Abaqus周期頻率的案例
〔abaqus〕頻率分析與復數頻率分析
頻率分析: natural frequency extraction 只能分析對稱的剛度矩陣和質量矩陣， 如果涉及到非對稱的剛度矩陣，質量矩陣，阻尼矩陣。 則必須要使用復數頻率分析。 complex eigenvalue extraction 在進行復數頻率分析之前，必須要先進行模態分析。
Abaqus三維周期性邊界和一般周期性邊界施加
針對ABAQUS周期性邊界手動施加繁瑣，復雜的問題，開發了兩款腳本文件，用于施加周期性邊界和一般周期性邊界。其中，周期性邊界的單元類型沒有任何限制；一般周期性邊界的單元類型需為四節點，如C3D4、C3D4R等。這兩款代碼，實現的效率比較高，對于節點數量在10W的模型，其需要的時間在1分鐘內（一般筆記本電腦）；計算結果合理，其測試模型為100mm*100mm*100mm的立方體，材料彈性模型為2.1e5MPa，泊松比為0.3，施加x向為5mm的拉伸位移，用周期性或一般周期性代碼進行施加邊界，具體如下圖所示。
作者QQ：2812468512
展開 Abaqus混凝土周期性邊界代表體單元插件：Random Sphere RVE 3D (Mesh) - AbyssFish ￥698
說明提醒
插件可運行在Windows8、10、11系統上，支持Abaqus6.14、Abaqus2017~2023版本。
插件需要注冊，售價為單機許可的價格，購買后請聯系微信：AbyssFish_LJR或QQ：1135122921獲取許可證。
Abaqus周期幅值曲線
在Abaqus的分析中，有時我們不能采用表格類型的幅值曲線定義載荷曲線，而需要采用周期幅值曲線。下面我們簡單介紹下Abaqus中的周期幅值曲線定義
Abaqus中是以傅里葉基數定義的周期幅值，如下公式：
對應于Abaqus中的定義參數如下：
當上面的參數都給出后，傅里葉基數就確定了，當然關于t的曲線也就確定了。當N不等于1的時候可以給多個A和B的值。例如：對于X=sint可以如下圖進行定義
abaqus模擬周期性邊界條件（單向纖維復材單胞） ￥19.89
本實驗在邊界上只有12個節點，總共添加了14個約束方程，但考慮到實際問題有很對對稱的節點，這時用這種手動添加的方法會非常麻煩，這種情況下需要編寫自動識別對應節點并添加周期性邊界的腳本。</p><p><br></p>
ABAQUS彈簧質量系統固有頻率求解
今天跟大家聊一聊我們在結構力學與結構動力學里面常見的一個計算公式——彈簧質量系統的固有頻率求解：
學過結構力學或者結構動力學的同學都知道我們系統的固有頻率求解，求解公式如下：
式中的f0即為固有頻率，k為系統的剛度（N/m），m為系統質量（kg）。
假定我們的模型如下所示：
那么由上我們可以計算出一個彈簧質量系統的固有頻率，如果我們的k=400N/m，m=10kg，那么通過上式可以計算得到我們的系統固有頻率為1.00658。由此建立我們的ABAQUS有限元模型如下：
1.建立一個點部件，坐標輸入（0，0，0）
2.鼠標左鍵長按1處圖標選擇通過偏移形成參考點，通過參考點RP偏移1000mm生成3處參考點
3.導入點部件進行裝配
4.在分析步模塊建立線性攝動求解類型，頻率求解分析步
5.采用Lanczos求解，頻率求解值設為1即可
6.在相互作用模塊對基準點建立參考點1，即RP-1
7.在上欄special中的彈簧模塊建立兩點之間的彈簧
8.設置彈簧剛度，在ABAQUS的mm制單位中剛度設置為0.4N/mm
9.在上欄special慣性與質量中設置RP-1的質量為0.01t
10.設置兩點的邊界條件，其中RP點6個自由度完全限制，RP-1點除圖中x方向自由度（即U1）其余自由度完全限制
11.無網格劃分操作，設置job，求解job得到結果
由上得到我們的結果，頻率為1.0066，與我們通過公式計算所得到的1.00658相差無幾，誤差很小。
以上就是我們今天關于彈簧質量系統的固有頻率求解的討論，謝謝大家！我是食詩吃詞！SSCC!
展開 abaqus簡單立方體胞元周期性邊界條件施加計算腳本源代碼 ￥39.9
<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，手動設置不僅繁瑣而且很容易出錯。根據文獻《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Python腳本，可以根據用戶提供的三維數組創建網格，并施加周期性邊界條件以及自動提交abaqus計算。在此提供程序的Python源代碼，和大家一起學習。代碼中重要語句都進行了注釋，對照參考文獻可以很好的理解周期性邊界條件施加過程及方法，代碼書寫不易，希望大家多多支持，共同進步。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202405/attachment/a0c6c582fbb144968943305041146d00.png" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202405/attachment/a0c6c582fbb144968943305041146d00.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202405/attachment/a0c6c582fbb144968943305041146d00.png?
展開 abaqus幅值中周期函數（傅里葉級數）的應用
最近系統具體的學習了相關幅值曲線的知識，分享一個周期函數的知識。附件有具體的傅里葉級數的講解。
ABAQUS交流群：1063594113
隨便在這吐槽一下：竟然有人把這種簡單的知識收費，也是厲害了！
周期信號的傅里葉級數.pdf
ABAQUS周期性邊界條件插件-EasyPBC1.4
EasyPBC is an ABAQUS CAE plugin developed to estimate the homogenised effective elastic properties of user created periodic (RVE).
各位有條件的同學可以去youtube上看一下作者的視頻，我不知道怎么下載，希望對各位的科研有所幫助
https://www.youtube.com/watch?v=pyZXvl3C6fI&pbjreload=101&ab_channel=SadikOmairey
https://www.youtube.com/channel/UCI2n0gg_4hFJ5XZ6eGG1yZA
EasyPBC V.1.4_5.zip
展開 Abaqus質量-彈簧-杠桿系統振動周期
在本教程中，我們將利用Abaqus軟件計算質量和彈簧系統的振動周期。我找了一個簡單點的模型，以便我們將Abaqus軟件的計算結果與理論計算結果進行比較。
問題描述如下，一根長1米的鋼桿繞O點鉸接，并通過兩個剛度系數為K和3K的彈簧在兩端連接。在此例中，我們以每秒10弧度的初始速度旋轉整個鋼棒，此模擬的目的是繪制隨時間變化的角位移圖并獲得旋轉周期。
建模過程如下：
首先我們需創建一根梁長度1m，將材料密度及截面參數調成與已知條件一致，即質量m=5.549kg；接下來需要創建兩端的彈簧，使用special spring/dashpot建立彈簧，注意左端彈簧剛度15000N/m，右端彈簧剛度為5000N/m；最后需要創建鉸接，這里可以使用connector來模擬，注意鉸點位置為0.25m處。
模型搭建過程
建立Dynamic， Implicit分析步，分析時長0.5s，為了較準確的捕捉運動狀態，設置固定增量步長0.001及歷時輸出連接器轉動位移UR1；設置梁的初始初始轉速10rad/s （考考大家最后的轉動的周期與初速度有關嗎？)。
結果
進行求解后，提取connector轉動角度曲線如圖。
轉動角度結果
如上圖所示，Abaqus軟件計算的結果可知系統周期為0.0925秒，如果我們用理論方程式和公式解決求解這個問題，同樣可以得到0.092s秒的周期（此處不進行推導，有興趣的同學可以試試哦）。可見，Abaqus求解的答案與理論結果完全一致。
轉自公眾號：ABAQUS仿真世界，歡迎關注！
展開 UGNX NASTRAN、ALGOR、ABAQUS求解頻率的比較
為了便于比較，對一個簡單的長立方體進行模態頻率分析。
采用同樣的參數，差別不大。UG和ALGOR的差別特別小。
模型stp格式：
blockstp.rar
密度：7.829e-09T/mm^3;
楊氏模量：206940MPa；
泊松比：0.288
模型大小：1000*100*100
一端完全固定，網格大小為10。
求前15階模態頻率。
基于ABAQUS的旋轉周期對稱結構振動仿真
ABAQUS是一款功能強大又方便操作的通用有限元仿真軟件。本文主要介紹ABAQUS在旋轉周期對稱結構仿真中的便捷性。在ABAQUS環境下，通常我們都對結構的強度和振動進行仿真時，都將整個結構模型進行網格劃分，然后進行整體分析。但對于一些結構如光盤、風扇、輪胎，甚至是汽輪機轉子等的旋轉周期對稱結構，我們則不必對整個模型進行建模，而是可以截取其中的一個扇區，將其作為計算模型，進行適當的設置便可進行整個模型的振動仿真。
以一個空心盤為例。如下圖所示：
若我們對這個模型進行強度與振動仿真，我們只需截取其中的一個扇區，如截取其中1/72（即5°）的扇區如下圖：
將其導出并劃分好網格，再導入ABAQUS中，設置旋轉周期對稱條件便能仿真整個盤的振動了。具體視頻操作見鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10169
在這給出視頻中的相應結果：
一階一節徑振型
一階二節徑振型
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展開 【推薦】一款ABAQUS施加周期性邊界條件的插件
mod=viewthread&tid=1081467&highlight=%E5%91%A8%E6%9C%9F%E6%80%A7%E8%BE%B9%E7%95%8C%E6%9D%A1%E4%BB%B6
周期性邊界條件在ABAQUS中的實現的思路就是在相對兩個面的對應節點之間建立約束關系（equation），從而使得兩個面的變形保持一致，實現應力和變形一致。
二、EasyPBC，A Simple ABAQUS Plug-in with Periodic Boundary Conditions
EasyPBC是由Sadik Omairey等人開發的簡單的ABAQUS施加周期性邊界條件的插件，插件開發者的官方描述如下：
EasyPBC is an open-source ABAQUS CAE interface plugin coded in python to estimate the effective elastic properties of a periodic representative volume element. The software allows the user to fully generate a part, mesh it, and use analysis data after calculating the homogenised properties all within ABAQUS CAE user interface without the need to use a third-party software.
展開 一款用于生成具有隨機球夾雜物的周期性復合單元的Abaqus插件------SpheroPAK3D
SpheroPAK3D一款適用于Abaqus快速生成球形夾雜和多孔材料的開源Abaqus插件，并施加周期性邊界條件，如拉伸，壓縮，簡單剪切等。基于該插件截面如圖：
支持定義球形夾雜或多空模型，支持孔洞或者球形直徑的定義，邊界條件的施加，以及對應的孔洞或球形夾雜的體積分數。運行后生成夾雜物和多空RVE模型如下：
生成的同時，該模型自動生成周期性邊界條件。值得注意的是由于結構的復雜通常使用的是自由網格劃分算法，該方案通常很難保證相對的兩側單元位置和數量一致，因此該插件使用表面元素 (SFM3D4) 進行網格劃分。通過表面元素與 RVE 單元表面綁定，以強制執行周期性邊界條件。這對于復雜模型使用周期性邊界提供了一個新奇的思路。
插件生成RVE模型的自由網格如圖：
雙層網格用于生曾周期性邊界：
使用Abaqus內置的普通彈塑性本構，施加20%的變形模擬的多孔模型變形（拉伸）后的位移和應力分布分別如圖所示。
相關插件下載鏈接：
https://github.com/YB-LIM/SpheroPAK3D
另外插件也上傳了知識星球，需要討論交流可以加入知識星球。加入知識星球鏈接（微信掃描即可）：
展開 Abaqus線性動力學 – 結構受力後共振頻率改變
前言：
先前的帖子有介紹藉由提取結構共振頻率來探討其動態特性，本次的主題也是跟共振頻率相關，主要介紹結構受力后共振頻率的改變。回到最基本的關係式，從單自由度系統我們知道，結構共振頻率不外乎與結構的質量及剛度矩陣有關，只要上述兩個項目有改變，就會直接影響結構共振頻率，最常見的就是考慮幾何非線性的情況下，受力后因為剛度矩陣改變而影響共振頻率。
模型說明：
本文欲探討電路板結構受力后共振頻率之改變，模型如下所示。
分析步設定：
建立分析步時，在Frequency前面加上Static, General靜態分析步，必須在求解共振頻率之前讓結構受力，才能觀察其共振頻率的改變，記得要勾選幾何非線性Nlgeom才能考慮大變形！
邊界條件：
提取共振頻率的分析步將電路板底部bracket完全固定，而在靜力分析不時，設定右邊bracket向右位移0.125單位。預期結構受拉力后共振頻率提高，這個概念可以聯想到吉他的弦，當弦拉得越緊，來回綁盪的頻率越高，相反則是屈曲，細長構件受壓到超過容許范圍將發生屈曲。因此，可以想像結構受拉力剛度提高、受壓力剛度降低。
結果檢核：
檢查最容易被激發動態效應的第一模態，結構共振頻率從102.15Hz提高到202.69Hz，符合前面的預期，結構受到拉力后，因為剛度提高造成共振頻率也提高。
后處理小技巧：
同時有Static, General及Frequency分析步時，撥放動畫會接連著撥，可以從后處理取消顯示特定的分析步，避免動態顯示跳來跳去。
更多線性動力相關教程請參考：
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15346
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