abaqus 扭矩施加
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus 扭矩施加的視頻教程
基于ANSYS的實(shí)體單元扭矩施加方法總結(jié)
由于ANSYS中不能直接對實(shí)體單元施加力矩，傳統(tǒng)方法采用若干對力偶來代替扭矩，該方法容易導(dǎo)致局部應(yīng)力集中；改進(jìn)的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過引入這些特殊單元，能夠比較好的實(shí)現(xiàn)扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導(dǎo)致影響整體剛度矩陣的問題，有學(xué)者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問題。
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基于ANSYS的實(shí)體單元扭矩施加方法(用若干對力代替力偶)
由于ANSYS中不能直接對實(shí)體單元施加力矩，傳統(tǒng)方法采用若干對力偶來代替扭矩，該方法容易導(dǎo)致局部應(yīng)力集中；改進(jìn)的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過引入這些特殊單元，能夠比較好的實(shí)現(xiàn)扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導(dǎo)致影響整體剛度矩陣的問題，有學(xué)者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問題。
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abaqus 扭矩施加的實(shí)例教程
直徑為50mm,長度為120mm的圓柱，在端面施加T=1.5e3 NM的扭矩。
使用ansys模板，導(dǎo)出xxx.inp文件，提交給ansys即可直接計算。
得到的rst文件，可以在hyperview中查看結(jié)果。
torque_cylinder.rar
在hyper view中查看結(jié)果。
在hyperview中指定兩個文件，即可在hyperview中做后處理：
1.從hm中導(dǎo)出的xxx.inp文件
2.ansys計算得到的結(jié)果文件xxx.rst.
如果用hyperview7.0做后處理,ansys的版本不能超過8.1，否則不能識別其xxx.rst文件
如果用hyperview8.0做后處理，ansys的版本不能超過9.0 （10.0？？）,否則不能識別其xxx.rst文件。
還可以在hm中，把a(bǔ)nsys的結(jié)果文件xxx.rst轉(zhuǎn)化成hm的結(jié)果文件格式：xxx.hmres.
下面是nastran版本實(shí)例；
附件中是hm文件和從hm中導(dǎo)出的xxx.bdf文件；
把xxx.bdf文件直接提交給nastran計算，即可得到結(jié)果。
torque_cylinder(1).rar
然后直接在HM中做后處理(hmres在hyperview中當(dāng)然也可以)。
展開 很多同學(xué)在采用實(shí)體單元進(jìn)行模擬時，需要施加扭矩，然而實(shí)體單元節(jié)點(diǎn)只有平動自由度，因而不能類似梁單元那般直接施加扭矩，今日水哥就ANSYS中常見的實(shí)體單元施加扭矩方法做一個簡單的總結(jié)，希望對部分同學(xué)能有所裨益！
實(shí)體單元施加扭矩的方法常見思路有兩種：
一、扭矩實(shí)質(zhì)是矩，是力和力臂的乘積，因而如果要施加扭矩，可以考慮將扭矩折算為力和力臂，直接在相應(yīng)部分施加力即可。
二、實(shí)體單元之所以不能直接在節(jié)點(diǎn)上施加力矩，說白了就是節(jié)點(diǎn)無轉(zhuǎn)動自由度，因而只要我們引入了具有轉(zhuǎn)動自由度的節(jié)點(diǎn)，在進(jìn)行一定的耦合操作，就可以實(shí)現(xiàn)扭矩的輸入。
第一種思路很簡單，水哥這里就不詳細(xì)闡明。這里重點(diǎn)說說第二種思路。
引入轉(zhuǎn)動自由度在進(jìn)行一定的耦合，常見的方法有兩種，一種是cerig剛性區(qū)域法，另外一種是mpc184剛性梁法。其實(shí)還有一種方法，rbe3，但這種方法較為復(fù)雜，這兒不做推薦。
一、cerig剛性區(qū)域法
cerig 這個命令其實(shí)就是建立一定的剛性區(qū)域，然后將荷載施加在跟這個剛性區(qū)域相連的主節(jié)點(diǎn)(master node)上。而具有轉(zhuǎn)動自由度的節(jié)點(diǎn)，我們經(jīng)常引入質(zhì)量單元mass21,賦值時候?qū)|(zhì)量單元賦予很小的質(zhì)量即可。
該方法本質(zhì)上是建立了約束方程，但需要特別注意的是約束方程是線性的，因而該方法只使用于線性問題，對于大變形等非線性問題，該方法并不適用。
展開 施加矩可以等效為施加力；思路2：直接施加彎矩或扭矩，此時需要引入一個具有旋轉(zhuǎn)自由度的節(jié)點(diǎn)；二、在ANSYS中實(shí)現(xiàn)的方法這里說說3個基本方法，當(dāng)然可以使用這3個方法的組合方法，組合方法就是對3個基本方法的延伸，但原理仍不變。
基于ANSYS的實(shí)體單元扭矩施加方法總結(jié)
1、 引言
在實(shí)際工程問題中，扭矩無處不在。如攻絲的絲錐、車床的光桿、攪拌軸、汽車傳動軸等等，均為受扭構(gòu)件，承受扭矩作用。為了更好的分析上述構(gòu)件在扭（轉(zhuǎn)）矩作用下的變形、應(yīng)力、應(yīng)變等物理量，現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)計制造分析方法引入有限元來模擬結(jié)構(gòu)在外載荷作用下的響應(yīng)問題。對于很多工程模型，必須考慮結(jié)構(gòu)的一些幾何特征，如軸的鍵槽、絲錐的螺紋面等。因此，實(shí)體模型上扭矩的施加就成為一個非常關(guān)鍵的問題。這包括扭矩施加的形式、位置，不同方式施加的扭矩會導(dǎo)致整體剛度矩陣的不同，最終會導(dǎo)致應(yīng)力奇異，影響結(jié)果的評定。ANSYS作為全球最通用的大型有限元分析軟件之一，其強(qiáng)大的分析功能已為國內(nèi)外一致認(rèn)同，現(xiàn)已成為許多領(lǐng)域結(jié)果評定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。由于ANSYS中不能直接對實(shí)體單元施加力矩，傳統(tǒng)方法采用若干對力偶來代替扭矩，該方法容易導(dǎo)致局部應(yīng)力集中；改進(jìn)的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過引入這些特殊單元，能夠比較好的實(shí)現(xiàn)扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導(dǎo)致影響整體剛度矩陣的問題，有學(xué)者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問題。
本文旨在綜合關(guān)于扭矩施加的各種方法，并對這些方法進(jìn)行分析比較，從而找到關(guān)于實(shí)體單元扭矩施加有效、合理的方法，為結(jié)構(gòu)有限元分析提供有益的參考。
2、 ANSYS中扭矩的施加
2.1 工程實(shí)例
現(xiàn)以長為0.2m直徑為100mm的實(shí)心鋼管為例說明扭矩的施加。鋼管材料視為線彈性，其彈性模量及泊松比分別為：E=2e11Pa，μ=0.3。 鋼管一端固定，另一端受1000N.m扭矩作用。
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<p class="ql-align-justify">abaqus中周期性邊界條件的施加一般通過方程約束，手動設(shè)置不僅繁瑣而且很容易出錯。根據(jù)文獻(xiàn)《Unit cells for micromechanical analyses of particle-reinforced composites》中簡單立方體胞元周期性邊界條件的施加方法，開發(fā)Python腳本，可以根據(jù)用戶提供的三維數(shù)組創(chuàng)建網(wǎng)格
程序適用于二維多土層粘彈性邊界和地震波等效節(jié)點(diǎn)力的加載；可以實(shí)現(xiàn)P波和SV波的斜入射。程序用MATLAB編寫
注意:本程序用MATLAB編寫；本程序僅限于模型網(wǎng)格是規(guī)則的，請參考圖片；由于本物品并非實(shí)體，因此賣出概不退換，因此購買前請詢問清楚。
編輯
導(dǎo)入模型
1.打開abaqus界面，在右側(cè)的模型樹中右鍵點(diǎn)擊部件，選擇導(dǎo)入，然后找到要導(dǎo)入的文件模型，再彈出的對話框中，點(diǎn)擊確定，即將模型部件導(dǎo)入
創(chuàng)建材料屬性
將模塊切換到屬性欄，創(chuàng)建材料信息，把名稱修改為steel,給定密度為7.85e-9,彈性模量和泊松比為2.1e5、0.28
創(chuàng)建截面
點(diǎn)擊創(chuàng)建截面命令，為材料賦予給截面
指派截面
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我總結(jié)了有限元中索體預(yù)應(yīng)力的一些施加方式，根據(jù)文獻(xiàn)[1]的裝配荷載法建立了單索張拉模型（非文獻(xiàn)工程案例），旨在分享學(xué)習(xí)，不足之處敬請諒解，希望大家能多提寶貴意見。
（1）降溫法
等效降溫法根據(jù)施工步驟對鋼索進(jìn)行降溫，模擬預(yù)應(yīng)力拉索張拉過程隨溫度荷載的變化。采用等效溫降法對施工過程進(jìn)行有限元模擬時原理簡單操作方便，但是降溫法需要將預(yù)應(yīng)力的施加轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟鹊慕档停?dāng)需要計算環(huán)境溫度的影響時，會產(chǎn)生一定的概念性混亂
1000是最模型的高度
最后的結(jié)果比真實(shí)值小一半，求助大佬解疑
status文件如下
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PREPROCESSOR WARNING MESSAGES
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熱應(yīng)力分析過程
ABAQUS 提供三種熱應(yīng)力分析程序：
1. 順序耦合熱應(yīng)力分析，最常用的方法
? 當(dāng)應(yīng)力是由熱量場存在造成的，并且熱求解過程與應(yīng)力狀態(tài)無關(guān)，也就是說應(yīng)力依賴于熱產(chǎn)生，而熱并不依賴位移。
? 需要跑兩個分析: 先分析熱傳導(dǎo)，再將溫度結(jié)果導(dǎo)熱應(yīng)力分析
? 熱分析的結(jié)果，如溫度(位置，時間的函數(shù))被讀入應(yīng)力分析，作為一個預(yù)定義場
周期性邊界條件
在復(fù)合材料力學(xué)計算中，通常選擇一個微觀的
代表體單元（RVE）來表征宏觀的力學(xué)性能，此時RVE的外輪廓的邊界條件應(yīng)為周期性邊界條件（
Periodic Boundary Conditions），其作用是
使邊界處應(yīng)力連續(xù)和位移連續(xù)。
周期性邊界條件不同于循環(huán)對稱邊界條件，雖然兩者都是對模型進(jìn)行簡化，但后者主要針對周向循環(huán)，即我們說的1/2,1
