abaqus 平面剛架
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus 平面剛架的視頻教程
基于abaqus的梁單元單跨3層鋼筋混凝土平面框架和單跨兩層平面鋼框架滯回分析
本課程主要是基于利用abaqus中的梁單元對單跨3層鋼筋混凝土框架以及單跨兩層鋼框架進行了滯回分析。采用梁單元時，子程序以及利用*rebar關鍵字對工字鋼和鋼筋進行纖維離散。
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ABAQUS草圖平面轉換方法
ABAQUS默認的sketch草圖基準平面為XY平面，在后期assembly的時候，可能需要不停的對模型進行旋轉等操作，很麻煩。 本案例在于從草圖解決基準面問題，可方便快捷實現草圖基準面變換！ 本案例僅供學習交流使用，謝謝！
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Abaqus中基于3D云圖快速建立2D平面圖
詳細講解了如何利用Abaqus仿真得到的原始3D云圖快速建立指定區域的2D平面圖，處理效果可直接用于論文和報告等的撰寫上。視頻講解包括全部的處理步驟，可達到即學即用的效果。
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abaqus 平面剛架的實例教程
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計算結果的撓度曲線
平面梁單元的說明
局部坐標和整體坐標變換的圖示
剛架：由梁和柱組成的結構，各桿件主要受彎，剛架的結點主要是剛結點。剛架強調的是結構的剛度，不一定是鋼結構。
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，截面形狀工字鋼。
設置一個分析步，打開幾何非線性，初始增量步設為0.001，無需定義相互作用，底端完全固定，左端中心施加200mm的位移。網格全局尺寸為600，采用B31兩結點空間線性梁單元。
由于工字形截面有不同的積分點位置，默認為底部翼緣的左邊，導致顯示的受力云圖不對稱，需在結果選項卡中設置截面點-包絡，只顯示每個截面的最大應力。
應力云圖不對稱
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在200mm位移時，受到267.486KN的力。
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在101.975mm位移時，受到232.295Mpa應力，即將達到屈服應力235Mpa。
案例二：桁架單元網架分析
選取桁架單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，桁架單元截面形狀為圓形，這里選擇直徑為100mm，壁厚為3mm，計算截面積為914.203。
展開 剛架：由梁和柱組成的結構，各桿件主要受彎，剛架的結點主要是剛結點。剛架強調的是結構的剛度，不一定是鋼結構。
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，截面形狀工字鋼。
設置一個分析步，打開幾何非線性，初始增量步設為0.001，無需定義相互作用，底端完全固定，左端中心施加200mm的位移。網格全局尺寸為600，采用B31兩結點空間線性梁單元。
由于工字形截面有不同的積分點位置，默認為底部翼緣的左邊，導致顯示的受力云圖不對稱，需在結果選項卡中設置截面點-包絡，只顯示每個截面的最大應力。
應力云圖不對稱
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在200mm位移時，受到267.486KN的力。
繪制左端中心結點的位移-力曲線，查看數據表可見在101.975mm位移時，受到232.295Mpa應力，即將達到屈服應力235Mpa。
案例二：桁架單元網架分析
選取桁架單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比0.3，屈服應力235，塑性應變0，量綱選取mm級，桁架單元截面形狀為圓形，這里選擇直徑為100mm，壁厚為3mm，計算截面積為914.203。
展開 5 相對歐拉角計算
利用計算絕對歐拉角時得到的坐標系文件，計算平面變形相對歐拉角，如下圖所示，計算平面2相當于平面1、平面3相對與平面1的相對歐拉角。
計算結果如下圖所示。
6 小結
上述軟件用的算法申請了發明專利，軟件申請了軟著。CAE工程師，也可以自制軟件工具，解決重復性、復雜性數據處理等工作痛點。
2021年8月24日于西昌衛星發射中心
利用ABAQUS自定義單元子程序，既可以開發新的單元，同時也可以定義新的材料本構模型。本文以損傷模型簡單應用于4節點平面單元為案例，介紹ABAQUS UEL的開發和使用。
如上圖所示，該單元包含4個節點，每個節點有兩個自由度，分別在水平（X）和垂直（Y）方向運動。節點1的兩個自由度被固定，節點4的水平自由度被固定，節點2的垂直自由度被固定。節點3和節點4在垂直方向上向上運動，位移為0.1mm。該正方形單元的邊長為100mm。在input文件里，坐標表示為，
定義節點組合與邊界條件為，
為了讓模型收斂性更好，采用quasi-newton 求解器。時間步設置為，
在文件夾中通過Powershell提交job和子程序，
單個單元的變形為，
采用不同的 ??
，在后處理中得到損傷因子的變化，
相對應的力-時間關系為，
對于多個單元的情況，比如9單元組成的模型，
具體介紹見知乎：ABAQUS UEL - 損傷材料本構簡單應用于4節點平面單元 - 知乎 (zhihu.com)
相對應的UEL代碼和input文件在付費內容中，
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可以輸出umat接口中的變量coords進行查看
write(*,"(A,I4)") "npt = ", npt
write(*,"(A,3ES16.8)") "coords = ", coords
結果為：
npt = 1
coords = -5.77350269E-01 -5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 2
傳統損傷模型對于單元的尺寸十分敏感，不同單元尺寸會導致有限元模型精度出現明顯偏差。針對該問題，梯度損傷（Gradient-damage）模型的概念被提了出來。
本文詳細介紹了如何將梯度損傷模型應用于4節點平面單元，并在有限元模型中進行模擬。
ABAQUS提供了UEL（user defined element）給使用者進行開發。筆者利用UEL開發4節點平面單元，其邊界條件如下圖所示。其中，節點
利用ABAQUS自定義單元子程序，既可以開發新的單元，同時也可以定義新的材料本構模型。本文以損傷模型簡單應用于4節點平面單元為案例，介紹ABAQUS UEL的開發和使用。
如上圖所示，該單元包含4個節點，每個節點有兩個自由度，分別在水平（X）和垂直（Y）方向運動。節點1的兩個自由度被固定，節點4的水平自由度被固定，節點2的垂直自由度被固定。節點3和節點4在垂直方向上向上運動，位移為0.1mm
SolidWorks平面模型導入ABAQUS建立軸對稱模型
作為ABAQUS端，其軸對稱模型要求外部CAD輸入為平面區域的截面，并且要求所有截面圖形放置在對稱軸右邊。
SolidWorks曲面特征工具提供了平面區域建模能力，并且可以在一個零件文件建立多個平面區域，當導入到ABAQUS時，可以作為多個零件的裝配進行導入（而不需要每個平面域建立單個零件去一個一個的導入，從而節省大量時間
在剛體運動學、飛機飛行、衛星姿態等領域，歐拉角是一個非常重要的概念和控制參數。
通俗講，一個直角坐標系Sys-1，繞自己的X、Y、Z坐標軸依次轉動一個角度，變為坐標系Sys-2，則轉動的角度為歐拉角。歐拉角的值與轉動順序相關，例如從Sys-1轉到Sys-2，轉序X→Y→Z與轉序Z→X→Y的歐拉角通常不同。因此，講歐拉角時必須明確轉序。除了繞3個軸轉的歐拉角，還有繞2個軸轉的歐拉角，例如轉序
剛架：由梁和柱組成的結構，各桿件主要受彎，剛架的結點主要是剛結點。剛架強調的是結構的剛度，不一定是鋼結構。
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比
剛架：由梁和柱組成的結構，各桿件主要受彎，剛架的結點主要是剛結點。剛架強調的是結構的剛度，不一定是鋼結構。
桁架：一種由桿件彼此在兩端用鉸鏈連接而成的結構。桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節省材料，減輕自重和增大剛度。
案例一：三維鋼框架模型分析
選取梁單元創建部件，材料為鋼材，密度7.85E-09，楊氏模量206000，泊松比
Barlat在2003年提出了專門針對平面應力問題的各向異性屈服準則，該屈服準則對于各向異性材料具有很高的精度，得到了廣泛的應用。
YLD2000-2D屈服面示意圖
Yld2000-2d屈服準則由下式給出
其中
矩陣X′和X″的元素分別由柯西應力的下列線性變換獲得
L′和L″的分量由下式求得
積分算法采用徑向返回算法，該方法是穩健和精確的。
在鋁合金的二位正交切削仿真中，不同的平面應力應變厚度的對切削力的影響結果
以上為設定值為1的情況
<p>結構在遭遇偶然突發事件后， 不可避免的會導致結構局部破壞或者損傷， 如果剩余結構不能有效的承擔結構初始破壞和損傷造成的內力變化， 剩余結構就會發生進一步破壞， 造成多米諾骨牌式的連鎖反應，從而造成大范圍嚴重破壞乃至倒塌，這就是通常所說的連續倒塌。附件中只有一個cae有限元模型。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/201905/597ca43812cb414e98ab1fd96e276a82
