圖所示，可見數(shù)值分析能較好反映試驗(yàn)結(jié)果。
圖4 應(yīng)力云圖
圖5 應(yīng)力-應(yīng)變曲線對(duì)比
總結(jié)
普通金屬拉伸試驗(yàn)可通過處理試驗(yàn)機(jī)位移獲得應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€；
Abaqus本構(gòu)采用真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，損傷斷裂也如此；
筆者處理的1.0mm Q235冷板、1.5mm Q235熱板損傷演化中的指數(shù)參數(shù)均為-5；
斷裂理論仍在不斷發(fā)展，材料模型在不斷完善。
下載地址：Abaqus詳細(xì)教程
展開 棒狀鋼材斷裂模擬
模型難點(diǎn)：
√ 模型的斷裂本構(gòu)
√ 模型的斷裂設(shè)置
√ 模型的后處理
ANSYS鋼材拉伸模擬程序
鋼材拉伸模擬.pdf
ABAQUS案例：CFRP加固H型鋼梁有限元模擬 ￥19.89
（注：不考慮材料塑性變形可不設(shè)置該屬性），【Hardening】選擇【Combined】，在表中輸入Q235鋼材真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
2.2 點(diǎn)擊創(chuàng)建截面，輸入截面名稱stell，【Category】類別選擇【Solid】實(shí)體，【Type】類型選擇【Homogeneous】均質(zhì)的。點(diǎn)擊繼續(xù)，材料選擇Q235，點(diǎn)擊OK。
2.3 點(diǎn)擊指派界截面，選擇工字鋼，點(diǎn)擊完成，在彈出的對(duì)話框中選擇定義好的截面【stell】，指派完成后模型變成淡綠色說明指派成功。
3.1.1 點(diǎn)擊創(chuàng)建材料，輸入材料名稱CFRP.點(diǎn)擊【Mechanical】，再點(diǎn)擊【Elasticity】→【Elastic】，【Type】選擇【Lamina 】，輸入數(shù)據(jù)入下表。
3.1.2點(diǎn)擊【Mechanical】，再點(diǎn)擊【Damage for Fiber-Reinforced Composites】→【Hashin Damage】，定義材料斷裂性能參數(shù)。
在【Hashin Damage】參數(shù)中依次輸入下表數(shù)據(jù)
在【Suboptions】中輸入【Damage Evolution】和【Damage Stabilization】參數(shù)
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BCC點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)梁單元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，采用梁單元模擬點(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梁單元點(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 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)力問題、殼、薄膜、梁、桁架、或者鋼筋等，這個(gè)問題不值得關(guān)注。但是對(duì)于固體、平面應(yīng)變或者軸對(duì)稱問題卻不能忽略。對(duì)此，Abaqus/Standard提供了雜交單元來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?；谶B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?；跓崃W(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)的場輸出和歷史輸出。為了保證剛開始能夠較容易收斂，設(shè)置分析步初始增量步為0.01，打開幾何非線性。
展開 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，建模分析過程可能存在疏忽或有誤的地方還請(qǐng)批評(píng)指正！
文章來源：廣東省院結(jié)構(gòu)安全顧問
展開 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 激光焊模擬-熱源模型+附：ABAQUS與MSC.Marc焊接模擬的簡要對(duì)比
好消息是，通過與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）?？偟膩碚f，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)用場景。如果精力充足，本人可能開發(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 這段吉他聲音來自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
話說回來，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)
Abaqus/Standard與Abaqus/Explicit的材料成型仿真模擬比較
在成型模擬中，涉及到多種物體之間的接觸，以及毛柸的大變形，因此是一個(gè)很強(qiáng)烈的非線性問題。Abaqus由于強(qiáng)大的非線性求解，在材料的成型模擬中應(yīng)用廣泛。本文利用abaqus中的隱式求解方法standard與隱式求解方法explicit，模擬了同一個(gè)金屬板材加工成凹槽的過程。
一、模型的建立
板材的成型模擬過程可以簡化成如圖1所示的物理模型（采用了對(duì)稱原理）。毛柸在夾具和沖模的作用力下固定，對(duì)沖頭施加一個(gè)作用力，使毛柸發(fā)生塑性變形，進(jìn)而形成我們所想要的形狀。
在abaqus中模擬過程中，我們采用二維平面應(yīng)變模型。關(guān)于平面應(yīng)變和平面應(yīng)力問題，很多讀者可能會(huì)感到困惑。作者在這里對(duì)平面應(yīng)變和平面應(yīng)力的問題做簡要的區(qū)別。平面應(yīng)變是材料應(yīng)力應(yīng)變六面體單元中,Z向的應(yīng)變?yōu)?，只有X與Y方向的應(yīng)變，一般對(duì)應(yīng)于柱體的問題；而平面應(yīng)力則是在應(yīng)變應(yīng)力六面體單元中,Z向的應(yīng)力為0，只有X與Y方向的應(yīng)力，一般對(duì)應(yīng)于薄板的問題。本例中，毛柸在Z向的方向較長，Z方向的應(yīng)變基本為0，因此本文采用平面應(yīng)變模型求解。
圖1 成型分析的物理模型
對(duì)于毛柸，我們采用二維的可變實(shí)體單元建立模型。而對(duì)于沖頭，夾具與沖模，相對(duì)于毛柸來說，他們的剛性較大，在材料的沖壓成型中，變形可以忽略。因此，我們采用剛性體來模擬。在abaqus中，剛形體的建立有解析剛體和離散剛體。解析剛體一般用來模擬簡單的形狀，如曲線或者殼體；而離散剛體可以模擬任意復(fù)雜形狀的剛體。同時(shí)解析剛體不需要?jiǎng)澐志W(wǎng)格，而離散剛體需要?jiǎng)澐志W(wǎng)格。但是解析剛體和離散剛體都需要賦予參考點(diǎn)。這個(gè)參考點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)即代表著剛體的運(yùn)動(dòng)。本文在模擬中，對(duì)于沖頭，夾具與沖模采用解析剛體進(jìn)行墨香的建立。
創(chuàng)建以及裝配好的有限元模型如圖2所示。
展開 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)間來完成巖土算例的高精度模擬；
本算例采用了假3D模擬來實(shí)現(xiàn)CEL在2D上的應(yīng)用，利用軸對(duì)稱性質(zhì)將CPT貫入砂土的過程簡化成了2D模型。
abaqus模擬輕型貨物起重機(jī)建模分析 ￥19.89
4.總結(jié)
本實(shí)驗(yàn)是對(duì)起重機(jī)桁架的模擬計(jì)算，我掌握了簡單桁架結(jié)果的建模過程，理解了part與instance的關(guān)系。明白了對(duì)于梁單元，要施加正確的單元方向，而且桁架之間的連接也是一個(gè)重要的關(guān)注點(diǎn)。
abaqus漂浮模擬 ￥10
<p>Abaqus流固耦合功能在漂浮案例中的應(yīng)用簡介</p><p><br></p><p>Abaqus是一款強(qiáng)大的有限元分析軟件，其流固耦合功能可模擬流體與固體結(jié)構(gòu)的相互作用，廣泛應(yīng)用于漂浮結(jié)構(gòu)分析（如船舶、浮式平臺(tái)等）。通過耦合歐拉-拉格朗日方法（CEL）或聲學(xué)流體單元，Abaqus能精確計(jì)算流體壓力對(duì)固體變形的影響，以及固體運(yùn)動(dòng)引發(fā)的流場變化。 </p><p><br></p><p>以漂浮體為例，用戶可定義流體域（水）為歐拉材料，固體域（浮體）為拉格朗日網(wǎng)格，設(shè)置界面耦合條件。分析時(shí)，軟件求解流體動(dòng)力（如波浪力）與結(jié)構(gòu)響應(yīng)（如位移、應(yīng)力），評(píng)估穩(wěn)定性及耐波性。此類仿真可優(yōu)化浮體設(shè)計(jì)，提高安全性與性能，為海洋工程提供關(guān)鍵技術(shù)支持。</p><p><br></p><p>另外借助abaqus的流固耦合功能和子程序，還可以實(shí)現(xiàn)造波分析。另外，lsdyna最新的FSI算法，采用SALE構(gòu)建結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格可以實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算，同樣可以作出造波效果，后面我會(huì)更新相關(guān)的案例。
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