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解決橡膠大變形網(wǎng)格畸變,ABAQUS有絕招(上)
通過以上方法,便可以有效的解決大變形問題中網(wǎng)格畸變導(dǎo)致的計算不收斂問題,有關(guān)具體操作方法及細節(jié)問題,在《解決橡膠大變形網(wǎng)格畸變,ABAQUS有絕招(下)》中將做詳細介紹。
來源:有限元在線的博客,版權(quán)歸作者所有。
解決橡膠大變形網(wǎng)格畸變,ABAQUS有絕招(下)
在《解決橡膠大變形網(wǎng)格畸變,ABAQUS有絕招(上)》中介紹到,運用ABAQUS中的map solution功能和強大的前處理軟件ANSA以及ABAQUS/CAE聯(lián)合操作,可以實現(xiàn)大變形中由于網(wǎng)格畸變而導(dǎo)致的計算不收斂問題,本文將進一步介紹,map solution的實現(xiàn)方法和橡膠大變形實例的操作。
在上篇文章中講到,試樣被下壓30mm后進行重構(gòu)網(wǎng)格,之后導(dǎo)入ABAQUS/CAE中進行前處理的重新設(shè)置,最后將map solution命令寫入INP文件中,如下圖所示。
提取試樣頂部中間節(jié)點的載荷曲線可以看到,由于map solution的將節(jié)點應(yīng)力映射到新的網(wǎng)格上,兩個模型的載荷曲線基本達到首尾相連的狀態(tài),少量的誤差也是在可接受范圍之內(nèi)的,這樣就通過映射網(wǎng)格節(jié)點數(shù)據(jù)的方法,對畸變的網(wǎng)格進行重新劃分,使得模型能夠成功的完成整個下壓50mm的大變形過程。
變形后應(yīng)力云圖如下圖所示,可以看到,由于重構(gòu)了網(wǎng)格,橡膠的填充效果比較理想,并沒有出現(xiàn)大的畸變和因此導(dǎo)致的不收斂情況發(fā)生。
可見,對于大變形中的網(wǎng)格畸變問題,我們只要運用ABAQUS的map solution功能,并結(jié)合強大的前處理軟件ANSA以及ABAQUS/CAE聯(lián)合作用,便可以在網(wǎng)格發(fā)生畸變之前進行重構(gòu),并映射前一步結(jié)果,再通過重啟動分析使計算繼續(xù)的進行下去,使得網(wǎng)格畸變不再是影響大變形不收斂的限制性因素。
來源:有限元在線的博客,版權(quán)歸作者所有。
展開 Abaqus隨機單元刪除插件:Random Element Del - AbyssFish ¥268
說明提醒
插件可運行在Windows7、8、10、11系統(tǒng)上,支持Abaqus2018~2023及以上版本。
插件需要注冊,售價為單機許可的價格,購買后請聯(lián)系QQ:1135122921獲取許可證。
Abaqus單元刪除的一般方法
1.單元刪除的功能和目的:
有限元本身是基于連續(xù)介質(zhì)力學,這一理論就是物質(zhì)在空間域是連續(xù)的。通俗的說,就是物體劃分成單元后,單元一般是不會消失的。但是工程中有切削、斷裂、破壞的情況發(fā)生。為了模擬這些情況ABAQUS提供了單元失效功能。
2.ABAQUS中單元失效方法:
①單元直接刪除方法
這種方法可用來模擬基坑、隧道開挖導(dǎo)致的材料消失。關(guān)鍵就是在 key word 中加一行關(guān)鍵字 *MODEL CHANGE ,TYPE=ELEMENT, ROMOVE Set-1. Set-1為所定義的單元集合,這一集合需要事先定義。而這一關(guān)鍵字一般位于STEP后,用戶想在哪一步刪除單元,就在哪一步后添加。
需要注意的是,這種方法單元是直接刪除,容易造成總剛陣奇異,使結(jié)果不易收斂。改進的辦法就是引入溫度狀態(tài)變量,事先就是單元剛度減弱。
②單元損傷失效
首先此方法只能在explicit模塊下使用,這一方法本身是為了描述損傷對于材料剛度的影響。ABAQUS通過狀態(tài)變量的值來控制單元的刪除與否。具體來說就是:status=1,單元保留;status=0,單元刪除。損傷一般分為拉伸損傷和剪切損傷。對于剪切損傷而言,需要注意首先在property中選擇shear damage.其中的參數(shù)選擇視實際情況而定。定義損傷以后還要定義,damage evolution,一般的類型有displacement 和energy。一般選擇displacement。Softening則是控制著具體位移(能量)與損傷的對應(yīng)關(guān)系,見下圖:
接下來要輸入損傷為1的時候的塑性位移值,表達式為:
損傷率表達式為:
,即單元的塑性應(yīng)變乘單元特征長度大于你所規(guī)定的值時,單元失效。
③VUMAT
Vumat 方法最靈活,難度也最大。
展開 
Abaqus混凝土損傷單元刪除插件:CDED ¥398
插件介紹
AbyssFish CDED(Concrete Damage Element Deletion)插件可對載荷作用造成的混凝土損傷塑性模型(Concrete Damaged Plasticity,CDP)中失效單元進行刪除,以實現(xiàn)混凝土損傷開裂裂紋的模擬。
插件只針對混凝土損傷塑性(CDP)材料有效,不支持其他材料參數(shù)的損傷單元刪除,推薦采用EasyCDP或EasyCDP Mortar&ITZ插件建立混凝土損傷塑性模型。
插件僅支持“動力,顯式(Dynamic, Explicit)”分析步,暫不支持用于其他分析步類型。
插件支持二維及三維模型,且支持所有單元形狀,支持在一個模型中多種不同的CDP材料及多個部件(Part)。
插件中的參數(shù)Damage C及Damage T分別為判定失效單元的受壓損傷及拉伸損傷值,當單元的損傷值超過其中的任意一個設(shè)定參數(shù)時,單元將被刪除。
插件需要在提交作業(yè)的前一步進行使用,如果使用插件后對模型的其他內(nèi)容進行了更改,請在提交作業(yè)前再次使用插件進行混凝土損傷單元刪除的設(shè)置。
以下為同一模型在使用混凝土損傷單元刪除插件前后的結(jié)果對比。
說明提醒
該插件可在 Windows 10 和 Windows 11 系統(tǒng)上運行,支持 Abaqus 2019~2023版本。
插件需要注冊,注冊完成后即可永久使用。該插件為單機許可銷售模式,購買后請聯(lián)系我們以獲取許可證。
展開 abaqus單元刪除的一般方法(轉(zhuǎn)載)
我一般是選linear,用起來比較方便(其他的具體可以參考Abaqus Analysis User's Manual19.2.3),見圖1。接下來用戶就要輸入損傷最大為1的時候?qū)?yīng)的塑性位移值了 ,它的表達式為(見圖2)
這幾個參數(shù)的含義分別為塑性位移率,單元特征長度(我理解為單元長度),等效塑性應(yīng)變率。而損傷率采用(見圖3)
來控制。但損傷率之和達到1的時候,單元失效。說白了就是一個單元的塑性應(yīng)變稱與單元長度,大于你規(guī)定的數(shù)值時單元就失效了。
當然這只是談到了單元的失效,而具體的單元刪除還有一些小技巧。
1)技巧1,由于材料在計算過程中引入了一個狀態(tài)變量,所以在step下fieldoutput中材料參數(shù)選擇的時候,選上status。
2)在abaqus6.5中單元刪除好像不是默認顯示,所以需要在后處理中自行設(shè)置。具體設(shè)置的方法是在visualization下選擇狀態(tài)變量輸出,而后的點擊create display group,在彈出的對話框中選擇elements 與下面的set value。這時可以看到有一個位置讓你輸入min value與max value。由于刪除但與的狀態(tài)變量為0,所以在最小之中輸入0.1,而最大值大于1就可以了。
另外需要注意的是單元選擇不是選錯了,有一回我沒用explicit下的單元,結(jié)果在后處理當中就是沒有狀態(tài)變量。
以上為個人的經(jīng)驗,如果有什么問題也歡迎大家探討。
附件是本人做的一個小例子的inp很簡單,作為參考。
abaqus單元刪除的一般方法.pdf
Job-1.rar
展開 abaqus插件 快捷刪除零部件remove Instances ¥10
在Abaqus/CAE中,用戶無法直接在視口內(nèi)選擇實例以進行刪除或抑制操作,而必須通過模型樹進行選擇。這在處理大型裝配體時顯得尤為不便,尤其是當裝配體已經(jīng)導(dǎo)入且實例名稱高度相似時,整個過程不僅繁瑣,還極其耗時。
為了解決這一問題,開發(fā)了一款插件,成功突破了這一限制。該插件允許用戶直接在視口內(nèi)選擇實例,并結(jié)合拖動框以及Ctrl和Shift鍵的使用,極大地提高了操作效率。此外,插件還提供了反向選擇的功能,并支持抑制實例而非直接刪除,為用戶提供了更多靈活的操作選項。更值得一提的是,它還能自動清理在刪除實例后未被使用的部分,進一步優(yōu)化了模型管理。
借助視口選擇功能,用戶可以先利用顯示組工具減少視口內(nèi)顯示的實體數(shù)量。例如,在導(dǎo)入的文件中存在大量獨立的面和線零件,而您希望在Abaqus/CAE中將它們刪除時,只需執(zhí)行一次顯示組操作,即可隱藏所有不必要的單元格,并通過拖動框快速選擇并刪除視口中的所有剩余實例。
付費文件包含插件本體,插件安裝教程,插件使用教程。
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展開 【ABAQUS建模】復(fù)合材料失效與單元刪除-附cae文件
可以使用ABAQUS CAE中的“Composite Layup”功能來設(shè)置復(fù)合鋪層。
2.定義材料特性:
為纖維增強復(fù)合材料定義材料特性,包括纖維和基體的力學性質(zhì)(如彈性模量、剪切模量、屈服強度等)、失效準則和失效模型等。
3.分配載荷和邊界條件:
根據(jù)實際情況在模型中分配載荷和邊界條件。這些載荷和邊界條件可以包括約束、力、壓力或其他外部加載。
4.復(fù)合失效模擬過程中單元未被刪除的可能原因:
在復(fù)合材料失效模擬中,有時會發(fā)現(xiàn)一些單元未被刪除。這可能是由于網(wǎng)格劃分不合理或網(wǎng)格質(zhì)量不好導(dǎo)致的。建議檢查網(wǎng)格質(zhì)量并進行調(diào)整,確保合理的網(wǎng)格劃分。
5.后處理復(fù)合材料變形和失效結(jié)果:
完成失效模擬后,需要進行后處理以查看復(fù)合材料的變形和失效結(jié)果。可以使用ABAQUS CAE提供的后處理功能來可視化和分析模擬結(jié)果,例如查看復(fù)合材料的應(yīng)力、應(yīng)變分布、損傷演化和失效模式等。
以下是詳細的步驟和注意事項:
1.設(shè)置復(fù)合鋪層:
a. 在ABAQUS CAE中創(chuàng)建復(fù)合材料模型,并選擇適當?shù)膯卧愋停ɡ纾琒HELL181用于復(fù)合板)。
b. 使用"Part"工具創(chuàng)建復(fù)合鋪層的幾何形狀,設(shè)置纖維的方向和層數(shù)。
c. 定義每層中纖維和基體的材料性質(zhì),可以使用各向異性彈性參數(shù)定義纖維方向的彈性模量和剪切模量。
2.定義材料特性:
a. 選擇適當?shù)氖蕜t和失效模型,這取決于您希望模擬的復(fù)合材料失效行為。
b. 定義纖維和基體的彈性性質(zhì)、破壞準則和屈服準則。
c. 設(shè)置復(fù)合材料的損傷演化規(guī)律,如損傷變量與應(yīng)力、應(yīng)變之間的關(guān)系。
3.分配載荷和邊界條件
:
a.
展開 淺談Abaqus單元刪除的一般方法
淺談Abaqus單元刪除的一般方法.pdf
Abaqus任意模型實現(xiàn)單元刪除方法首發(fā)! ¥666
使用子程序法定義任意單元刪除準則,不受算法模型限制。
Abaqus運用Vusdfld實現(xiàn)自定義單元刪除
Abaqus運用Vusdfld實現(xiàn)自定義單元刪除
———公眾號‘CAE仿真實驗室’出品
Abaqus提供了幾種單元刪除的方法,如下表所示,單元刪除的本質(zhì)是讓單元喪失承受應(yīng)力的能力,使其對模型剛度沒有貢獻。在顯式分析中,可以利用*depvar,delete實現(xiàn)單元刪除,該方法是通過給單元設(shè)定一個狀態(tài)變量來控制單元是否刪除,當狀態(tài)變量為0時,單元刪除,狀態(tài)變量為1時,單元不刪除。今天就來介紹一些通過VUSDFLD子程序來自定義單元刪除準則的例子
1、例子
單軸拉伸樣條,左端固定,右端給定一個速度拉伸,假設(shè)當應(yīng)變超過0.02時,單元就失效,刪除單元。為了讓中間某些單元更快達到失效應(yīng)變,事先在式樣中間刪除幾個單元,使中間應(yīng)變更大。
定義材料模型時,設(shè)置Depvar和控制element deletion的狀態(tài)變量并設(shè)置User Defined Field.Vusdfld關(guān)鍵代碼如下,關(guān)于vusdfld用法參考之前有關(guān)usdfld的帖子。
2、結(jié)果
應(yīng)變結(jié)果如下,開始時應(yīng)變均勻增大,達到失效應(yīng)變后,中間單元應(yīng)變極劇增大,說明該單元基本沒有‘剛度’。
應(yīng)變云圖和應(yīng)變曲線
單元刪除后,單元仍然在,但是單元的應(yīng)力為0,右端拉力在失效前均勻增大,失效后,急劇下降,之后結(jié)果波動,此時結(jié)果已經(jīng)沒有意義~
應(yīng)力云圖和應(yīng)力曲線
3、結(jié)論
由上面結(jié)果可以看出,基本實現(xiàn)了單元刪除的功能,但是該例子較為簡單,用于復(fù)雜模型還沒有驗證。
展開 
Abaqus利用腳本命令進行復(fù)制和刪除
Abaqus利用腳本命令進行復(fù)制和刪除
Abaqus的大部分對象都能通過復(fù)制的方法來進行復(fù)制,復(fù)制對象的方法稱為copy constructors,一個copy constructors的格式如下:
ObjectName(name='name', objectToCopy=objectToBeCopied)
如下示例:
firstBolt = mdb.models['Metric'].Part(
name='boltPattern', dimensionality=THREE_D,
type=DEFORMABLE_BODY)
secondBolt = mdb.models['Metric'].Part(
name='newBoltPattern', objectToCopy=firstBolt)
復(fù)制創(chuàng)建的firstBolt,并命名為newBoltPattern。同樣的還可以在不同的models之間進行復(fù)制,如下:
firstBolt = mdb.models['Metric'].Part(
name='boltPattern', dimensionality=THREE_D,
type=DEFORMABLE_BODY)
secondBolt = mdb.models['SAE'].Part(
name='boltPattern', objectToCopy=firstBolt)
如下示例是復(fù)制一個section。
展開 ABAQUS混凝土損傷失效單元刪除插件:Concrete Damage Element Deletion ¥398
插件介紹
AbyssFish CDED(Concrete Damage Element Deletion)插件旨在實現(xiàn)混凝土損傷塑性(Concrete Damage Plasticity, CDP)材料模型中的失效單元自動刪除功能,從而精確模擬混凝土損傷開裂行為。
該插件僅適用于“動力,顯式(Dynamic, Explicit)”分析步,且僅對混凝土損傷塑性(CDP)材料有效,不支持其他材料模型的損傷單元刪除功能。建議用戶采用EasyCDP或EasyCDP Mortar&ITZ插件以構(gòu)建混凝土損傷塑性模型。
本插件兼容二維(2D)與三維(3D)模型,支持所有單元類型,并允許多種CDP材料在同一模型中的應(yīng)用,包括多個部件(Part)或單個部件內(nèi)不同材料的組合配置。
插件中定義的參數(shù)“Damage C”與“Damage T”分別表征混凝土單元的受壓損傷度與拉伸損傷度。當單元的損傷值超過任一預(yù)設(shè)閾值時,該單元將被自動刪除。
該插件應(yīng)在提交分析作業(yè)前的最后一步應(yīng)用。若在應(yīng)用插件后對模型進行了任何修改,需在提交作業(yè)前重新運行插件以更新混凝土損傷單元刪除的設(shè)置。
說明提醒
該插件可在 Windows 10 和 Windows 11 系統(tǒng)上運行,支持 Abaqus 2024及以上版本。低版本Abaqus CDED插件請查看:
Abaqus 2019~2023 CDED Plug-in
插件需要注冊,注冊完成后即可永久使用。該插件為單機許可銷售模式,購買后請聯(lián)系我們以獲取許可證。
展開 基于ABAQUS的超高性能混凝土UHPC單元失效刪除仿真模擬
利用關(guān)鍵詞*Concrete failure來實現(xiàn),UHPC混凝土單元失效刪除的仿真模擬
目前只能通過動態(tài)顯式求解來定義關(guān)鍵詞
*Concrete failure,type=strain(或displacement)
拉伸開裂應(yīng)變(或位移),壓縮非彈性應(yīng)變,拉伸損傷值,壓縮損傷值
把上面兩行編輯好的關(guān)鍵詞,放到CDP本構(gòu)模型后面,如果在GUI界面定義編輯關(guān)鍵詞后,一定要去再次檢查定義的位置,否則很容易出現(xiàn)竄行,求解提示inp文件出錯。
個人建議:最好是輸出inp后,再次進行編輯,通過job模塊提交編輯后的inp更為方便。
受壓損傷云圖1
受壓損傷云圖2
受壓損傷云圖3-開始出現(xiàn)單元失效刪除
受壓損傷云圖3-斜剪破壞
最終破壞云圖
軸心受拉開裂
中間出現(xiàn)單元失效刪除
中間單元全部失效刪除
剛度退化
剛度退化因子
荷載位移曲線
展開 ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構(gòu)機掘進巖石破碎模擬(單元刪除技術(shù)) ¥66.67
盾構(gòu)機掘進時的巖石破碎模擬(含單元刪除技術(shù))
采用顯示動力學:
盾構(gòu)機刀盤模擬為剛體,在轉(zhuǎn)動掘進的過程中破碎巖石。在巖石達到破碎應(yīng)力后,采用單元刪除技術(shù)刪除掉已破碎的巖石單元。
模型概況:
模型的建立及邊界條件的設(shè)置
模型的網(wǎng)格劃分
模擬的結(jié)果:
掘進時的動態(tài)效果
模擬后的結(jié)果
隱藏掉盾構(gòu)機刀盤后巖石破碎時的應(yīng)力分布
隱藏掉盾構(gòu)機刀盤后巖石破碎時的等效塑性應(yīng)變分布