abaqus模擬桁架結(jié)構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus模擬桁架結(jié)構(gòu)的視頻教程
ABAQUS桁架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析
通過一個桁架案例分析，教會讀者如何在ABAQUS中創(chuàng)建桁架模型，網(wǎng)格劃分，創(chuàng)建材料，載荷步，約束與載荷，然后輸入設(shè)置相關(guān)操作，輸入節(jié)點位移，單元位移與支反力
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ABAQUS土木工程結(jié)構(gòu)地震模擬合集（一）
本合集包括： 手把手教你ABAQUS鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建模與抗震分析 手把手教你 ABAQUS鋼筋混凝土樓房地震模擬 手把手教你 ABAQUS鋼框架結(jié)構(gòu)建模與地震時程分析 購買課程后請及時下載課程資料，內(nèi)含模型文件，更多精彩可以關(guān)注微信公眾號【1點學(xué)堂】。
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abaqus模擬桁架結(jié)構(gòu)的實例教程
[ 摘要 ] 針對某企業(yè)多臺聯(lián)動 CNC 車床大跨距桁架機(jī)械手機(jī)身剛度及整機(jī)穩(wěn)定性問題，基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論，對大跨距桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面進(jìn)行分析，比較并判別最優(yōu)橫截面材料力學(xué)性能。通過對 桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據(jù)企業(yè)要求，優(yōu)化橫梁 結(jié)構(gòu)，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[ 關(guān)鍵詞 ] ABAQUS；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；模態(tài)分析；振動；桁架機(jī)械手
0 引言
桁架機(jī)械手是一種建立在直角 X，Y，Z 三 坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)上 [1]，可以調(diào)整零件位置，或者實 現(xiàn)零件的軌跡運動等功能的全自動工業(yè)設(shè)備 [2]。大部分桁架機(jī)械手由直線運動模塊組成 [3-4]。本 文針對江西贛州某自動化加工鐘表企業(yè)，實現(xiàn)自 動抓取加工表殼功能，設(shè)計出一款適用于多臺 CNC 車床的大跨距桁架機(jī)械手。該系統(tǒng)能實現(xiàn)三 臺 CNC 車床并行工作，提高工件加工生產(chǎn)效率， 但由于其桁架機(jī)械手縱梁跨度較大，故需要對其 進(jìn)行桁架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析，并需要進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
本文大跨距桁架機(jī)械手主要由 X 軸橫梁組件、Y軸縱梁組件和支撐立柱等核心部件組成[5-6]。企業(yè)要求大跨距橫梁采用矩形橫截面，故對其橫 梁截面進(jìn)行優(yōu)化，使其在滿足高精度高剛度的要 求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高 經(jīng)濟(jì)效益。
裝有機(jī)械臂的組件需要在 X 軸橫梁上行走， 在此過程中，會對 X 軸橫梁產(chǎn)生一定載荷，在此載荷下，機(jī)身容易發(fā)生變形，需要對對 X 軸橫梁 進(jìn)行模態(tài)分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，避免發(fā)生共振 [7-8]。
1 桁架機(jī)械手結(jié)構(gòu)
如圖 1 所示，X，Y，Z 三個方向的運動組件 為桁架機(jī)械手的核心組件，定義規(guī)則遵循笛卡爾 坐標(biāo)系 [9-10]。
展開 本文通過abaqus顯示動力學(xué)的方法對BCC結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)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(jìn)行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結(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(jī)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(jìn)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(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
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</figure><p class="ql-align-center">圖4-4 邊界條件的設(shè)置</p><h2>3.網(wǎng)格劃分</h2><p class="ql-align-justify">有限元方法的基本思想是將結(jié)構(gòu)離散化，即對連續(xù)體進(jìn)行離散化，利用簡化幾何單元來近似逼近連續(xù)體，然后根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件綜合求解。所以有限元網(wǎng)格的劃分一方面要考慮對各物體幾何形狀的準(zhǔn)確描述，另一方面也要考慮變形梯度的準(zhǔn)確描述。為正確、合理地建立有限元模型，這里介紹劃分網(wǎng)格時應(yīng)考慮的一些基本原則。</p><p class="ql-align-justify">此模型的重點在要對模型進(jìn)行分割，保證網(wǎng)格數(shù)量，網(wǎng)格密度，單元階次，單元形狀等吻合網(wǎng)格劃分的規(guī)則 。
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所以研究其不同結(jié)構(gòu)形式對動態(tài)斷裂行為的影響是非常有必要和有意義的。本章受紅鮑魚殼體的“漿砌層合”微結(jié)構(gòu)啟發(fā)，如圖3-1通過建模軟件ABAQUS設(shè)計了不同結(jié)構(gòu)的漿砌層狀仿生復(fù)合材料，使用非線性有限元程序ABAQUS模擬了試樣在三點彎曲沖擊載荷下的動態(tài)斷裂行為，本文主要探討了硬質(zhì)材料長寬比、云母層數(shù)量對材料斷裂性能的影響。
圖4-1紅鮑魚殼體的“漿砌層狀”微結(jié)構(gòu)
1.2不同云母層數(shù)裂紋斷裂行為
本章研究了不同云母層數(shù)對斷裂行為的影響，對四個不同層數(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬，不同層數(shù)的示意圖如圖4-2所示.分別控制云母片的層數(shù)為3，5，10，20。依次編號(a),(b),(c),(d)。邊界條件為保持試樣左右端固定，在試樣上方施加豎向均布荷載為100N，其余條件保持原有模型不發(fā)生改變，裂紋深度為5mm。
(a)云母片的數(shù)量為3層 (b)云母片的數(shù)量為5層
(c)云母片的數(shù)量為10層 (d)云母片的數(shù)量為20層
圖4-2不同云母片層數(shù)位置示意圖
1.2.1不同云母層數(shù)對應(yīng)力極值的影響
(a)云母片的數(shù)量為3層 (b)云母片的數(shù)量為5層
(c)云母片的數(shù)量為10層 (d)云母片的數(shù)量為20層
圖4-3 不同云母層數(shù)的應(yīng)力圖
圖4-3為3層，5層，10層，20層的Mises應(yīng)力圖，從圖中可以看出，當(dāng)模型頂端施加100N的均布壓力時，不同層數(shù)模型的應(yīng)力分布是相似的，即為兩端大中間小。當(dāng)分析每一層應(yīng)力云圖時發(fā)現(xiàn)上下兩側(cè)的應(yīng)力較大，中性層的應(yīng)力較小。并且可以很明顯的看出不同層數(shù)的模型有應(yīng)力滑移的趨勢，并且不同層數(shù)的模型隨著層數(shù)的增加應(yīng)力最大值逐漸減小。
展開 多孔結(jié)構(gòu)由孔隙及固相所組成，在建筑結(jié)構(gòu)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，多孔材料的力學(xué)性能對其應(yīng)用場景至關(guān)重要。本案例采用CAD隨機(jī)球體插件專業(yè)版建立三維多孔結(jié)構(gòu)圓柱體模型，并將模型導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)進(jìn)行力學(xué)模擬，分析多孔材料在軸向壓力作用下的破壞特征。
首先采用CAD隨機(jī)球體插件專業(yè)版V1.3在AutoCAD內(nèi)建立多孔結(jié)構(gòu)三維模型，插件可設(shè)置孔隙是否穿過模型的邊界，本案例以孔隙完全位于模型內(nèi)部為例。
將多孔結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)出為iges格式文件后導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)，這里采用EasyCDP插件建立混凝土損傷塑性模型為多孔結(jié)構(gòu)指定C30強(qiáng)度的混凝土材料，用于模擬泡沫混凝土試件。
將試件下側(cè)固定，上側(cè)指定Z軸方向的位移，模擬混凝土試件軸心受壓的力學(xué)場景。
進(jìn)行網(wǎng)格劃分，選擇四面體單元。
提交作業(yè)查看泡沫混凝土模型的破壞情況。
展開 
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abaqus模擬桁架結(jié)構(gòu)的最新內(nèi)容
功能梯度多孔材料（FGM）通過梯度調(diào)控孔隙率，實現(xiàn)力學(xué)性能的連續(xù)分布，其彈性模量、強(qiáng)度等呈均勻變化。通過建立梯度多孔結(jié)構(gòu)有限元模型，解析梯度參數(shù)對應(yīng)力場及失效機(jī)制的影響，突破傳統(tǒng)試驗限制，優(yōu)化設(shè)計。該研究對航空熱防護(hù)及生物醫(yī)用仿生植入體等功能化結(jié)構(gòu)具有重要價值。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維梯度功能材料多孔結(jié)構(gòu)模型，并對梯度結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行軸心受壓力學(xué)仿真模擬。
本文通過abaqus顯示動力學(xué)的方法對BCC結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jìn)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(jìn)行刪除面的操作，得到單胞
1.1引言
仿貝殼類復(fù)合材料在靜、動力方面表現(xiàn)優(yōu)異，但對其在動態(tài)荷載作用下的斷裂行為的研究卻不多見。所以研究其不同結(jié)構(gòu)形式對動態(tài)斷裂行為的影響是非常有必要和有意義的。本章受紅鮑魚殼體的“漿砌層合”微結(jié)構(gòu)啟發(fā)，如圖3-1通過建模軟件ABAQUS設(shè)計了不同結(jié)構(gòu)的漿砌層狀仿生復(fù)合材料，使用非線性有限元程序ABAQUS模擬了試樣在三點彎曲沖擊載荷下的動態(tài)斷裂行為，本文主要探討了硬質(zhì)材料長寬比、云母層數(shù)量對材料斷裂性能的影響
<p>1.問題描述 </p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202502/attachment/
多孔結(jié)構(gòu)由孔隙及固相所組成，在建筑結(jié)構(gòu)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，多孔材料的力學(xué)性能對其應(yīng)用場景至關(guān)重要。本案例采用CAD隨機(jī)球體插件專業(yè)版建立三維多孔結(jié)構(gòu)圓柱體模型，并將模型導(dǎo)入到ABAQUS內(nèi)進(jìn)行力學(xué)模擬，分析多孔材料在軸向壓力作用下的破壞特征。
首先采用CAD隨機(jī)球體插件專業(yè)版V1.3在AutoCAD內(nèi)建立多孔結(jié)構(gòu)三維模型，插件可設(shè)置孔隙是否穿過模型的邊界
[ 摘要 ] 針對某企業(yè)多臺聯(lián)動 CNC 車床大跨距桁架機(jī)械手機(jī)身剛度及整機(jī)穩(wěn)定性問題，基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論，對大跨距桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面進(jìn)行分析，比較并判別最優(yōu)橫截面材料力學(xué)性能。通過對 桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據(jù)企業(yè)要求，優(yōu)化橫梁 結(jié)構(gòu)，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[
abaqus路面結(jié)構(gòu)裂縫和動態(tài)響應(yīng)模型， 路面結(jié)構(gòu)裂縫和動態(tài)響應(yīng)問題的算例分析（含操作步驟文檔，CAE，inp，odb結(jié)果文件）。在下面層瀝青穩(wěn)定碎石 ATB 層底面已有一條長 3.0cm 的垂直裂縫。材料參數(shù)和文件目錄見照片。路面結(jié)構(gòu)在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下裂縫的擴(kuò)展規(guī)律模擬。
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ABAQUS應(yīng)用于設(shè)計院實際工程-鋼結(jié)構(gòu)懸挑托架焊縫連接模擬-強(qiáng)度仿真
高等土木工程結(jié)構(gòu)（ABAQUS模擬實驗/實驗室模型實驗）
形狀記憶聚合物(Shape Memory Polymer，SMP)是一類擁有寬廣應(yīng)用前景的新型智能材料，具有質(zhì)量較小、變形量大等優(yōu)點，在航空航天、紡織行業(yè)以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，目前正受到人們的密切關(guān)注。
為了研究形狀記憶聚合物相關(guān)結(jié)構(gòu)的形狀記憶過程，以往常常需要使用Fortran語言去編寫復(fù)雜繁瑣UMAT(用戶材料子程序)，現(xiàn)在本人采用了一種適合對SMP復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元模擬的方法
