abaqus溫度位移的案例
Abaqus圓形激光溫度-位移耦合案例教學(xué) ￥19.98
1、 引言
本案例通過力 - 熱耦合分析方法，探究圓形激光載荷作用下玻璃板的溫度分布及應(yīng)力響應(yīng)特性。通過開發(fā)定制化子程序生成激光熱源，并結(jié)合溫度 - 位移耦合分析步，建立高精度有限元模型，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的多物理場(chǎng)耦合求解與結(jié)果分析。
2、 幾何模型與材料參數(shù)
（1） 模型構(gòu)建：建立三維實(shí)體模型模擬玻璃板，尺寸為178×127×0.3（需根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景設(shè)定具體參數(shù)），
圖1模型構(gòu)建
（2） 材料屬性：定義玻璃板的熱物理參數(shù)（如導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、熱膨脹系數(shù)）與力學(xué)參數(shù)（如彈性模量、泊松比），考慮材料屬性隨溫度的非線性變化（如需）。
圖2 材料屬性構(gòu)建
3、 激光熱源子程序開發(fā)
（1） 熱源特性：采用高斯分布模擬圓形激光束，功率密度函數(shù)為：
其中，P 為激光功率，r0為光斑半徑，r 為徑向坐標(biāo)
（2） 子程序?qū)崿F(xiàn)：基于ABAQUS的用戶子程序接口（如DFLUX或HETVAL），編寫 Fortran/Python 程序生成動(dòng)態(tài)加載的圓形激光熱源，通過時(shí)間 - 空間函數(shù)控制熱源移動(dòng)軌跡（如需模擬掃描過程）。
圖3 使用荷載子程序
5、 計(jì)算結(jié)果與分析
（1） 溫度場(chǎng)分布特征
1． 云圖可視化：通過后處理軟件顯示不同時(shí)刻的溫度場(chǎng)云圖，典型結(jié)果包括：激光光斑中心區(qū)域出現(xiàn)局部高溫峰值，溫度梯度沿徑向快速衰減；隨時(shí)間延長，熱擴(kuò)散導(dǎo)致高溫區(qū)域擴(kuò)大，穩(wěn)態(tài)時(shí)形成穩(wěn)定溫度分布。
2． 數(shù)據(jù)提?。禾崛√卣鼽c(diǎn)（如光斑中心、邊緣）的溫度 - 時(shí)間曲線，分析升溫速率與峰值溫度隨激光功率 / 作用時(shí)間的變化規(guī)律。
圖7 溫度云圖可視化
（2） 應(yīng)力場(chǎng)響應(yīng)規(guī)律
1．
展開 關(guān)于ABAQUS耦合溫度-位移傳熱分析記錄 ￥9999
Step：2步====分析步均采用耦合溫度-位移分析。(1)geo，地應(yīng)力平衡，transient /1s ，打開大變形，增量步選擇automatic 采用非對(duì)稱求解器；（2）pene，貫入分析步（要考的，記清楚），前兩個(gè)分析步均未采用automatic stabilization，但是一定要打開大變形選項(xiàng)防止網(wǎng)格過度扭曲。最重要的操作：重啟動(dòng)。Step界面——Output——restart requests——在geo/pene分析步勾選frequency以及overlay。即每個(gè)增量步讀取一次數(shù)據(jù)以及后續(xù)在該步驟可以重新啟動(dòng)計(jì)算（是這個(gè)意思嗎？不知道啊再找找資料吧主包）。
Interaction：建立了7個(gè)接觸，探頭的各個(gè)分區(qū)與土體左邊界之間。探頭分為金屬區(qū)域和特氟龍隔熱區(qū)，兩個(gè)區(qū)域的接觸屬性不同，主要是比熱、熱導(dǎo)率、熱擴(kuò)散系數(shù)的區(qū)別。另外就是前面提到的剛體約束rigid body（給探頭的）。
Load：在PENE模型的load僅有一個(gè)上覆荷載P=50kpa，三個(gè)邊界條件：土體底部位移全固定，右邊界水平位移=0，探頭設(shè)置一個(gè)參考點(diǎn)，初始固定全部位移，pene分析步設(shè)置幅值勻速貫入。由于預(yù)定義場(chǎng)要在initial分析步創(chuàng)建，因此在PENE模型中的Predefined Field要定義：初始溫度場(chǎng)、孔隙比場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)。土體：初始溫度+孔隙比+應(yīng)力，探頭：初始溫度，一共4個(gè)預(yù)定義場(chǎng)。
Mesh：網(wǎng)格劃分的很丑好在能跑。不建議學(xué)我的。
Job：終于來到了作業(yè)，建立一個(gè)test-pene的job文件（要考的，記清楚），CPU拉滿開始算。結(jié)束可以收獲test-pene.odb。OK啊朋友們，PENE模型結(jié)束掉了。
展開 ABAQUS樁貫入土體溫度位移耦合模型 ￥19
采用動(dòng)力顯示分析，運(yùn)用ale方法完成樁對(duì)土體的貫入，并實(shí)現(xiàn)對(duì)土體的加熱。inp文件，僅供學(xué)習(xí)和參考。
ABAQUS案例-旋轉(zhuǎn)對(duì)稱子模型分析及旋轉(zhuǎn)對(duì)稱模型在溫度場(chǎng)和過盈裝配下的應(yīng)力位移分析與過約束檢查 ￥3
本實(shí)例中采用了旋轉(zhuǎn)對(duì)稱子模型分析結(jié)構(gòu)在溫度場(chǎng)和過盈裝配下的應(yīng)力位移分布及計(jì)算過盈面總裝配作用力。并演示了如何避免過約束以及如何在局部坐標(biāo)系下查看應(yīng)力和位移。
樁體或CPT溫度-位移耦合模型 ￥39
采用動(dòng)力顯示分析，模擬樁體貫入，土體采用摩爾庫倫本構(gòu)參數(shù)，貫入完成后進(jìn)行溫度場(chǎng)模擬，因?yàn)榧訜崤c散熱時(shí)間較長，所以采用重啟動(dòng)分析，將貫入完成后的部件導(dǎo)入到新的模型，進(jìn)行靜力溫度位移耦合分析，對(duì)樁體加熱，并傳導(dǎo)到土體。模型沒有采用剛性管的方法，可能會(huì)影響溫度的正常傳遞，采用特殊的網(wǎng)格劃分方法使得貫入之后網(wǎng)格質(zhì)量較好。具體細(xì)節(jié)可以參考模型和付費(fèi)內(nèi)容，不明白的地方可以私聊~
PS：提供cae格式和inp文件
基于hyperworks/abaqus位移加載-02 ￥12
本案例是基于hyperworks/abaqus簡單的模擬位移加載分析，重點(diǎn)在于說明如何在hyperworks中完成前處理（部件建立、網(wǎng)格劃分、材料創(chuàng)建、屬性定義、位移加載設(shè)置、約束設(shè)置、接觸設(shè)置、分析步設(shè)置等），接著導(dǎo)出inp模型文件并在abaqus中進(jìn)行求解計(jì)算，abaqus只是扮演一個(gè)求解器的角色，hyperview中進(jìn)行后處理。
本案例模型文件前處理全部在hyperworks中完成，要查看前處理如何設(shè)置，只需要在hyperworks的abaqus操作界面，導(dǎo)入inp模型便可查看。凡購買本案例的朋友在操作上有什么疑問，可以私信我！如果你只在hyperworks中完成部件建立、網(wǎng)格劃分、材料創(chuàng)建、屬性定義，連接關(guān)系的創(chuàng)建，然后在abaqus中完成加載、約束、接觸等設(shè)置并提交計(jì)算的話，遇到一些常見的問題可以關(guān)注我之前發(fā)的帖子《Hyperworks其它模塊轉(zhuǎn)到ABAQUS模塊中常會(huì)遇到的問題及解決方法匯總》。
展開 如何在abaqus中得到荷載-位移的數(shù)據(jù)
一般需要一個(gè)參考點(diǎn)（就是想得到某處的曲線，就在這定義個(gè)參考點(diǎn)），在step設(shè)置輸出變量field out 時(shí)，單獨(dú)對(duì)這個(gè)參考點(diǎn)輸出位移和反力兩個(gè)變量
1.在后處理時(shí)（visualization模塊下） 有一個(gè)按鈕（上邊是XY下面幾行是空白 鼠標(biāo)放上去會(huì)顯示Create XY Data）點(diǎn)擊
2. 在彈出的對(duì)話框中選第四個(gè) operate on XY data 然后 continue
3. 在彈出的操作框中最底下一行 頭一個(gè)按鈕 create XY data ，在彈出的對(duì)話框中選第二個(gè)odb field output然后continue
4. 在variables選項(xiàng)卡中的position下拉框里選擇unique nodal 在下面的變量里勾選RF或RT（反力）、U（位移）一般只選某個(gè)方向的（如2方向）；在elements/nodes選項(xiàng)卡中的method選擇Node sets，右邊選擇你定義的參考點(diǎn) 點(diǎn)擊Save
5.這時(shí)在操作框里XY Data欄下會(huì)有兩個(gè)數(shù)據(jù)，他們是參考點(diǎn)處的反力和位移隨時(shí)間的變化，在右邊的operators里有一個(gè)函數(shù)combine(x,x),點(diǎn)一下這個(gè)函數(shù)會(huì)出現(xiàn)在expression欄里，將兩個(gè)數(shù)據(jù)位移和反力用add to expression添加到combine函數(shù)的括號(hào)里，注意位移在前，反力在后，中間的逗號(hào)是英文的“,”
6.將expression另存為（save as按鈕）一個(gè)新的名字，可以用plot expression查看曲線，也可以在主窗口的XY Data manager用plot查看，用edit讀取數(shù)值
如果覺得位移和反力的符號(hào)是相反的，可以在第5步combine之前將兩個(gè)數(shù)據(jù)反號(hào)另存為新的數(shù)據(jù)之后combine
展開 基于hyperworks/abaqus位移加載-01 ￥5
本案例是基于hyperworks/abaqus簡單的模擬位移加載，重點(diǎn)在于說明如何在hyperworks中完成前處理（部件建立、網(wǎng)格劃分、材料創(chuàng)建、屬性定義、約束設(shè)置、位移加載設(shè)置、分析步設(shè)置等），接著導(dǎo)出inp模型文件并在abaqus中進(jìn)行求解計(jì)算，abaqus只是扮演一個(gè)求解器的角色，hyperview中進(jìn)行后處理。
本案例inp模型文件前處理全部在hyperworks中完成，要查看前處理如何設(shè)置，只需要在hyperworks的abaqus操作界面，導(dǎo)入inp模型便可查看。如果你只在hyperworks中完成部件建立、網(wǎng)格劃分、材料創(chuàng)建、屬性定義，連接關(guān)系的創(chuàng)建，然后在abaqus中完成加載、約束、接觸等設(shè)置并提交計(jì)算的話，遇到一些常見的問題可以關(guān)注我之前發(fā)的帖子《Hyperworks其它模塊轉(zhuǎn)到ABAQUS模塊中常會(huì)遇到的問題及解決方法匯總》。
展開 ABAQUS提取荷載位移曲線速度很慢
使用ABAQUS做混凝土橋墩pushover分析，荷載位移曲線提取速度很慢。
abaqus拉伸后處理（應(yīng)力-應(yīng)變，位移-力的輸出）
abaqus拉伸后處理（應(yīng)力-應(yīng)變，位移-力的輸出）
lashen.zip
abaqus如何設(shè)置力和位移混合加載呀？
模擬有限元時(shí)，論文中的力和位移混合加載怎么設(shè)置??？我設(shè)置兩個(gè)step后，出來的荷載位移曲線很奇怪。
Abaqus二次開發(fā)之Python腳本讀取場(chǎng)輸出位移
本次腳本將要指定數(shù)據(jù)庫文件，并輸出指定位置（set）的位移信息。
編程思路：
寫注釋行，盡量詳細(xì)解釋腳本語句，增強(qiáng)可移植性；
導(dǎo)入相應(yīng)模塊；
本次實(shí)例要輸出場(chǎng)輸出位移信息，必須訪問分析步、幀；
創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，分步創(chuàng)建多個(gè)變量表示對(duì)象（推薦）：
創(chuàng)建變量表示odb對(duì)象，打開輸出數(shù)據(jù)庫；
創(chuàng)建變量表示第一個(gè)分析步；
創(chuàng)建變量表示第一個(gè)分析步的最后一幀；
創(chuàng)建變量表示節(jié)點(diǎn)集；（本次案例節(jié)點(diǎn)集只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)）
創(chuàng)建變量表示訪問第一個(gè)分析步最后一幀的位移U.
操作腳本如下：
結(jié)果如下：
Node label: 1000
Displacement in X direction: -7.891572e-34
Displacement in Y direction: -76.45553
Displacement: 76.4555282593
注：本文中涉及的模型文件和完整腳本文件可在Up的公眾號(hào)：易木木響叮當(dāng)，中回復(fù)“讀取場(chǎng)輸出數(shù)據(jù)”自動(dòng)獲取。
展開 Abaqus中溫度輸出的規(guī)定 ￥10
Abaqus中溫度輸出的規(guī)定，詳細(xì)解釋了abaqus中實(shí)體單元，殼單元，梁單元溫度輸出的規(guī)定，并用實(shí)例進(jìn)行了展示。
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(duì)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(duì)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(duì)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。
展開 ABAQUS收斂調(diào)整(3):位移控制加載還是力量控制?
初學(xué)者常常會(huì)得到這樣一條經(jīng)驗(yàn)建議:有些場(chǎng)合可以采用位移控制的方式（displacement-control）來替代力量控制(Load-control)的方式來改善收斂。
在我們的實(shí)際案例中，也確實(shí)常常會(huì)發(fā)現(xiàn)力量加載不收斂，換做位移控制就收斂了，為什么？哪種狀況適合采用使用位移加載代替力量加載的策略來提高收斂的順暢性呢？
請(qǐng)參考如下案例，此例為Abaqus自帶的典型案例分析中一個(gè)關(guān)于接觸穩(wěn)定與載荷的平衡問題，10KN的張緊力作用在螺母上（對(duì)稱模型的半螺母5KN）來緊固輪轂輪邊：
Figure-1:輪轂輪邊的緊固接觸
初次求解，增量步長減小五次后仍無法求解，分析終止。
從job monitor中查看Message File或從工作目錄下打開相關(guān)job的.msg文件查看提示的Error信息，看到數(shù)值奇異的警告提示：
******************************************
***WARNING: SOLVER PROBLEM. NUMERICAL SINGULARITY WHEN PROCESSING NODE
HALFHUB-1.535 D.O.F. 1 RATIO = 115.819E+12 .
***WARNING: DISPLACEMENT INCREMENT FOR CONTACT IS TOO BIG.
***WARNING: DISPLACEMENT INCREMENT FOR CONTACT IS TOO BIG.
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