abaqus設(shè)置彈簧單元的案例
HyperWorks（Hypermesh）+Abaqus彈簧單元（spring）創(chuàng)建及設(shè)置方法 ￥9.9
<p> 彈簧單元有3種類(lèi)型：接地彈簧（spring1）、兩結(jié)點(diǎn)彈簧（spring2）、軸向彈簧（springA）。</p><p> <strong>spring1</strong>，接地彈簧，一個(gè)結(jié)點(diǎn)在大地上，只需定義另一個(gè)結(jié)點(diǎn)；需要定義彈簧力的方向。</p><p> <strong> spring2</strong>，兩結(jié)點(diǎn)彈簧，需要定義彈簧力的方向。</p><p> <strong> springA</strong>，軸向彈簧，不需要定義彈簧力的方向，由兩結(jié)點(diǎn)的連線方向確定。</p><p> 常使用springA彈簧單元。</p><p><br></p><p> 本案例分別介紹<u>HyperWorks（Hypermesh）</u>和<u>Abaqus</u>中彈簧單元springA和spring2的創(chuàng)建及設(shè)置方法（spring1可參照設(shè)置）。</p><p> 以圖文方式詳細(xì)描述每一步需要填寫(xiě)的內(nèi)容及釋義，通過(guò)本使用教程，您將可以按教程詳細(xì)步驟一步步設(shè)置彈簧單元spring，即便是小白也能快速上手使用。</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p>
展開(kāi) ABAQUS讀懂彈簧/非線性彈簧單元——“小而精”的Spring element
采用臨近點(diǎn)匹配算法可以快速建立網(wǎng)格不一致節(jié)點(diǎn)間的彈簧，大大提高建模效率。</p><p><br></p><p>2. 界面很卡怎么辦</p><p>對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的粘結(jié)滑移設(shè)置，在使用完粘結(jié)滑移插件后可能出現(xiàn)CAE操作界面卡死的情況，可以通過(guò)INP文件操作后直接提交job文件即可。</p><p><br></p><p>3. 有無(wú)二次開(kāi)發(fā)入口</p><p>spring單元在Abaqus中無(wú)直接二次開(kāi)發(fā)入口。但由于其仍為單元范疇，用戶可通過(guò)開(kāi)發(fā)UEL或VUEL代替。</p><p><br></p><p>4. 與連接器單元的區(qū)別</p><p>實(shí)際上，連接器單元的功能更多，應(yīng)用更廣泛。但由于其塑性特性，收斂相對(duì)更難。但是連接器單元可以用于顯式分析步，這是SPRING2單元應(yīng)用受限的最大原因。后期喵星人也會(huì)單獨(dú)講解一期連接器單元，大家敬請(qǐng)期待！</p><p class="ql-align-center"><strong>結(jié)語(yǔ)</strong></p><p><span style="background-color: rgba(0, 0, 0, 0);">無(wú)論是彈簧或者非線性彈簧，其操作應(yīng)用與一般的單元都有一定的差異，今天喵星人結(jié)合用戶手冊(cè)和項(xiàng)目經(jīng)歷帶大家梳理了一遍要點(diǎn)，讓“小而精”的Spring element不再雞肋</span>。</p>
展開(kāi) ABAQUS 彈簧單元的應(yīng)用
只有彈簧約束是不夠的，最上面圓盤(pán)會(huì)發(fā)生移動(dòng)，因此要給最上面的圓盤(pán)添加 x，y 方向的位移約束。但是對(duì)于最下面的圓盤(pán)來(lái)說(shuō)，如果采用新局部坐標(biāo)系下自由度為 1 的接地彈簧，則需要約束住 x，y 方向的位移，如果采用全局坐標(biāo)系下自由度為 3 的接地彈簧機(jī)，則不需要任何約束，三個(gè)方向的彈簧就相當(dāng)于一種約束了，我計(jì)算的兩種設(shè)置的分析結(jié)果是一樣的，大家可以試試。
下面劃分網(wǎng)格，設(shè)全局大小為 0.2,（或者自己設(shè)定你想要的精度），我選的 sweep 方法，S4R單元，最后 mesh 一下即可
最后，建立一個(gè) job，提交，ok。
查看結(jié)果：
可以看到，最上面的圓盤(pán)向下壓縮，底部的圓盤(pán)也有微小變形。你可以使用動(dòng)畫(huà)來(lái)觀察動(dòng)態(tài)結(jié)果，看著彈簧向下壓縮還是挺好玩的
展開(kāi) ABAQUS彈簧單元應(yīng)用實(shí)例
建好后，用partition命令分割成如下圖所示，這樣比較好加彈簧，網(wǎng)格劃分也會(huì)更規(guī)則。兩個(gè)圓盤(pán)平行，相距5m，用彈簧單元連接。
如圖所示，上面的圓盤(pán)受壓，與下面的圓盤(pán)通過(guò)彈簧連接。下面的圓盤(pán)用接地彈簧約束住。這個(gè)例子可以很好的幫助初學(xué)者理解彈簧的使用方法和原理，具體操作步驟見(jiàn)pdf文件，命令流見(jiàn)inp文件。
ABAQUS彈簧單元應(yīng)用實(shí)例.pdf
Job-1.rar
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
技術(shù)鄰?fù)扑]：
Abaqus 中創(chuàng)建零厚度cohesive單元的幾種方法
ABAQUS焊接模擬-移動(dòng)熱源（DFLUX）-平板對(duì)接不帶生死單元圖文介紹
鋼管混凝土落錘實(shí)驗(yàn)?zāi)M
展開(kāi) 
ABAQUS中添加非線性彈簧單元 ￥120
ABAQUS中添加非線性彈簧單元
abaqus實(shí)體-梁單元，實(shí)體-實(shí)體單元，梁-梁單元鉸接設(shè)置
使用多點(diǎn)約束MPC，實(shí)現(xiàn)實(shí)體-梁單元，實(shí)體-實(shí)體單元，梁-梁單元鉸接如何設(shè)置，實(shí)體單元梁彎矩曲線怎么提取？可下載附件，也可觀看視頻。
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15810?nagivator=course
abaqus實(shí)體-梁單元，實(shí)體-實(shí)體單元，梁-梁單元鉸接設(shè)置.rar
基于Hyperworks+ABAQUS彈簧單元（spring2）的創(chuàng)建及靜力學(xué)分析 ￥35
彈簧單元是ABAQUS的特殊功能單元，可以直接定義結(jié)點(diǎn)受到的力與結(jié)點(diǎn)（相對(duì)）位移的關(guān)系，所以彈簧單元可以方便的表達(dá)一些界面接觸特性。彈簧的種類(lèi)：按照本構(gòu)分，彈簧單元可分為線性（linear）彈簧和非線性（nonlinear）彈簧。按照彈簧力的方向及彈簧幾何特點(diǎn)，又可以分為接地彈簧（spring1），兩結(jié)點(diǎn)彈簧（spring2），軸向彈簧（springa）。
線性（linear）彈簧可以通過(guò)CAE定義，非線性（nonlinear）彈簧則需要修改或者寫(xiě)inp 文件。spring1，接地彈簧，該彈簧的一個(gè)結(jié)點(diǎn)（隱含的，不需要定義）是不動(dòng)的，另一個(gè)結(jié)點(diǎn)定義在我們需要約束的節(jié)點(diǎn)上。彈簧力的方向，即被約束自由度方向，需要我們定義，既可以在整體坐標(biāo)系下定義，又可以在結(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系下定義（查看orientation）。
spring2，兩結(jié)點(diǎn)彈簧，彈簧力的方向同上。
springa，軸向彈簧，彈簧力的方向由兩結(jié)點(diǎn)的連線方向確定。
另外注意：spring1，spring2可以約束轉(zhuǎn)角自由度，即抗扭彈簧，而springa不可以。
本案例講述的是如何在Hyperworks的ABAQUS模塊中創(chuàng)建spring2（兩結(jié)點(diǎn)彈簧，彈簧力的方向同上。），后面有時(shí)間將陸續(xù)在后續(xù)案例中講述如何在Hyperworks+ABAQUS中創(chuàng)建spring1（接地彈簧）及springa（軸向彈簧）。
彈簧變形動(dòng)畫(huà)
ABAQUS中有限元分析結(jié)果
展開(kāi) 基于Hyperworks+ABAQUS彈簧單元（springa）的創(chuàng)建及靜力學(xué)分析 ￥35
彈簧單元是ABAQUS的特殊功能單元，可以直接定義結(jié)點(diǎn)受到的力與結(jié)點(diǎn)（相對(duì)）位移的關(guān)系，所以彈簧單元可以方便的表達(dá)一些界面接觸特性。彈簧的種類(lèi)：按照本構(gòu)分，彈簧單元可分為線性（linear）彈簧和非線性（nonlinear）彈簧。按照彈簧力的方向及彈簧幾何特點(diǎn)，又可以分為接地彈簧（spring1），兩結(jié)點(diǎn)彈簧（spring2），軸向彈簧（springa）。
線性（linear）彈簧可以通過(guò)CAE定義，非線性（nonlinear）彈簧則需要修改或者寫(xiě)inp 文件。spring1，接地彈簧，該彈簧的一個(gè)結(jié)點(diǎn)（隱含的，不需要定義）是不動(dòng)的，另一個(gè)結(jié)點(diǎn)定義在我們需要約束的節(jié)點(diǎn)上。彈簧力的方向，即被約束自由度方向，需要我們定義，既可以在整體坐標(biāo)系下定義，又可以在結(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系下定義（查看orientation）。
spring2，兩結(jié)點(diǎn)彈簧，彈簧力的方向同上。
springa，軸向彈簧，彈簧力的方向由兩結(jié)點(diǎn)的連線方向確定。
另外注意：spring1，spring2可以約束轉(zhuǎn)角自由度，即抗扭彈簧，而springa不可以。
本案例講述的是如何在Hyperworks的ABAQUS模塊中創(chuàng)建springa（軸向彈簧）。
彈簧變形動(dòng)畫(huà)
ABAQUS中有限元分析結(jié)果
展開(kāi) 基于ABAQUS彈簧單元（springa+spring1）的創(chuàng)建及靜力學(xué)分析 ￥40
彈簧單元是ABAQUS的特殊功能單元，可以直接定義結(jié)點(diǎn)受到的力與結(jié)點(diǎn)（相對(duì)）位移的關(guān)系，所以彈簧單元可以方便的表達(dá)一些界面接觸特性。彈簧的種類(lèi)：按照本構(gòu)分，彈簧單元可分為線性（linear）彈簧和非線性（nonlinear）彈簧。按照彈簧力的方向及彈簧幾何特點(diǎn)，又可以分為接地彈簧（spring1），兩結(jié)點(diǎn)彈簧（spring2），軸向彈簧（springa）。
線性（linear）彈簧可以通過(guò)CAE定義，非線性（nonlinear）彈簧則需要修改或者寫(xiě)inp 文件。spring1，接地彈簧，該彈簧的一個(gè)結(jié)點(diǎn)（隱含的，不需要定義）是不動(dòng)的，另一個(gè)結(jié)點(diǎn)定義在我們需要約束的節(jié)點(diǎn)上。彈簧力的方向，即被約束自由度方向，需要我們定義，既可以在整體坐標(biāo)系下定義，又可以在結(jié)點(diǎn)局部坐標(biāo)系下定義（查看orientation）。
spring2，兩結(jié)點(diǎn)彈簧，彈簧力的方向同上。
springa，軸向彈簧，彈簧力的方向由兩結(jié)點(diǎn)的連線方向確定。
另外注意：spring1，spring2可以約束轉(zhuǎn)角自由度，即抗扭彈簧，而springa不可以。
本案例主要講述如何在ABAQUS中創(chuàng)建接地彈簧（spring1）、軸向彈簧（springa）。購(gòu)買(mǎi)本案例的朋友附件中同時(shí)贈(zèng)送了非線性接地彈簧的創(chuàng)建模型。
彈簧變形動(dòng)畫(huà)
ABAQUS中spinga彈簧及接地彈簧的創(chuàng)建
ABAQUS中有限元分析結(jié)果
展開(kāi) (一維彈簧單元的直接剛度方法)Python編程和ABAQUS結(jié)果對(duì)比
在學(xué)習(xí)《有限元方法基礎(chǔ)教程》過(guò)程中，通過(guò)自己編程實(shí)現(xiàn)有限單元法的數(shù)值解答，加深對(duì)理論的理解。這個(gè)在我去年的時(shí)候就已經(jīng)發(fā)過(guò)帖子了，但是沒(méi)有講解代碼，沒(méi)有和ABAQUS有限元軟件對(duì)比。這次發(fā)帖子就是想講解代碼以及和ABAQUS結(jié)果對(duì)比，發(fā)現(xiàn)我又更深層次理解了有限元方法。
這次寫(xiě)得是最簡(jiǎn)單的模型：一維線彈簧單元。采用的是直接剛度法求解。
直接剛度法的求解思路如下所示，其中粉紅色的是輸入，淡藍(lán)色是輸出。主要是要區(qū)分齊次邊界條件和非齊次邊界條件，非齊次邊界條件的話就要修改【F】。
下面將貼出我用python寫(xiě)得一維彈簧單元的直接剛度法：
例子計(jì)算：
如圖是一個(gè)彈簧系統(tǒng)，單元節(jié)點(diǎn)信息如下，5節(jié)點(diǎn)受到一個(gè)強(qiáng)制位移20mm，明顯這是一個(gè)非齊次邊界條件問(wèn)題。
Python編程輸入信息如下：
結(jié)果如下：
可以看到，輸出結(jié)果和書(shū)上的答案一致。
下面進(jìn)行ABAQUS模擬：
添加彈簧單元
添加邊界條件
顯示單元編號(hào)、節(jié)點(diǎn)編號(hào)如下所示，紅色表示單元編號(hào)，黃色是節(jié)點(diǎn)編號(hào)
ABAQUS計(jì)算結(jié)果如下：
首先是變形圖前后對(duì)比
反力云圖如下所示，基本和直接剛度法計(jì)算的結(jié)果一致
位移云圖如下所示，基本和直接剛度法計(jì)算的結(jié)果一致
整體剛度矩陣如下所示，因?yàn)?em>ABAQUS彈簧單元是三維的，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)自由度，15x15，原味的剛度矩陣如下
我們把剛度矩陣轉(zhuǎn)化為一維的，方便和編程的結(jié)果對(duì)比
從結(jié)果可以看出，ABAQUS的整體剛度矩陣和直接剛度法計(jì)算出來(lái)的整體剛度矩陣有些差異，如圖標(biāo)紅的所示。
那么在整體剛度矩陣上為什么ABAQUS會(huì)和直接剛度法的整體剛度矩陣有差異呢，到底ABAQUS的整體剛度矩陣對(duì)不對(duì)呢？答案將在下一期揭曉。歡迎大家積極討論。
展開(kāi) 續(xù)集(一維彈簧單元的直接剛度方法)Python編程和ABAQUS結(jié)果對(duì)比
上一個(gè)帖子鏈接：(一維彈簧單元的直接剛度方法)Python編程和ABAQUS結(jié)果對(duì)比
上一個(gè)帖子我們對(duì)比了基于直接剛度法來(lái)求解得到一維彈簧單元的剛度矩陣和ABAQUS提取出來(lái)的不太一樣。
今天我來(lái)詳細(xì)講一下其中的原理。
例子：還是上一個(gè)帖子的例子，它是一個(gè)非齊次邊界條件的單自由度彈簧系統(tǒng)。
我們知道這個(gè)公式:
在整個(gè)系統(tǒng)來(lái)看，此時(shí)
所以我們可以寫(xiě)出
***注意一下，這里的剛度矩陣 [k] 的行列式 |K| =0, 是沒(méi)有逆矩陣的。
現(xiàn)在我們的目的是想求出U2,U3,U4 這三個(gè)位置位移，我們改寫(xiě)一下這個(gè)線性方程組
然后移項(xiàng)化簡(jiǎn)
這時(shí)，我們可以刪掉U=0的行，以及對(duì)應(yīng)的 [K] 中的列
整理一下
再把求得的位移反帶入公式中
這個(gè)是解線性方程組的直接解法，利用了矩陣的變換，結(jié)果是精確解。在過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，原來(lái)不可逆的【K】矩陣經(jīng)過(guò)刪除行列之后變成了可逆的矩陣。
然而在ABAQUS中，不是這樣處理的。
在這一步的時(shí)候，我們的解法已經(jīng)介紹。然而，ABAQUS 運(yùn)用了補(bǔ)償法這一巧妙的解法。在邊界的節(jié)點(diǎn)上補(bǔ)償一個(gè)剛度為kb的彈簧，其中Kb為大剛度系數(shù)，具體在公式中體現(xiàn)如下
不用懷疑，理論來(lái)講，方程組中的未知數(shù)U2,U3,U4,F1x,F5x的結(jié)果沒(méi)變。這個(gè)時(shí)候【K】的行列式|K|≠0，于是【K】有逆矩陣，我們可以直接通過(guò)解矩陣方法求解位置向量{U}，
在這里就要注意了，假設(shè)我們?cè)O(shè)Kb = 10^36 N/mm ，我們可以忽略F1x和F5x，所以求得的解都是近似解，解的精確程度取決于Kb取值的大小，Kb越大，結(jié)果越精確。
此時(shí)再把{U}反帶入
求得{F}。
展開(kāi) 
單自由度彈簧振子abaqus的實(shí)例設(shè)置，初始條件為初速度。
彈簧振子的振動(dòng)是我們?cè)趯W(xué)習(xí)工作振動(dòng)力學(xué)和可靠性理論中最簡(jiǎn)單，最基礎(chǔ)的單元，掌握其理論基礎(chǔ)，并用abaqus仿真。
現(xiàn)將實(shí)例概述如下：質(zhì)量1噸的物體用彈簧和固定的甲板相連，彈簧的剛度k=2000N/m，阻尼系數(shù)c=17.89N·s/m,求最大位移。
1振動(dòng)力學(xué)的原理：
2利用MATLAB4級(jí)龍格庫(kù)塔得出以下結(jié)論：
最大位移位x=338mm
3利用ANSYS得出的結(jié)論
最大位移x=338mm
4用abaqus仿真設(shè)置和結(jié)論
這個(gè)例仿真對(duì)于初學(xué)者有三 個(gè)難點(diǎn)，第一個(gè)是彈簧的設(shè)置，第二個(gè)是初始速度的施加。第三個(gè)是分析步的設(shè)置。
a.裝備。將模型簡(jiǎn)化成兩個(gè)點(diǎn)，可以在裝配中直接做出來(lái)，兩點(diǎn)的距離不影響結(jié)果，為了觀察方便，距離要適當(dāng)?shù)脑龃蟆?b.分析步。分析步要設(shè)成兩步，第一步靜力學(xué)分析，第二步隱式動(dòng)力學(xué)分析。也可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)增量步的大小，也可以不改變。
c.相互作用。設(shè)置彈簧的剛度、阻尼和慣性。其中彈簧的設(shè)置有兩種這里只介紹一種特殊設(shè)置（另一種也不是很復(fù)雜）。
d.載荷。這里要將左側(cè)的甲板固定住，限制他的六個(gè)自由度。并且施加初速度，這里要注意初學(xué)者容易將初速度在邊界條件中施加，這并不是正確的。要在預(yù)定場(chǎng)當(dāng)中施加。
c.網(wǎng)格。因?yàn)槟Ｐ鸵呀?jīng)簡(jiǎn)化成了兩個(gè)點(diǎn)，因此不必要在進(jìn)行網(wǎng)格劃分，直接提交作業(yè)。
d.可視化后處理
彈簧振子的位移曲線如圖，最大位移為338mm
5結(jié)論
最后，MATLAB數(shù)值仿真，ansys與abaqus結(jié)論相同。
本實(shí)例主要針對(duì)abaqus的初學(xué)者的彈簧振子的相關(guān)問(wèn)題提供思路，由于水平有限，歡迎批評(píng)指正。Q:1035863272
展開(kāi) ABAQUS焊接生死單元一鍵設(shè)置
通過(guò)Python對(duì)ABAQUS焊接生死單元進(jìn)行一系列相關(guān)的設(shè)置，包括單元的生成與殺死，對(duì)流系數(shù)，輻射系數(shù)。可以不用進(jìn)行繁瑣的操作。
該程序適合多層焊，多焊道。
只需要建好模型就可用改程序。
視頻連接：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12836
詳情聯(lián)系QQ：841540672
ABAQUS隔震分析—隔震單元雙線性模型的參數(shù)確定及設(shè)置方法（可實(shí)現(xiàn)三維隔震） ￥68
ABAQUS隔震分析—隔震單元雙線性模型的參數(shù)確定及設(shè)置方法
