abaqus施加滾動(dòng)的案例
ABAQUS---輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸有限元模型(直線半輪對) ￥888
<p class="ql-align-justify"> <span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>目前，輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸有限元模型日漸成熟，尤其針對直線半輪對情況。利用該模型已經(jīng)詳細(xì)開展了大量的輪軌滾動(dòng)仿真，比如：1）輪軌不平順（鋼軌波磨、焊接接頭、硌傷、隱傷；車輪多邊形、擦傷、凹磨）；2）道岔瞬態(tài)沖擊振動(dòng)；3）單點(diǎn)-兩點(diǎn)接觸；4）輪軌低黏著；5）熱機(jī)耦合，并分析了各種情形下的輪軌滾動(dòng)接觸力學(xué)行為、磨耗和疲勞損傷問題。然而，該成熟的模型大多都是基于ANSYS軟件建立，而ABAQUS軟件本身在模擬強(qiáng)非線性接觸、材料塑性本構(gòu)、CAE界面操作等方面具有顯著的優(yōu)勢，但是當(dāng)下基于ABAQUS軟件建立的輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸模型仍存在很多問題，比如：<strong>輪軌力不穩(wěn)定、車輪網(wǎng)格沙漏引起畸變、牽引/制動(dòng)模擬困難、一系耦合約束和扣件模擬不當(dāng)?shù)?lt;/strong>，使得該模型推廣受阻。本文旨在從作者經(jīng)驗(yàn)角度，分享輪軌滾動(dòng)接觸有限元建模時(shí)可能面臨的問題，如有不當(dāng)，還歡迎批評指正。</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸有限元模型中，由于車輪具有較高的滾動(dòng)速度，使得車輪瞬態(tài)滾動(dòng)時(shí)對系統(tǒng)激擾較大，輪軌接觸力穩(wěn)定困難。因此，采用<strong>隱式-顯式方法模擬瞬態(tài)滾動(dòng)接觸行為</strong>，其中隱式模型可得到車輪在重力場下的輪軌靜態(tài)位移和應(yīng)力場結(jié)果，然后將其導(dǎo)入至顯式模型中，再在顯式模型中模擬車輪滾動(dòng)。以下分別介紹這兩個(gè)模型及其之間的關(guān)聯(lián)。
展開 ABAQUS三維輪胎充氣滾動(dòng)案例
均布壓力法即對輪胎內(nèi)側(cè)表面法向上施加壓力，達(dá)到充氣的目的，大多數(shù)汽車仿真即采用該方法對汽車輪胎進(jìn)行充氣。流體腔法通常用于模擬充滿液體或氣體的結(jié)構(gòu)，可反映由于受到結(jié)構(gòu)變形影響，本工作選用流體腔法對輪胎進(jìn)行充氣。
定義流體腔時(shí)，首先定義一個(gè)參考點(diǎn)與一個(gè)完全封閉的表面。參考點(diǎn)作為流體腔關(guān)聯(lián)的腔體參考節(jié)點(diǎn)，用于標(biāo)識(shí)流體腔。完全封閉表面用于指定流體腔邊界，其表面法線指向流體腔內(nèi)部。流體腔定義如圖5所示，P2即為所選參考點(diǎn)，表面選擇輪胎內(nèi)表面。
圖5流體腔表面與參考點(diǎn)定義
3 滾動(dòng)設(shè)置
在輪胎下方放置一平面，平面與輪胎最低點(diǎn)距離應(yīng)大于充氣后輪胎底部膨脹位移，平面與輪胎間摩擦力為0.05。仿真總共采用三個(gè)分析步進(jìn)行：第一個(gè)分析步采用一般靜力分析，對輪胎施加壓力為0.618 MPa的內(nèi)壓與重力，并約束輪胎中心點(diǎn)6個(gè)方向的自由度（輪胎中心點(diǎn)已與輪輞部分動(dòng)態(tài)耦合，可通過控制輪胎中心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)來控制整個(gè)輪胎的運(yùn)動(dòng)）；第二個(gè)分析步采用隱式動(dòng)力學(xué)分析，解開輪胎中心點(diǎn)x方向、y方向的位移約束與繞z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)約束，賦予輪胎x方向8 m/s與y方向1.5 m/s（對應(yīng)于輪胎在113.9mm高度落震時(shí)的沖擊速度）的速度；第三個(gè)分析步采用隱式動(dòng)力學(xué)分析，取消施加在輪胎上的速度，控制輪胎以上述初速度撞擊甲板，觀察響應(yīng)。滾動(dòng)模型如圖6所示。
圖6輪胎滾動(dòng)有限元模型
4 結(jié)果
輪胎充氣位移云圖如圖7所示，在靠近輪輞處的胎壁位移較大，最大為12.81 mm，而在胎面處的位移變化則較為不明顯，僅2 mm左右，胎壁與胎面在充氣后各自位移的變化情況與文獻(xiàn)[1]中機(jī)輪充氣后的位移云圖有較好的一致性。
展開 ABAQUS車輪滾動(dòng)接觸附加軌道不平順動(dòng)力學(xué)模型 ￥299
1.通過MATLAB進(jìn)行改進(jìn)后的鋼軌如圖所示
2.通過單輪單鋼軌進(jìn)行模擬車輪在鋼軌上滾動(dòng)，效果如圖
3.輪軌滾動(dòng)細(xì)節(jié)圖
有需要的小伙伴可購買，本模型包括ABAQUS/CAE文件+配套的軌道不平順編輯器
如有其他需求請私信技術(shù)鄰或vx：abaqusAz
購買地址請大家移步作者個(gè)人主頁課程里
ABAQUS熱應(yīng)力分析 附ABAQUS中初始地應(yīng)力的施加下載
軋輥與Cu層的熱傳導(dǎo)系數(shù)
下載地址：ABAQUS中初始地應(yīng)力的施加
適用于ABAQUS的粘彈性人工邊界及其等效節(jié)點(diǎn)力的施加程序 ￥150
程序適用于二維多土層粘彈性邊界和地震波等效節(jié)點(diǎn)力的加載；可以實(shí)現(xiàn)P波和SV波的斜入射。程序用MATLAB編寫
注意:本程序用MATLAB編寫；本程序僅限于模型網(wǎng)格是規(guī)則的，請參考圖片；由于本物品并非實(shí)體，因此賣出概不退換，因此購買前請?jiān)儐柷宄?
編輯
abaqus索體預(yù)應(yīng)力的施加方式 ￥10
我總結(jié)了有限元中索體預(yù)應(yīng)力的一些施加方式，根據(jù)文獻(xiàn)[1]的裝配荷載法建立了單索張拉模型（非文獻(xiàn)工程案例），旨在分享學(xué)習(xí)，不足之處敬請諒解，希望大家能多提寶貴意見。
（1）降溫法
等效降溫法根據(jù)施工步驟對鋼索進(jìn)行降溫，模擬預(yù)應(yīng)力拉索張拉過程隨溫度荷載的變化。采用等效溫降法對施工過程進(jìn)行有限元模擬時(shí)原理簡單操作方便，但是降溫法需要將預(yù)應(yīng)力的施加轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟鹊慕档?，?dāng)需要計(jì)算環(huán)境溫度的影響時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的概念性混亂，“溫度降低”與“預(yù)應(yīng)力施加”之間不是線性對應(yīng)關(guān)系，溫度荷載的確定要經(jīng)過多次反復(fù)試驗(yàn)。此外，降溫法不能應(yīng)用于有限元高溫模擬。
（2）初始預(yù)應(yīng)力場
初始預(yù)應(yīng)力場可以直接模擬先張法，獲得拉索預(yù)應(yīng)力后期應(yīng)力增量。初始預(yù)應(yīng)力場法直觀方便，但是所施加的預(yù)應(yīng)力不能隨結(jié)構(gòu)響應(yīng)發(fā)生改變，從而無法模擬真實(shí)的工況。
（3）生死單元法
生死單元只需一次計(jì)算即可以準(zhǔn)確地模擬所要施加的預(yù)應(yīng)力，但是有限元模擬過程復(fù)雜。相對于等效降溫法和初始應(yīng)變法，生死單元法一次計(jì)算就能準(zhǔn)確模擬施加預(yù)應(yīng)力，從而避免了等效降溫法和初始應(yīng)變法在試驗(yàn)過程中因預(yù)應(yīng)力損失而帶來的麻煩。
（4）裝配荷載法
裝配荷載法[1]可用于模擬預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)靜力狀態(tài)下施加預(yù)應(yīng)力的過程，原理是將擰緊預(yù)應(yīng)力螺栓的過程用來模擬張拉并錨固預(yù)應(yīng)力拉索。一旦定義了合理的邊界條件，有限元軟件ABAQUS就可以模擬索力隨長度變化的過程。裝配荷載法適用于連續(xù)體單元和線單元，通?？梢圆捎脳U單元模擬預(yù)應(yīng)力拉索。
與生死單元法相比，裝配荷載法更加直觀方便，與降溫法和初始應(yīng)力場法相比，裝配荷載法更加貼近工程實(shí)際，傳統(tǒng)的降溫法和初始應(yīng)力法不能適用于高溫模擬預(yù)應(yīng)力隨外部荷載的變化而改變的過程，本人認(rèn)為荷載裝置法更適合作為張弦梁結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力的施加方式。
展開 abaqus中uel單元如何施加重力
1000是最模型的高度
最后的結(jié)果比真實(shí)值小一半，求助大佬解疑
abaqus簡單立方體胞元周期性邊界條件施加計(jì)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(dòng)設(shè)置不僅繁瑣而且很容易出錯(cuò)。根據(jù)文獻(xiàn)《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(fā)Python腳本，可以根據(jù)用戶提供的三維數(shù)組創(chuàng)建網(wǎng)格，并施加周期性邊界條件以及自動(dòng)提交abaqus計(jì)算。在此提供程序的Python源代碼，和大家一起學(xué)習(xí)。代碼中重要語句都進(jìn)行了注釋，對照參考文獻(xiàn)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(jìn)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圓弧面施加正弦分布壓力荷載
工程模擬當(dāng)中有時(shí)需要在圓弧面上施加正弦分布的壓力，比如襯砌表面的壓力如圖：
1、創(chuàng)建解析場（Tools -> Analytical Field -> Create）
2、在彈出的對話框中對要?jiǎng)?chuàng)建的解析場進(jìn)行命名，并選擇解析場的類型（Expression Field）
3、點(diǎn)擊Continue后，彈出如下對話框，點(diǎn)擊紅色框內(nèi)按鈕，創(chuàng)建參考坐標(biāo)系
4、坐標(biāo)系創(chuàng)建對話框中，完成參考坐標(biāo)系的命名，并選擇新建參考坐標(biāo)系的類型（Cylindrical）
5、以模型的內(nèi)圓弧面的圓心為原點(diǎn)，創(chuàng)建柱面坐標(biāo)系，坐標(biāo)系的方向（R -> 徑向，T -> 環(huán)向，Z -> 軸向）
6、坐標(biāo)系創(chuàng)建完畢后返回，解析場定義對話框，點(diǎn)擊紅色圓圈的選擇按鈕
7、選擇已創(chuàng)建的圓柱坐標(biāo)系
9、返回解析場定義對話窗口后，根據(jù)位置關(guān)系，在框內(nèi)定義壓力場分布的解析表達(dá)式。（注意環(huán)向角度Th 的單位為弧度） 該圓弧面的的度為pi*2/3，相對于環(huán)向起點(diǎn)旋轉(zhuǎn)了pi/2，所以其表達(dá)式為 cos ( ( Th - pi / 2 ) / 2 * 3 )。
10.解析場定義完畢后，在荷載定義中選擇鋼材定義的解析場作為壓力分布形式。填寫荷載量值并正確選擇其作用的圓弧面。
至此完成圓弧面正弦分布壓力荷載的施加
展開 ABAQUS中粘彈性人工邊界及地震力的施加
①創(chuàng)建幾何：菜單欄-Connector-geometry-create wire feature，add method選wires to ground，點(diǎn)add后逐個(gè)選取模型底部節(jié)點(diǎn)【意思就是將來的阻尼是施加到這些節(jié)點(diǎn)上的】
點(diǎn)OK確定并創(chuàng)建set
②創(chuàng)建屬性：菜單欄-Connector-section-create，之后做出選basic，右側(cè)定義平移方向?yàn)榈芽栕鴺?biāo)系，不定義旋轉(zhuǎn)方向。
Add選項(xiàng)定義阻尼Damping，力F為水平方向F1，阻尼系數(shù)C11由之前 計(jì)算確定。
③賦予屬性：菜單欄-Connector-assignment-create，選?、僦卸x的set和②中定義的屬性，進(jìn)行賦值。賦值后模型底部如：
7、創(chuàng)建彈簧
彈簧的創(chuàng)建根據(jù)不同的土體性質(zhì)而不同，假設(shè)全是融土，則分地基左右側(cè)彈簧和填土右側(cè)彈簧兩種。
菜單欄-special-springs/dashpots-create選擇接地彈簧
點(diǎn)Mesh選擇兩側(cè)節(jié)點(diǎn)，并定義彈簧剛度，計(jì)算由 確定。自由度選擇水平方向1方向（彈簧水平方向震動(dòng)）
定義之后：
同樣方式定義填土右側(cè)彈簧剛度。
8、邊界條件與荷載
關(guān)掉填土和地基左右側(cè)水平方向位移約束（因?yàn)槿齻€(gè)面已定義彈簧，另一面與墻背摩擦），但底部豎向位移邊界條件不可關(guān)閉，否則模型會(huì)在地震力作用下飛走……
定義地震加速度積分得到的速度，并創(chuàng)建Amp-02g-v（最大0.2g加速度為例）。定義地震力為集中力，施加到底部節(jié)點(diǎn)上，數(shù)值大小由 定義?！镜卣疬^程中節(jié)點(diǎn)力是不同時(shí)刻速度v的 倍】
9、創(chuàng)建job并提交
10、后處理提取墻頂加速度，位移，墻背土壓力（創(chuàng)建path），總土壓力（）
展開 ABAQUS螺栓連接中如何正確施加預(yù)緊力
創(chuàng)建作業(yè)
前處理工作準(zhǔn)備完成，即可進(jìn)入求解計(jì)算的過程，選擇合適的求解核心進(jìn)行求解，然后點(diǎn)擊提交作業(yè)，開始計(jì)算
后處理
等待計(jì)算完成之后點(diǎn)擊結(jié)果，即可查看由螺栓連接的兩塊板的受力情況，根據(jù)自己的及結(jié)果需要，選擇不同類型的分析結(jié)果
以上是abaqus帶有螺栓連接的裝配體受力分析全流程，最關(guān)鍵的是讓大家掌握螺栓載荷的施加方法和步驟。
【推薦】一款ABAQUS施加周期性邊界條件的插件
二、EasyPBC，A Simple ABAQUS Plug-in with Periodic Boundary Conditions
EasyPBC是由Sadik Omairey等人開發(fā)的簡單的ABAQUS施加周期性邊界條件的插件，插件開發(fā)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. Additionally,
EasyPBC is capable of capturing geometrical variations that commonly used theoretical methods are incapable of.
展開 Abaqus進(jìn)給抗力是否施加對圓盤車削變形精度的影響對比
[圖片]
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(dòng)施加繁瑣，復(fù)雜的問題，開發(fā)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(jié)點(diǎn)，如C3D4、C3D4R等。這兩款代碼，實(shí)現(xiàn)的效率比較高，對于節(jié)點(diǎn)數(shù)量在10W的模型，其需要的時(shí)間在1分鐘內(nèi)（一般筆記本電腦）；計(jì)算結(jié)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?yàn)?mm的拉伸位移，用周期性或一般周期性代碼進(jìn)行施加邊界，具體如下圖所示。
作者QQ：2812468512
展開 Abaqus如何施加自定義函數(shù)的位移約束
Abaqus如何施加自定義函數(shù)的位移約束
對于有一些模型需要加載隨時(shí)間變化的載荷和約束，Abaqus提供各種定義方式，通過Amplitude來完成，本次想闡述的時(shí)加載不隨時(shí)間變化而是隨坐標(biāo)變化的約束。
建立如圖所示的模型，想對這個(gè)模型的整體在x方向施加一個(gè)隨著Y軸坐標(biāo)線性變化的位移約束，即u1=kY形式的約束。
圖1
直接施加肯定不可能，與ANSYS一樣，需要先建立函數(shù)，建立函數(shù)菜單的位置如圖2所示，在Load模塊下的Tool菜單下。
圖2
點(diǎn)開之后如圖3所示，點(diǎn)擊Creat彈出對話框，采用Expression field的方式建立函數(shù)，并可以修改名稱。
圖3
之后即可通過如圖4所示的界面來創(chuàng)建函數(shù)，能夠用的變量是坐標(biāo)XYZ，運(yùn)算符在右邊，坐標(biāo)采用的坐標(biāo)系可以自由選擇，默認(rèn)采用笛卡爾總體坐標(biāo)系。選擇坐標(biāo)的時(shí)候可以直接點(diǎn)選Abaqus/CAE窗口的已有坐標(biāo)系直接選擇。
圖4
創(chuàng)建完保存。
之后即可創(chuàng)建位移約束，如圖5所示，需要注意兩個(gè)東西，一個(gè)是通過Distrubition選擇剛才創(chuàng)建的函數(shù)AnalyticalField-1，另外施加u1時(shí)填入數(shù)字1的含義表示施加1倍的函數(shù)。
圖5
創(chuàng)建完之后，可以通過主菜單的View-Assembly Display Option-Attribute來設(shè)置顯示，如圖6所示。
圖6
最終加載完成如圖7所示。
圖7
很明顯隨著Y坐標(biāo)的不同而不同。
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