abaqus扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)的案例
Abaqus扭轉(zhuǎn)仿真案例講解
Abaqus扭轉(zhuǎn)仿真案例講解
用ABAQUS軟件分析扭轉(zhuǎn)問(wèn)題
1、引言
在處理扭轉(zhuǎn)問(wèn)題時(shí)，常規(guī)的計(jì)算方法，往往會(huì)伴隨一些假設(shè)，這會(huì)降低了結(jié)果的準(zhǔn)確程度。根據(jù)有限元理論，使用有限元軟件求解扭轉(zhuǎn)問(wèn)題會(huì)大大提高求解的精確度，特別是對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，效果更為明顯。本文以橡膠產(chǎn)品為例，討論的在ABAQUS軟件中，如何正確完成扭轉(zhuǎn)分析，并提取需要的分析結(jié)果。
2、問(wèn)題描述
受扭轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)由鋼筒和橡膠筒組成，產(chǎn)品尺寸如圖1所示。
圖1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
3、有限元建模
加載時(shí)內(nèi)芯固定，在外圈施加扭轉(zhuǎn)位移。根據(jù)產(chǎn)品的CAD結(jié)構(gòu)建立有限元模型如圖2所示：
圖2產(chǎn)品有限元模型圖
4、材料性質(zhì)定義
鋼：彈性模量EX=2×105MPa，泊松比μ=0.3
橡膠：橡膠是一種超彈性材料，對(duì)于超彈性材料，不用楊氏模量和泊松比，而用應(yīng)變勢(shì)能（U）來(lái)表達(dá)應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系。ABAQUS軟件中有兩種應(yīng)變勢(shì)能可利用，分別是多項(xiàng)式模型和奧根（Ogden）模型，本例中使用多項(xiàng)式模型，表達(dá)式如下：
式中：U—應(yīng)變勢(shì)能，Jel—彈性體積比；I1、I2—應(yīng)變不變量；Di—定義材料的壓縮性；Cij—Rinvlin系數(shù)。本例中取N=1，以橡膠材料的單軸拉伸，單軸壓縮和平面剪切實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，并考慮到橡膠的不可壓縮性，輸入方程系數(shù)值：C01=0.36，C10=0.09，D1=0
注意事項(xiàng): 橡膠的特性錯(cuò)綜復(fù)雜，材料特性和幾何特性均呈非線(xiàn)性變化的。如果要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)模型中發(fā)生變形或應(yīng)變部分的行為，那么提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的范圍要涵蓋計(jì)算模型中可能會(huì)出現(xiàn)的變形狀態(tài)和應(yīng)變范圍。
5、加載求解
加載時(shí)，內(nèi)鋼筒的內(nèi)套固定，即UX=UY=UZ=0,將外鋼筒的最外層結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)系定義為柱坐標(biāo)系。在此柱坐標(biāo)系中施加扭轉(zhuǎn)載荷。
展開(kāi) 基于ANSA與ABAQUS的橡皮筋扭轉(zhuǎn)扇葉簡(jiǎn)單實(shí)例
基于ANSA與ABAQUS的橡皮筋扭轉(zhuǎn)扇葉簡(jiǎn)單實(shí)例
ABAQUS C30混凝土短柱扭轉(zhuǎn)仿真
最近做了混凝土短柱的扭轉(zhuǎn)案例，需要的可以下載。
Torsion column.rar
鋼材單向拉伸試驗(yàn)Abaqus模擬 附Abaqus詳細(xì)教程下載
目前二者均已內(nèi)嵌至Abaqus材料庫(kù)中，但后者需要在Abaqus/Explicit中進(jìn)行。
損傷演化
Abaqus提供了位移或能量演化路徑。位移可通過(guò)
乘以特征長(zhǎng)度計(jì)算，能量則需計(jì)算圖1中的面積
。演化方式則有線(xiàn)性、指數(shù)形式及分段非線(xiàn)性應(yīng)力-應(yīng)變發(fā)展關(guān)系。個(gè)人認(rèn)為指數(shù)關(guān)系比較貼近大部分延性金屬的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。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。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
常規(guī)金屬材性實(shí)驗(yàn)一般可以獲得三種數(shù)據(jù)：試驗(yàn)機(jī)荷載、試驗(yàn)機(jī)位移、引伸計(jì)測(cè)得的應(yīng)變。然而，引伸計(jì)一般在獲得后0.05應(yīng)變后便取下，這意味著獲得不到應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^(guò)程曲線(xiàn)。筆者的解決方法是，舍去彈性階段的試驗(yàn)機(jī)位移，利用塑性階段應(yīng)力相等與剛度相等原則處理位移數(shù)據(jù)，獲得塑性階段的應(yīng)變數(shù)據(jù)，再與引伸計(jì)應(yīng)變數(shù)據(jù)拼接，從而得到一條完整的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)。
下文以1.5mm鋼板的材性試驗(yàn)以例進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與有限元分析。
展開(kāi) 四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)的Abaqus仿真復(fù)現(xiàn) 附abaqus各版本安裝包下載
彎曲試驗(yàn)通常有三點(diǎn)彎曲和四點(diǎn)彎曲，一般三點(diǎn)彎曲為主。本文介紹四點(diǎn)狀態(tài)下的彎曲過(guò)程仿真。彎曲試驗(yàn)通常針對(duì)手機(jī)、電視鏡面、某些平面材料等一些結(jié)構(gòu)，研究其彎曲特性，對(duì)其跌落破碎等工況的模擬有非常重要的意義。
四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)裝置及過(guò)程如圖1所示。由于壓頭位置不同，有四點(diǎn)1/4彎曲、四點(diǎn)1/3彎曲的方式，這里以四點(diǎn)1/4彎曲為例，如圖2所示。
圖1 彎曲實(shí)驗(yàn)室示意圖
圖2 四點(diǎn)1/4彎曲示意圖
基于上述背景，我們?cè)?em>Abaqus中進(jìn)行建模，模型如圖3所示，其中壓頭及支撐作為剛體。
圖3 Abaqus仿真模型
這里我們建立一個(gè)顯式動(dòng)力學(xué)分析過(guò)程，輸入材料的彈性參數(shù)和應(yīng)力—應(yīng)變數(shù)據(jù)（如圖4所示），壓頭位置我們施加位移載荷，仿真時(shí)間0.2s，提交計(jì)算。
圖4 材料設(shè)置
最后仿真結(jié)果如圖5圖6所示。由于作者并未進(jìn)行所謂試驗(yàn)，所以嚴(yán)格來(lái)講題目不能叫復(fù)現(xiàn)，不過(guò)單純作為一個(gè)學(xué)習(xí)的案例還是可行的，供大家參考。
展開(kāi) ABAQUS熱力耦合分析(火災(zāi)試驗(yàn)模擬)
<p><strong>0、分析方法簡(jiǎn)介</strong></p><p><strong>順序熱力耦合—火災(zāi)試驗(yàn)最常用分析方法。</strong></p><p><strong>1、單位統(tǒng)一</strong></p><p>做熱力耦合，要統(tǒng)一好單位，不然很容易出錯(cuò)。</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/202006/imgs/13c531bcd602468dae83523073c6d0c5"></p><p><strong>2、時(shí)間單位</strong></p><p>時(shí)間單位用min和s，注意Stefan-Boltzmann常數(shù)、對(duì)流換熱系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)的換算。</p><p><strong>3、熱膨脹系數(shù)</strong></p><p>計(jì)算公式有2種，單位不一樣，注意單位的換算。
展開(kāi) Abaqus—擬靜力試驗(yàn)模擬的幾個(gè)點(diǎn)
捏縮可以通過(guò)加入鋼筋子程序?qū)崿F(xiàn)略微捏縮些，使用子程序需要安裝VS和IVF，并與ABAQUS關(guān)聯(lián)。
（2）鋼筋除了用Isotropic外，也可用Kinematic和Combined，對(duì)模擬結(jié)果有不同的影響。
（3）材料管理器里修改混凝土損傷因子時(shí)，有時(shí)候修改了，但是軟件卻沒(méi)改變，建議修改完本構(gòu)參數(shù)檢查一下。（個(gè)人感覺(jué)是軟件bug，不是我的軟件沒(méi)裝好）
（4）當(dāng)在材料管理器里，混凝土定義了5個(gè)以上的塑性損傷參數(shù)時(shí)，即便你參數(shù)正確，軟件也會(huì)一直報(bào)如下錯(cuò)誤。（個(gè)人測(cè)試）
DURING THE CONVERSION FROM CRUSHING TOPLASTIC STRAIN Abaqus FOUND NEGATIVE AND/OR DECREASING VALUES OF PLASTIC STRAINFOR MATERIAL MATERIAL-CONCRETE. VERIFY THAT THE DEGRADATION DATA UNDER *CONCRETECOMPRESSION DAMAGE IS CORRECT
2、Step設(shè)置
2.1、加載點(diǎn)設(shè)立set，在Create Histoty Output里輸出加載點(diǎn)的位移和力，從而繪制滯回曲線(xiàn)。（重要！！）
操作如下：
（1）首先在低周往復(fù)加載點(diǎn)處定義RP-1，將RP-1和加載面耦合。然后將RP-1定義為一個(gè)set（我定義的set名為DD）。
（2）點(diǎn)擊Create Histoty Output，Domain里選擇set，DD。
（3）計(jì)算完成后，在Create XY Data里點(diǎn)ODB histoty output（第一個(gè)），就有力和位移的數(shù)據(jù)了。點(diǎn)擊Plot可以繪圖，然后在Operate on XY data里可以用combine（X,X）繪制滯回曲線(xiàn)。
展開(kāi) Abaqus纖維復(fù)合材料雙面貼補(bǔ)修復(fù)拉伸試驗(yàn) ￥89
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Abaqus纖維復(fù)合材料雙面貼補(bǔ)修復(fù)拉伸試驗(yàn)，已實(shí)現(xiàn)層合板斷裂，且已解決網(wǎng)格畸變問(wèn)題，層間內(nèi)插cohesive單元，補(bǔ)片與母體間采用cohesive膠接，模型采用puck失效準(zhǔn)則
</div><p><br></p><p><br></p><p><br></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/202505/attachment/3c79dbb2e1564f81b7fcbd0812c393af.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
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展開(kāi) abaqus直剪試驗(yàn)數(shù)值模擬
abaqus直剪試驗(yàn)數(shù)值模擬 需要可以聯(lián)系千總
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基于ABAQUS的混凝土劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)值模擬
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abaqus飽和粘土的三軸試驗(yàn)
分析旨在模擬排水三軸試驗(yàn)；因此，它們可以在 Abaqus 中使用純位移元素運(yùn)行。
由于假定壓板是光滑的并且土壤是均質(zhì)的，因此在整個(gè)模型中應(yīng)力將是恒定的。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，忽略大位移效應(yīng)。
結(jié)果和討論
對(duì)于這兩種情況，初始?jí)簯?yīng)力都是通過(guò)初始條件給出的，并且包括初始地應(yīng)力步驟（“地應(yīng)力狀態(tài)”，Abaqus 分析用戶(hù)指南的第 6.8.2 節(jié)），其中將圍壓施加到試樣中。在具有初始應(yīng)力的土壤分析開(kāi)始時(shí)，Abaqus 會(huì)檢查指定的應(yīng)力是否不違反初始屈服面。如果是，則修改硬化值（上述屈服面定義中的 a）以使屈服面與應(yīng)力狀態(tài)一致。為了測(cè)試這部分代碼，在本示例中，當(dāng)使用“標(biāo)準(zhǔn)”Cam-clay 塑性理論時(shí)，初始應(yīng)力狀態(tài)位于初始屈服面內(nèi)，但它違反了具有給定初始過(guò)固結(jié)參數(shù) 的屈服準(zhǔn)則，當(dāng)使用“封頂”塑性理論。值的調(diào)整如圖3.2.4-2所示。
圖 3.2.4-2 三軸壓縮解的屈服面輪廓。
建議在土壤分析開(kāi)始時(shí)始終包括地應(yīng)力平衡程序，以確保初始規(guī)定的應(yīng)力狀態(tài)與初始載荷之間的兼容性。
排水三軸壓縮試驗(yàn)
在這種情況下，在分析的第二步期間，頂板向下移動(dòng)土壤樣品高度的一半。材料響應(yīng)如圖 3.2.4-3 所示。根據(jù)所使用的理論，隨著位移的增加，土體或多或少地逐漸屈服，直到達(dá)到臨界狀態(tài)（即，當(dāng) ：見(jiàn)圖 3.2.4-2）時(shí)，響應(yīng)完全是塑性的。“封頂”對(duì)材料響應(yīng)有很大影響：對(duì)于指定的載荷路徑（圖3.2.4–2中的線(xiàn)），“封頂”理論預(yù)測(cè)，在標(biāo)準(zhǔn)化垂直位移為0.18時(shí)將達(dá)到臨界狀態(tài)，而“封頂”理論為標(biāo)準(zhǔn)” Cam-clay 理論預(yù)測(cè)，直到土壤樣品的高度減少一半時(shí)，才會(huì)達(dá)到臨界狀態(tài)。需要強(qiáng)調(diào)的是，這些結(jié)果是在小位移假設(shè)下得到的；盡管應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)是準(zhǔn)確的，但載荷-位移響應(yīng)并不是因?yàn)閼?yīng)變遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出線(xiàn)性化應(yīng)變-位移關(guān)系的合理范圍。
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