abaqus圓盤模態(tài)的案例
基于abaqus圓盤動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析 ￥12
基于abaqus圓盤瞬時(shí)模態(tài)分析：
瞬時(shí)模態(tài)分析可以計(jì)算線性問題在時(shí)域上的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。在圓盤頂部施加1.5N的點(diǎn)載荷，方向沿著法向方向，持續(xù)時(shí)間0.2s。
結(jié)果動(dòng)畫
圓盤定點(diǎn)位移隨時(shí)間變化曲線
圓盤定點(diǎn)Mises應(yīng)力隨時(shí)間變化曲線
通常情況下阻尼越大，位移衰減越快，甚至不會(huì)出現(xiàn)振蕩。根據(jù)上述分析結(jié)果，我們可以得到結(jié)構(gòu)在整個(gè)振動(dòng)過程中出現(xiàn)的最大應(yīng)力，以及關(guān)注點(diǎn)位移隨時(shí)間變化情況。
基于ABAQUS/Explicit圓盤的顯示動(dòng)態(tài)分析：
圓盤定點(diǎn)位移隨時(shí)間變化曲線
圓盤定點(diǎn)Mises應(yīng)力隨時(shí)間變化曲線
通過對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)顯示動(dòng)態(tài)分析的結(jié)果和瞬時(shí)模態(tài)動(dòng)態(tài)分析的結(jié)果基本上相同。對(duì)于一些復(fù)雜接觸問題，使用ABAQUS/Standard需要進(jìn)行大量的迭代運(yùn)算，有時(shí)可能不太好收斂，這樣我們采用ABAQUS/Explicit求解可以提高計(jì)算效率。ABAQUS/Standard適用于光滑的非線性問題求解，ABAQUS/Explicit適用于求解復(fù)雜的非線性動(dòng)力學(xué)問題。
展開 基于abaqus圓盤三種模態(tài)計(jì)算方法結(jié)果對(duì)比 ￥12
模態(tài)分析是研究結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性一種近代方法，是系統(tǒng)辨別方法在工程振動(dòng)領(lǐng)域中的應(yīng)用。模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)具有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這些模態(tài)參數(shù)可以由計(jì)算或試驗(yàn)分析取得，這樣一個(gè)計(jì)算或試驗(yàn)分析過程稱為模態(tài)分析。模態(tài)分析就求特征值和特征向量的問題，特征值就是要知道結(jié)構(gòu)振動(dòng)的一些基本振型對(duì)應(yīng)的頻率，在實(shí)際中，有時(shí)為了避開這這些基本頻率，防止共振，有時(shí)要加強(qiáng)振動(dòng)，看實(shí)際需要，基本自然頻率可以給我們一個(gè)準(zhǔn)則，可知道我們的結(jié)構(gòu)變形是算快還是算慢，基本自然頻率也可以代表結(jié)構(gòu)整體的剛度：頻率低表示結(jié)構(gòu)的剛度很低（結(jié)構(gòu)很柔軟），相反的頻率高表示結(jié)構(gòu)的剛度很高（結(jié)構(gòu)很堅(jiān)硬）。本案例分別采用lanczos法、Subspace法、AMS法對(duì)圓盤進(jìn)行模態(tài)分析，并得到圓盤結(jié)構(gòu)的各階固有頻率和陣型。在任何動(dòng)態(tài)分析中都要定義材料的密度。分析步類型采用Linear perturbation（線性攝動(dòng)分析步），選擇Frequency 在DAT文件中可以查看各階固有頻率和有效質(zhì)量。
lanczos法模態(tài)分析
Subspace法模態(tài)分析
AMS法模態(tài)分析
通過上述動(dòng)畫結(jié)果可以看出lanczos法、Subspace法陣型及頻率計(jì)算結(jié)果基本一致，AMS法與lanczos法、Subspace法分析結(jié)果的頻率略有差別（可在dat文件中查看對(duì)比），陣型差別較大。
展開 算例丨圓盤類零件的振動(dòng)模態(tài)與動(dòng)態(tài)響應(yīng)有限元分析
了解機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性可以采用模態(tài)分析方法，其計(jì)算結(jié)果能夠得到結(jié)構(gòu)的固有頻率與振型。
本例只考慮圓盤的模態(tài)分析，故去掉連接軸，圓盤中心孔邊緣固定。
2.2模態(tài)分析原理
提取結(jié)構(gòu)的固有頻率及相應(yīng)的主振型為模態(tài)分析的目的，求解結(jié)構(gòu)振動(dòng)特征方程的特征值與特征向量是其實(shí)質(zhì)問題。
動(dòng)力有限元的基本方程為
式中：M為質(zhì)量矩陣，C為阻尼矩陣，K為剛度矩陣，u為位移向量，F(xiàn)(t)為作用力向量，t為時(shí)間。若
，則為無阻尼的自由振動(dòng)，其方程為
若是諧運(yùn)動(dòng)，則運(yùn)動(dòng)方程為結(jié)構(gòu)振動(dòng)的特征方程
模態(tài)分析即為求解此方程的特征值
及其對(duì)應(yīng)的特征向量
，自由度總數(shù)為
的取值區(qū)間。[6]
2.3 Abaqus建模
Abaqus提供兩種特征值提取方法：Lanczos方法和子空間迭代法。Lanczos在大規(guī)模模型和需提取多階振型時(shí)計(jì)算速度更快；而子空間迭代法更適用于提取少于20階的振型。本文要對(duì)圓盤的前30階固有頻率和振型進(jìn)行分析，故選用Lanczos方法。關(guān)于振型階數(shù)的選取，主要是為了保證在模型主要運(yùn)動(dòng)方向上的總有效質(zhì)量要超過模型中可運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的90%。該結(jié)果可在模態(tài)分析結(jié)束后進(jìn)行檢驗(yàn)。
圖5為所建用于模態(tài)分析和響應(yīng)分析的圓盤模型，圓孔邊緣固定，依舊采用S4R單元為圓盤劃分網(wǎng)格。
展開 基于ABAQUS二次開發(fā)的巴西圓盤斷裂機(jī)理
摘要
+
針對(duì)含中心裂紋的巴西圓盤開裂模型利用ABAQUS進(jìn)行了參數(shù)化二次開發(fā)，基于擴(kuò)展有限元法和最大周向應(yīng)力準(zhǔn)則對(duì)試件裂紋擴(kuò)展進(jìn)行數(shù)值模擬并驗(yàn)證，研究了圍壓對(duì)裂紋擴(kuò)展以及裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子和T應(yīng)力的影響．研究結(jié)果表明，試件在預(yù)制裂紋尖端發(fā)生起裂并沿最大周向應(yīng)力方向擴(kuò)展。隨著裂紋傾角增大，Ⅰ型應(yīng)力強(qiáng)度因子逐漸減小，Ⅱ型應(yīng)力強(qiáng)度因子呈現(xiàn)先增大 后減小的趨勢(shì)，T應(yīng)力逐漸增大．隨著圍壓數(shù)值的升高，試件的斷裂韌度增大，T應(yīng)力增大，而Ⅰ型和Ⅱ型應(yīng)力強(qiáng)度因子幾乎不受影響。
巴西圓盤裂紋擴(kuò)展數(shù)值模擬
+
在基于ABAQUS二次開發(fā)對(duì)模型進(jìn)行建模后，首先對(duì)含中心裂紋巴西圓盤進(jìn)行了裂紋擴(kuò)展的數(shù)值模擬，對(duì)不同裂紋傾角β的試件進(jìn)行數(shù)值模擬，并將所得裂紋擴(kuò)展結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì) 比，如圖7所示，其中左側(cè)為試驗(yàn)結(jié)果，右側(cè)為數(shù)值模擬結(jié)果．
圖7數(shù)值模擬與試驗(yàn)對(duì)比結(jié)果
對(duì)比結(jié)果表明，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為一致，預(yù)制裂紋從裂紋尖端起裂并沿最大主應(yīng)力方向進(jìn)行擴(kuò)展直至破壞，這也符合巴西圓盤試 件破壞的理論假設(shè)．在后處理中對(duì)平臺(tái)壓板反作 用力載荷進(jìn)行提取，并繪制載荷隨時(shí)間變化的關(guān) 系曲線，如圖8所示．
展開 
abaqus_超彈性橡膠圓盤的Mullins效應(yīng)和永久變形
(2)圓盤的靜態(tài)分析
靜態(tài)分析中，圓盤與剛性平面接觸，通過剛性面的位移來控制結(jié)構(gòu)的變形。第一個(gè)循環(huán)最大位移為0.15in，第二個(gè)循環(huán)最大位移為0.22in。作為對(duì)比，分別使用Abaqus/Standard和Abaqus/
Explicit兩種分析方法。
(3)圓盤的滾動(dòng)分析
滾動(dòng)分析中，剛性面先位移0.15in，然后在圓盤上施加2.5rad/s的角速度。作為對(duì)比，將分別使用Abaqus/Standard靜態(tài)、Abaqus/Standard穩(wěn)態(tài)傳輸和Abaqus/Explicit三種分析方法，均不考慮摩擦和慣性效應(yīng)。滾動(dòng)分析相比于靜態(tài)分析的網(wǎng)格應(yīng)適當(dāng)細(xì)化。在顯式分析中，參數(shù)要做適當(dāng)調(diào)整以增大時(shí)間步長(zhǎng)，位移幅值選擇平滑選項(xiàng)，并監(jiān)控總動(dòng)能以保證問題的準(zhǔn)靜態(tài)屬性。在穩(wěn)態(tài)傳輸分析之前，需要附加一個(gè)角速度0.25rad/s且Mullins效應(yīng)漸變的穩(wěn)態(tài)分析步，以克服收斂困難。
展開 Abaqus進(jìn)給抗力是否施加對(duì)圓盤車削變形精度的影響對(duì)比
[圖片]
Python前處理二次開發(fā)(單元生死)：Abaqus完整圓盤車削變形仿真案例講解(下)
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Python前處理二次開發(fā)(單元生死)：Abaqus完整圓盤車削變形仿真案例講解(上)
[圖片]
【ABAQUS模態(tài)動(dòng)力學(xué)】Composite&abaqus 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析&輸出單元?jiǎng)偠染仃?/span>
參考
連接器振動(dòng)脫落_abaqus重啟動(dòng)分析_顯式隱式切換_插拔力預(yù)應(yīng)力模態(tài)_TeeSim天深科技
Abaqus預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 附Abaqus 分析用戶手冊(cè)材料卷下載- 技術(shù)鄰
Natural frequency extraction - SIMULIA 用戶幫助 2020 User guide
《結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)》
振動(dòng)理論及工程應(yīng)用_天津大學(xué)_中國(guó)大學(xué)MOOC(慕課)
Eigenvalue extraction - SIMULIA 用戶幫助 2020 Theory
1. 什么是模態(tài)分析？
模態(tài)分析是指求解多自由度系統(tǒng)的模態(tài)振型及振動(dòng)頻率的過程。模態(tài)分析可簡(jiǎn)單地分為自由模態(tài)分析和約束模態(tài)分析。
自由模態(tài)分析：不加任何約束，進(jìn)行求解（會(huì)出現(xiàn)前六階0模態(tài)）
約束模態(tài)分析：施加完整的約束，模型不會(huì)出現(xiàn)剛體模態(tài) 還可以分類為：
預(yù)應(yīng)力模態(tài)（典型例子：吉他琴弦）
干模態(tài)分析(空氣中)
濕模態(tài)分析（流體耦合作用不可忽略）
2. 單自由度系統(tǒng)振幅和固有頻率的求解
模態(tài)分析的本質(zhì)上是求解一定條件下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方程。
展開 案例13 基于模態(tài)的振動(dòng)響應(yīng)（Abaqus計(jì)算模態(tài)）
之前在superxjw版主的第二課中介紹了如何利用VL計(jì)算基于模態(tài)的振動(dòng)響應(yīng)，但是有網(wǎng)友是采用Abaqus計(jì)算模態(tài)，然后用VL來計(jì)算后續(xù)的振動(dòng)響應(yīng)以及聲學(xué)響應(yīng)，然后就詢問如何導(dǎo)入Abaqus的模態(tài)分析結(jié)果，因此，做了一個(gè)導(dǎo)入Abaqus的模態(tài)結(jié)果，然后進(jìn)行振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算的案例，給大家分享一下。
superxjw版主的視頻教程：
LMS Virtual.Lab 11聲學(xué)視頻教程 第二課 基于模態(tài)的振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算
對(duì)于VL的接口方面：
VL11SL2和VL12都是支持到Abaqus 6.12
所以，喜歡追求新版本，使用Abaqus6.13的朋友們就得注意一下版本的問題了。
感謝阿偉在本人學(xué)習(xí)LMS Virtual.Lab過程中的幫助！
本例視頻及Abaqus模態(tài)計(jì)算結(jié)果文件下載地址：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=4100661600&uk=1728334102
LMS Virtual.Lab Acoustics 交流群 238339600
展開 Hypermesh與ABAQUS聯(lián)合的模態(tài)分析 附HyperMesh模態(tài)分析步驟下載
圖6 約束施加
7、載荷條件
模態(tài)為系統(tǒng)固有振動(dòng)屬性，無法在對(duì)應(yīng)分析步中設(shè)定載荷，如需考結(jié)構(gòu)在某載荷作用下的振動(dòng)屬性，可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析。
最后單擊Load Steps下的Step1，將Output Blocks與Load Collectors與其對(duì)應(yīng)，如圖8所示。
圖8 分析步設(shè)定修改
通過File->Export->Solver Deck進(jìn)行模型導(dǎo)出。
ABAQUS部分
1、文件導(dǎo)入
進(jìn)入ABAQUS中，通過File->import->Model進(jìn)行inp文件導(dǎo)入。
2、檢查設(shè)定
通過各個(gè)模塊檢查設(shè)定，無誤，并創(chuàng)建作業(yè)提交求解。
3、后處理
得到的一階及二階模態(tài)振型如下。
圖9 一階模態(tài)振型
圖10 二階模態(tài)振型
下載地址：HyperMesh模態(tài)分析步驟
展開 
考慮壩體-庫(kù)水相互作用的重力壩模態(tài)分析--對(duì)比分析ANSYS和ABAQUS重力壩流固耦合模態(tài)結(jié)果
ANSYS壩體-庫(kù)水有限元模型
ABAQUS壩體-庫(kù)水幾何模型及約束條件
（1）首先對(duì)比分析，ANSYS與ABAQUS混凝土重力壩空庫(kù)模態(tài)分析結(jié)果
（2）壩體-庫(kù)水流固耦合模型，模態(tài)分析結(jié)果對(duì)比
ANSYS與ABAQUS計(jì)算前12階模態(tài)對(duì)比分析結(jié)果
階數(shù)
ABA滿庫(kù)自振頻率/Hz
ANS滿庫(kù)自振頻率/Hz
ANSYS-ABAQUS誤差百分比
1
5.5487
5.5717
0.004145115
2
6.7567
6.7702
0.001998017
3
9.5858
9.6043
0.001929938
4
13.922
14.013
0.006536417
5
16.358
16.42
0.003790194
6
17.76
17.786
0.001463964
7
19.648
19.741
0.004733306
8
展開 Abaqus預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析 附Abaqus 分析用戶手冊(cè)材料卷下載
abaqus在求解模態(tài)時(shí)對(duì)接觸區(qū)域的處理并不是直接作tie連接處理，而是會(huì)在兩個(gè)接觸面之間引入接觸剛度，而tie連接對(duì)兩個(gè)接觸面是綁定關(guān)系，即引入無窮大的剛度，所以用接觸設(shè)定進(jìn)行模態(tài)求解時(shí)模態(tài)頻率會(huì)偏小，更符合實(shí)際。
2. 下圖紅色部分是預(yù)緊力狀態(tài)下的接觸區(qū)域，而不加載預(yù)緊力時(shí)接觸區(qū)域更大，所以兩種狀態(tài)下模態(tài)頻率差異較大。
3. 不同大小的預(yù)緊力狀態(tài)下由于接觸區(qū)域基本保持不變，所以對(duì)模態(tài)頻率影響不大。
4. 在tie的建模方式下，不管是否加載預(yù)緊力，接觸面積不會(huì)發(fā)生改變，所以對(duì)模態(tài)頻率影響不大。
總結(jié)
1. 用abaqus求解模態(tài)時(shí)對(duì)接觸區(qū)域的處理可以直接定義接觸求解，相比tie來求解結(jié)果更合理。
2. 預(yù)緊力狀態(tài)下會(huì)改變接觸狀態(tài)，從而對(duì)模態(tài)頻率產(chǎn)生影響。
3. 對(duì)于實(shí)際情況，如果接觸面積在振動(dòng)過程中變化很小，基本保證靜力分析時(shí)的接觸面大小，不是大面積的開合，這種帶接觸的預(yù)應(yīng)力模態(tài)結(jié)果還是比較準(zhǔn)確的。
下載地址：Abaqus 分析用戶手冊(cè)材料卷
展開 abaqus模態(tài)分析-使用hypermesh
公式中包含質(zhì)量矩陣，如下：
2.分析步
frequency
勾選 perturbation
求解算法選擇 lanczos
定義輸出模態(tài)階數(shù)
輸出：
默認(rèn)即可
3.邊界條件
無、
二，查看結(jié)果
模態(tài)分析通常用來獲得線性結(jié)構(gòu)的一些振動(dòng)特征：
固有頻率
模態(tài)振型
振型的參與系數(shù)
有效質(zhì)量
模態(tài)分析是所有結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析的基礎(chǔ)，使結(jié)構(gòu)避免發(fā)生共振。
dat文件查看固有頻率：
自由模態(tài)計(jì)算得到的前6階結(jié)果都是0，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)全部釋放邊界其在這幾個(gè)自由度上面屬于整體的剛性運(yùn)動(dòng)，所以結(jié)果與實(shí)驗(yàn)對(duì)標(biāo)需要拋去前6階為0的模態(tài)，從第7階開始。
展開 ABAQUS軸承模態(tài)分析
ABAQUS軸承模態(tài)分析
