abaqus一階實(shí)體二階
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus一階實(shí)體二階的實(shí)例教程
C3D20的空間結(jié)構(gòu)如下
它的形函數(shù)是這樣的
8個(gè)頂點(diǎn)上的形函數(shù)為
（這部分和C3D8一致）
其它中點(diǎn)處的形函數(shù)為
相比之下，C3D8單元就顯得很簡(jiǎn)單了
它的形函數(shù)也要簡(jiǎn)單很多
可以看出，C3D20單元在描述位移場(chǎng)的時(shí)候是二次的，而C3D8單元是一次，這會(huì)導(dǎo)致C3D20單元的邊界會(huì)出現(xiàn)曲面（線），而C3D8只能為直線。
這樣問(wèn)題就變得簡(jiǎn)單了，如果單純考慮兩個(gè)單元的計(jì)算成本的話，那么一個(gè)C3D20單元和8個(gè)C3D8單元就是等效的，因?yàn)閮蓚€(gè)的剛度矩陣都是20X20階的，兩者在計(jì)算成本上沒(méi)有任何區(qū)別，如果考慮積分點(diǎn)引起單元?jiǎng)偠染仃嚨木葐?wèn)題，8個(gè)C3D8單元擁有32個(gè)積分點(diǎn)，其精度一定是大于擁有27個(gè)積分點(diǎn)的C3D20單元的。此外，影響精度的還有邊界的表達(dá)方式，實(shí)際模型的邊界形狀是類似于二次曲線的話，C3D20單元更有利于對(duì)位移場(chǎng)的描述。
如果考慮彎曲的話，C3D8單元在求解彎曲問(wèn)題是有很大的剪切自鎖誤差，而C3D20單元由于擁有眾多的積分點(diǎn)，可以大幅度削弱剪切鎖定，但是由于C3D8單元的尺寸只是C3D20單元尺寸的一半，因此8個(gè)C3D8單元的誤差與一個(gè)C3D20單元的誤差相差多少，期待有人可以推導(dǎo)一下。
展開 編輯
模態(tài)分析是一項(xiàng)至關(guān)重要的分析手段，它讓工程師能夠預(yù)測(cè)和優(yōu)化車輛在設(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程中的振動(dòng)特性。那么，如何區(qū)分一階和二階模態(tài)？本文將提供一個(gè)綜合的視角，幫助理解這一關(guān)鍵概念。
1. 一階模態(tài)振型
對(duì)于汽車白車身來(lái)說(shuō)，一階模態(tài)通常指的是整個(gè)車身圍繞其重心軸線的均勻扭轉(zhuǎn)或者整體的彎曲。
在一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)中，車身會(huì)表現(xiàn)出一個(gè)統(tǒng)一的扭轉(zhuǎn)形態(tài)，從車頭到車尾，沒(méi)有中間部分保持靜止或在相反方向扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。這種模態(tài)在整個(gè)車身長(zhǎng)度上是連續(xù)的，且沒(méi)有明顯的節(jié)點(diǎn)。
而在一階彎曲模態(tài)中，車身像一個(gè)彈性梁一樣，從一端到另一端呈現(xiàn)出單一的彎曲形狀，沒(méi)有反方向彎曲的區(qū)域，整體彎曲如同一個(gè)最簡(jiǎn)單的弧線。
2. 二階模態(tài)振型
二階模態(tài)相較于一階模態(tài)來(lái)說(shuō)，更加復(fù)雜。它涉及到更高層次的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，其特征是在結(jié)構(gòu)的振型中至少存在一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
在二階扭轉(zhuǎn)模態(tài)中，白車身的振型會(huì)在至少一個(gè)軸線上展現(xiàn)出相反方向的扭轉(zhuǎn)，形成一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)是車身扭轉(zhuǎn)振動(dòng)幅度最小或?yàn)榱愕狞c(diǎn)，使得車身在節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的部分以相反方向扭轉(zhuǎn)。
對(duì)于二階彎曲模態(tài)，同樣會(huì)觀察到至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，使得車身在該節(jié)點(diǎn)兩側(cè)的部分呈現(xiàn)出相反的彎曲方向，類似于“S”形的振型。
3. 如何區(qū)分
區(qū)分一階和二階模態(tài)的關(guān)鍵在于觀察振型中的連續(xù)性和對(duì)稱性，以及節(jié)點(diǎn)的位置和數(shù)量。
在扭轉(zhuǎn)模態(tài)中，一階模態(tài)振型通常沒(méi)有節(jié)點(diǎn)，而二階模態(tài)至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如下圖1。
在彎曲模態(tài)中，一階模態(tài)是連續(xù)彎曲的，沒(méi)有反向彎曲；而二階模態(tài)則有一個(gè)節(jié)點(diǎn)，且在節(jié)點(diǎn)兩側(cè)彎曲方向相反，如下圖2。
工程師可以通過(guò)后處理軟件的可視化工具，詳細(xì)觀察每一個(gè)模態(tài)的特性，從而進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別。
歡迎留言批評(píng)指正。如果本文存在不夠清晰或準(zhǔn)確之處，請(qǐng)您不吝賜教。
個(gè)人學(xué)習(xí)總結(jié)，整理不易，未經(jīng)本人允許請(qǐng)勿搬運(yùn)。數(shù)值錯(cuò)誤在工程計(jì)算中常常源于單位不一致。
展開 本案例的目的在于如何用hyperstudy+abaqus實(shí)現(xiàn)平板一階模態(tài)頻率提升。目標(biāo)：一階模態(tài)下的頻率值最大化。約束條件是：總質(zhì)量盡量不超過(guò)初始值。變量：平板的料厚。
abaqus一階實(shí)體二階的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
abaqus一階實(shí)體二階的最新內(nèi)容
模態(tài)分析是一項(xiàng)至關(guān)重要的分析手段，它讓工程師能夠預(yù)測(cè)和優(yōu)化車輛在設(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程中的振動(dòng)特性。那么，如何區(qū)分一階和二階模態(tài)？本文將提供一個(gè)綜合的視角，幫助理解這一關(guān)鍵概念。
1. 一階模態(tài)振型
對(duì)于汽車白車身來(lái)說(shuō)，一階模態(tài)通常指的是整個(gè)車身圍繞其重心軸線的均勻扭轉(zhuǎn)或者整體的彎曲。
在一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)中，車身會(huì)表現(xiàn)出一個(gè)統(tǒng)一的扭轉(zhuǎn)形態(tài)，從車頭到車尾，沒(méi)有中間部分保持靜止或在相反方向扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
編輯
本案例的目的在于如何用hyperstudy+abaqus實(shí)現(xiàn)平板一階模態(tài)頻率提升。目標(biāo)：一階模態(tài)下的頻率值最大化。約束條件是：總質(zhì)量盡量不超過(guò)初始值。變量：平板的料厚。
模態(tài)分析結(jié)果動(dòng)畫
本文原創(chuàng)，因?yàn)槭亲约旱南敕ǎy免有考慮不周的地方，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或者需要討論請(qǐng)發(fā)送郵件至only_xiaofei@hotmail.com
前段時(shí)間一直在思考C3D20單元的存在意義，因?yàn)槿绻麑3D20單元進(jìn)行三個(gè)方向的剖分（也就是將單元長(zhǎng)度減小一半）。它與8個(gè)C3D8單元幾乎是一致的，現(xiàn)在就來(lái)討論下這兩個(gè)單元。
C3D20的空間結(jié)構(gòu)如下
它的形函數(shù)是這樣的
8個(gè)頂點(diǎn)上的形函數(shù)為
