abaqus 旋轉軸
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus 旋轉軸的實例教程
3.3 定義模具的旋轉軸
這里我們來定義驅動輥、芯輥、導向輥、端面軋輥的旋轉軸和主動運動還是隨動，其中驅動輥是主動運動，無需添加隨動邊界條件。導向輥在Z向為主動運動，繞自身旋轉軸旋轉為被動運動，芯輥和端面軋輥也是由于和坯料摩擦而被動旋轉。我們知道在marc、abaqus里面定義旋轉軸比較復雜，特別是這里的端面軋輥的旋轉軸和總體坐標不一致。Simufact特別提供總體坐標和局部坐標的設置。極大的方便了類似旋轉軸的定義。
在進程樹中的driver-roller上面點擊鼠標右鍵，出現如下對話框，鼠標左鍵選擇Rotation Axis/Local System
在彈出的如下對話框中，用鼠標左鍵在驅動輥側表面上沿其旋轉方向依次拾取3個點。如下圖：驅動輥在如下視圖中位順時針轉動，便依次繞順時針方向在驅動輥側表面選取3個點。這樣便定義了驅動輥的旋轉軸和旋轉方向（主動旋轉）。
定義完后在進程樹和備品區的驅動輥（driver-roller）會變成帶有旋轉符號的圖標。
由于驅動輥為主動運動，所以只需要定義其旋轉軸和旋轉方向。而core-roller（芯輥）、end-roll1、end-roll2（端面軋輥）是靠和坯料的摩擦而被動旋轉的，因而core-roller（芯輥）、end-roll1、end-roll2（端面軋輥）及guide-roller（導向輥）的旋轉軸和旋轉方向的定義和driver-roller（驅動輥）不同，需要定義其的局部坐標。局部坐標的定義也是在剛才的對話框中進行，不同的是，定義被動旋轉的模具的旋轉軸的旋轉方向時需要在其表面選擇4個點。
展開 然而，這次分析的輪胎的移動速度為0，使用*TRANSPORT VELOCITY選項設置剛性圓柱體的的參考點的旋轉速度。因為一個指定的載荷添加到剛性圓柱的參考點上來建立于輪胎之間的接觸，所以分析之前是不知道圓柱體的中心軸的。如果使用*TRANSPORT VELOCITY選項來定義角速度，abaqus將自動更新旋轉軸當前的位置。剛性面的轉動速度也能通過*MOTION, ROTATION選項來進行定義。在這中情況下，旋轉軸必須在穩態配置中通過數據行來定義位置和方向，因此這些必須在分析前知道。旋轉軸的位置和方向在分析步開始時就建立，并且在分析過程中保持不變。當圓柱的半徑比軸向的位移大很多時，就像本例中的一樣，在原始配置中定義軸對結果的精度不造成影響是合理的定義。
結果與討論
Figure3.1.2-1和Figure3.1.2-2顯示輪胎不同角速度是平行于地面的反作用力（被稱作滾動阻力）和扭矩。兩個圖片進行了輪胎和剛性平面和剛性圓柱接觸的對比。圖片顯示表明直線自由轉動T=0，發生在轉動角速度接近9rad/s。全制動發生在角速度小于8rad/s位置，全驅動動發生在角速度大于9.75rad/s位置。在這些角速度位置所有的接觸點都發生滑移，滾動阻力達到極限值uN。
Figure3.1.2-3和figure3.1.2-4表示輪胎在剛性平面上轉動情況下自由轉動工況和全驅動工況下沿著輪胎面中心線的剪切應力。沿著輪胎中心線的距離用相對于通過輪胎軸線平行于地面的平面形成的夾角表示。短劃線是能通過表面傳輸的極限剪切應力UP，p是接觸壓力。圖示說明全驅動過程中所有的接觸點都發生了滑移。
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該有限元模型為軸對稱模型，并且由于坯料的中間面是一個對稱平面，因此只包含了坯料的上半部分。在Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit的模擬中，均使用了軸對稱CAX4R單元：這是一種具有單個積分點和“沙漏控制”的四節點四邊形單元，用于控制由完全減縮積分引起的偽機制。選擇此單元是因為對于涉及非線性本構行為的問題來說，它的計算成本相對較低。
(2) 采用旋轉特征創建球體：點擊【Sketch】進入草圖模塊，選擇“XY Plane”為草圖平面，繪制一半徑為26mm的半圓（直徑52mm），圓心位于坐標原點。
(3) 退出草圖，點擊【Revolve】，選擇繪制的半圓作為旋轉對象，旋轉軸選擇Y軸，旋轉角度設為360°，點擊【OK】，完成單個臺球部件的創建。
模型也可導入ANSYS、ABAQUS、COMSOL、LS-DYNA等有限元軟件，進行三維多面體骨料堆積及ITZ界面過渡區的混凝土細觀建模，插件內置的幾何優化算法可確保模型在有限元軟件內實現高質量的網格劃分。
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為解決這一問題，Abaqus 中的連續實體殼單元采用增強擬應變法 (EAS) 來改善面內和面外彎曲行為，采用假設自然應變法 (ANS) 來改善剪切閉鎖和厚度閉鎖[。
局部坐標系定義：在 CSS8 單元中，局部坐標系的 3 方向需垂直于單元中面。在橫向剪切變形顯著時，該方向可能偏離法線方向，需在建模時預先考慮。值得注意的是，在幾何非線性分析中，局部方向將隨著每個材料點的旋轉而旋轉。
1.3 殼單元自由度與坐標系統
殼單元的自由度包括三個平動自由度（沿三個坐標軸方向的位移）和三個轉動自由度（繞三個坐標軸的旋轉）。殼單元法線方向決定了單元的正和負表面，為了正確地定義接觸和解釋輸出數據，必須清楚其對應的是哪個面。殼法線還定義了施加在單元上正壓力載荷的方向，并可以在 Abaqus/Post 中顯示。
殼單元利用材料方向局部化到每個單元。
圖1子午線輪胎結構分布圖
目前不少工作對輪胎的建模通常采用軸對稱單元，在充氣后通過修改INP文件將輪胎置于路面上令其滾動觀察響應，三維實體單元的輪胎建模方法可見ABAQUS三維輪胎充氣滾動案例_輪胎仿真 ABAQUS-技術鄰，本文介紹一種采用殼單元對輪胎進行建模的方法，相比三維實體，殼單元的計算速度更快，建模方式更簡便，但相對的殼單元的計算精度與模擬的準確性上有時會不太理想。
本文演示了如何在Abaqus中使用離散元方法（DEM）分析攪拌機中不同顆粒介質的混合。
應用描述?
旋轉滾筒攪拌機和滾筒磨機用于礦石和顆粒材料的研磨、混合和干燥。此類應用可見于采礦等廣泛的工業領域。包括顆粒的形狀、大小、密度和接觸剛度；摩擦；顆粒間的粘附力；旋轉速度；以及滾筒軸的傾斜度在內的多個因素會影響在給定時間內所能達到的混合水平。這些因素也會影響操作混合器所需的能量量。
定義過程中需要選擇一個平面和參考軸施加（高版本abaqus可以基于part施加螺釘力）。
