abaqus模擬水箱的案例
基于SPH方法的水箱注水模擬 ￥500
本篇文檔基于C++語言對水箱內(nèi)注水過程進行了編程實現(xiàn)和模擬，具體效果展示如下：
感興趣的朋友可下載源程序文件
圓柱形水箱晃動CFD模擬
項目概述
汽車水箱是水冷式發(fā)動機的重要部件，作為水冷式發(fā)動機散熱回路的一個重要組成部件，能夠吸收缸體的熱量，降低缸體最大溫度，防止發(fā)動機過熱。發(fā)動機的熱量通過冷卻水作為熱載體，再通過大面積的散熱片以對流的方式散熱，以維持發(fā)動機的合適工作溫度。
在剎車和啟動過程中，水對水箱壁撞擊所產(chǎn)生的壓力影響到整個冷卻系統(tǒng)的穩(wěn)定性，當晃動極為劇烈時，甚至會造成水泵無法吸取到水，壓力變化引起的振動噪聲也是衡量整車舒適性的重要指標之一。因此，水箱晃動一直是發(fā)動機冷卻系統(tǒng)開發(fā)過程中需要研究的重點問題，需要利用CFD研究水箱在晃動過程中液面分布情況。
本項目利用openfoam軟件對圓柱形水箱晃動問題進行CFD仿真分析。
2. 模型簡化
模擬項目圓柱形水箱長1m，直徑0.4m，水箱容積110升。模型如下圖所示：
圖一：水箱簡化模型
圖二：水箱截面圖
3. 網(wǎng)格劃分
使用snappHexMesh工具對幾何模型進行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格為混合網(wǎng)格（如圖3）。網(wǎng)格具體信息參數(shù)如下表1所示：
圖三：水箱網(wǎng)格
4.物性參數(shù)
分析所涉及流場介質(zhì)主要包括水和空氣，液面張力sigma值取0.07N/m，其相關(guān)物性參數(shù)如表2所示。
5. OpenFoam求解器設(shè)置
本項目為求解水箱的兩相流流場，湍流模型選用laminar，需分別設(shè)置對應(yīng)fvSchemes離散方法，fvSolution方程求解方法， setFieldsDict初始場液相體積分數(shù)，dynamicMeshDict油箱晃動的動網(wǎng)格參數(shù)及求解控制參數(shù)。
展開 流固耦合方法模擬水箱跌落
流固耦合方法模擬水箱跌落，不需要定義隨動坐標系；如果用隨動坐標系，就不需要定義流固耦合，并且流體計算域小，節(jié)省計算資源。
abaqus水箱晃動
abaqus水箱晃動
剎車水箱晃動，abaqus仿真，效果不錯
剎車水箱晃動，abaqus仿真，效果不錯
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.點擊創(chuàng)建線，輸入如下坐標
1.1.3.點擊鼠標中鍵，輸入拉伸深度2000，得到工字鋼模型。
1.2.1點擊（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點擊創(chuàng)建矩形，輸入如下坐標（0，0），（72，1000）。點擊鼠標中鍵，得到CFRP模型。
1.3點擊（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.
點擊創(chuàng)建矩形，輸入如下坐標（0，0），（72，54）點擊鼠標中鍵，點擊鼠標中鍵，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點擊創(chuàng)建材料，輸入材料名稱Q235.點擊【Mechanical】，再點擊【Elasticity】→【Elastic】，定義彈性模量輸入2e5，泊松比輸入0.2。
2.1.2點擊【Mechanical】，再點擊【Plasticity】→【Plastic】，定義材料塑性參數(shù)。（
展開 BCC點陣結(jié)構(gòu)梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質(zhì)量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結(jié)構(gòu)進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結(jié)構(gòu)，壓頭設(shè)置為剛性面，添加質(zhì)量縮放，加快運算速度，為點陣結(jié)構(gòu)壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結(jié)構(gòu)。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結(jié)構(gòu)，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設(shè)置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結(jié)果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-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，時間設(shè)置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，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Abaqus進行模擬時假設(shè)這種材料是具有彈性、各向同性，并且同時考慮幾何非線性效應(yīng)。與材料的剪切柔度相比，對于大多數(shù)類似橡膠的固體材料，其可壓縮性非常小，當分析對象為平面應(yīng)力問題、殼、薄膜、梁、桁架、或者鋼筋等，這個問題不值得關(guān)注。但是對于固體、平面應(yīng)變或者軸對稱問題卻不能忽略。對此，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。
橡膠材料力學性能的描述方法主要為兩類：一類是認為橡膠為連續(xù)介質(zhì)的現(xiàn)象學描述；另一類是基于熱力學統(tǒng)計的方法。基于連續(xù)介質(zhì)力學的本構(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。基于熱力學統(tǒng)計主要有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焊接模擬的簡要對比
好消息是，通過與Simulia的工程師交流，得知ABAQUS會推出相應(yīng)的焊接插件（需額外license），可實現(xiàn)熱源模型和逐漸激活的鼠標操作，另外支持free surface convection（FFS）和free surface radiation（RFS）。總的來說，ABAQUS的焊接模擬有點麻煩，但是這些麻煩不會讓我們放棄ABAQUS，希望達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，實現(xiàn)常用焊接模擬的前處理，敬請期待！
這段吉他聲音來自Abaqus仿真模擬 附abaqus五年的經(jīng)驗總結(jié)下載
一些別的模型
話說回來，我也不會因少數(shù)人忘了創(chuàng)辦這個公眾號的初心，下期我會給大家分享一下如何來實現(xiàn)一個工程應(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)驗總結(jié)
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>歐拉計算域尺寸為200*200*200mm</p><div contenteditable="false" width="100%">
展開 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，因此是一個很強烈的非線性問題。Abaqus由于強大的非線性求解，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（采用了對稱原理）。毛柸在夾具和沖模的作用力下固定，對沖頭施加一個作用力，使毛柸發(fā)生塑性變形，進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，很多讀者可能會感到困惑。作者在這里對平面應(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
對于毛柸，我們采用二維的可變實體單元建立模型。而對于沖頭，夾具與沖模，相對于毛柸來說，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雜形狀的剛體。同時解析剛體不需要劃分網(wǎng)格，而離散剛體需要劃分網(wǎng)格。但是解析剛體和離散剛體都需要賦予參考點。這個參考點的運動即代表著剛體的運動。本文在模擬中，對于沖頭，夾具與沖模采用解析剛體進行墨香的建立。
創(chuàng)建以及裝配好的有限元模型如圖2所示。
展開 abaqus模擬橡膠支座：鉛芯橡膠隔震支座精細化模擬分享
為了更真實準確地反應(yīng)荷載作用下支座內(nèi)部的壓力分布，本文基于ABAQUS平臺對鉛芯橡膠隔震支座進行精細化分析。
（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；選擇縮減積分可加快計算速度。
（6）本構(gòu)正確性驗證：選取支座上表面中心點繪制荷載-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)力云圖和模擬動畫。
由于作者水平和時間有限，建模分析過程可能存在疏忽或有誤的地方還請批評指正！
文章來源：廣東省院結(jié)構(gòu)安全顧問
展開 鋼材單向拉伸試驗Abaqus模擬 附Abaqus詳細教程下載
圖3 FEM模型
求解器選擇
本例中采用Abaqus/Standard進行求解。建議求解時勾選“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。
對比分析
應(yīng)力云圖與應(yīng)力-應(yīng)變曲線對比如下圖所示，可見數(shù)值分析能較好反映試驗結(jié)果。
圖4 應(yīng)力云圖
圖5 應(yīng)力-應(yīng)變曲線對比
總結(jié)
普通金屬拉伸試驗可通過處理試驗機位移獲得應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€；
Abaqus本構(gòu)采用真實應(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詳細教程
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