abaqus 應(yīng)力分類的案例
為什么要對(duì)壓力容器中的應(yīng)力進(jìn)行分類？應(yīng)力分類的依據(jù)和原則是什么？
為什么要對(duì)壓力容器中的應(yīng)力進(jìn)行分類？應(yīng)力分類的依據(jù)和原則是什么？
CAE工程分析 | 應(yīng)力分類設(shè)計(jì)
，并不具有權(quán)威性，希望大家有選擇性地借鑒
02 什么是應(yīng)力分類設(shè)計(jì)
從字面上解釋，應(yīng)力分類設(shè)計(jì)即對(duì)應(yīng)力進(jìn)行分類，根據(jù)不同位置應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的特點(diǎn)按照不同的準(zhǔn)則進(jìn)行限制的設(shè)計(jì)方法
需要說明下，雖然應(yīng)力分類設(shè)計(jì)這個(gè)概念本身是具有行業(yè)普適性的，但是由于各種原因，目前主要在壓力容器行業(yè)使用較為頻繁，因此文章所敘述的內(nèi)容更偏向于應(yīng)力分類設(shè)計(jì)在壓力容器行業(yè)中的應(yīng)用，比如壓力容器中的典型分類：
通過前文案例敘述，大家可以感受到，應(yīng)力分類設(shè)計(jì)為了更加充分的利用材料性能，相較于以前的彈性失效準(zhǔn)則，引入了塑性失效準(zhǔn)則
塑性失效準(zhǔn)則表示，當(dāng)結(jié)構(gòu)在主要承載斷面上全部進(jìn)入塑性，結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生塑性失效，此時(shí)結(jié)構(gòu)抵抗外載能力大大降低
但是由此帶來一個(gè)問題，按照塑性失效準(zhǔn)則進(jìn)行判斷意味著需要進(jìn)行彈塑性有限元分析，這對(duì)于工程應(yīng)用極為不便
為了解決這個(gè)問題，應(yīng)力分類設(shè)計(jì)中提出了“名義彈性應(yīng)力”的概念，也即使用彈性應(yīng)力分析方法進(jìn)行計(jì)算，塑性失效準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)定
如圖L型支架，材料屈服強(qiáng)度200MPa，切線模量取1/20*彈性模量，如果使用彈塑性計(jì)算，得到的真實(shí)應(yīng)力為221MPa，但是如果使用線彈性計(jì)算，得到的應(yīng)力為334MPa。
展開 壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)力分類
壓力容器設(shè)計(jì)中的應(yīng)力分類
壓力容器的應(yīng)力主要有一次應(yīng)力、二次應(yīng)力、峰值應(yīng)力和局部應(yīng)力等。
(1)一次應(yīng)力是由外載引起的正應(yīng)力和切應(yīng)力，又稱為基本應(yīng)力。外載包括容器及其附件的自重，內(nèi)壓和外壓、外力（風(fēng)載荷、地震載荷）和外力矩（接管力矩）等。
一次應(yīng)力的特征是能滿足外力、內(nèi)力和彎矩的平衡要求，即容器在載荷作用下，為保持容器各部分平衡所需要的力。它不能靠本身達(dá)到的屈服極限來限制其大小，具有非自限性。若一次應(yīng)力超過材料的屈服極限，則其破壞的阻止完全由應(yīng)變硬化性能所決定。
(2)二次應(yīng)力是指由于相鄰部件的約束或結(jié)構(gòu)本身的約束所引起的應(yīng)力，或者具體地說，是指容器在外載作用下不同變形部分連接處為滿足位移連續(xù)條件而引起的局部的附加薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。
二次應(yīng)力的一個(gè)特征是，它是滿足變形協(xié)調(diào)條件所引起的應(yīng)力，組成了自相平衡的力素；另一個(gè)特征是，它分布的區(qū)域比一次應(yīng)力小，具有局部性質(zhì)。由于具有這兩個(gè)特點(diǎn)，二次應(yīng)力的應(yīng)力強(qiáng)度達(dá)到屈服極限，即發(fā)生塑性變形時(shí)，只會(huì)引起容器局部區(qū)域屈服，與此相鄰的區(qū)域仍呈彈性狀態(tài)，容器不至于因此而立即破壞。其次，二次應(yīng)力是由于變形受到某種限制而引起的，因此當(dāng)應(yīng)力達(dá)到屈服極限而發(fā)生屈服時(shí)，變形變得比較自由，所受的限制也就大大地減小，屈服后，不僅不會(huì)斷續(xù)增加，還會(huì)有一定程度的緩和。
(3)峰值應(yīng)力是指扣除薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力（包括一次應(yīng)力和二次應(yīng)力）后，沿壁厚成非線性分布的應(yīng)力稱為峰值應(yīng)力。峰值應(yīng)力發(fā)生在小半徑過渡圓角、局部未焊透處的應(yīng)力增值。
峰值應(yīng)力的特性是分布區(qū)域很小，沒有明顯變形，可能成為疲勞破壞（低循環(huán)疲勞）和脆性變形的起源。
屬于峰值應(yīng)力的有殼體與接管連接處（內(nèi)過渡圓角或過渡圓角）應(yīng)力集中區(qū)最大應(yīng)力沿壁厚均勻分布部分和成線性分布部分的應(yīng)力。
(4)壓力容器的壁厚是根據(jù)它所承受的內(nèi)壓力或外壓力值確定的。
展開 【abaqus】個(gè)人筆記—應(yīng)力奇異&應(yīng)力平均&應(yīng)力集中
【abaqus】個(gè)人筆記—應(yīng)力奇異&應(yīng)力平均&應(yīng)力集中
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
Abaqus帶螺紋螺栓接觸應(yīng)力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應(yīng)力分析淺析
目前的常規(guī)做法通常有兩種：1.簡化，用RBE2和beam梁來代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實(shí)應(yīng)力，圖1為某結(jié)構(gòu)連接螺栓簡化的beam梁應(yīng)力云圖，沒有接觸應(yīng)力：
.直接做出來螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結(jié)果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網(wǎng)格建模）、計(jì)算量大（接觸收斂困難），如圖為某結(jié)構(gòu)帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計(jì)算得出的結(jié)果（圖3）：
圖3 計(jì)算結(jié)果
那么，有什么好辦法可以不用簡化帶螺紋螺栓，不用直接做出帶螺紋螺栓，又能得到足夠精確的結(jié)果？
運(yùn)用大型通用非線性有限元分析軟件Abaqus，只需要在接觸定義中設(shè)置跟實(shí)際螺紋形狀有關(guān)聯(lián)的參數(shù)，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實(shí)的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結(jié)果，又節(jié)省了時(shí)間專注進(jìn)行其他的分析設(shè)置。如圖4，為連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓
圖5為某結(jié)構(gòu)直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結(jié)構(gòu)直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
展開 ABAQUS-真實(shí)應(yīng)力和名義應(yīng)力轉(zhuǎn)化
ABAQUS-真實(shí)應(yīng)力和名義應(yīng)力轉(zhuǎn)化.doc
針對(duì)某袋除塵器整體進(jìn)行ABAQUS有限元分析，考慮九項(xiàng)載荷工況，分析設(shè)備靜應(yīng)力、熱應(yīng)力、變形及熱膨脹數(shù)值 ￥15
某袋除塵殼體結(jié)構(gòu)選型如下：
箱體板厚5mm
箱體角柱：角鋼L90*56*8
箱體加強(qiáng)筋：角鋼L90*56*6
花板厚6mm
花板下加強(qiáng)筋：橫向?yàn)楸怃?0*6，縱向?yàn)楸怃?00*6
箱體中間支撐管：鋼管Φ60*5
圖1 袋除塵殼體結(jié)構(gòu)示意圖
2、 建立模型
按照殼體結(jié)構(gòu)示意圖建立幾何模型如圖2所示。
圖2 建立幾何模型
三、約束條件及載荷
立柱底部約束如圖3所示。
圖3 立柱底部邊界約束
載荷：
（1）自重（軟件考慮）；
（2） 頂部載荷：檢修載（按400kg/m2）；
（3） 花板處載荷：濾袋、濾籠、濾袋積灰（積灰厚度按5mm）共3.06t；
（4） 灰斗積灰重：滿灰9.6t；
（5） 保溫載荷：按25kg/m2；
（6） 負(fù)壓11000Pa或正壓8000Pa兩種工況分別施加；
（7） 煙道及檢修平臺(tái)載荷：上煙道（出氣端）900kg，下煙道（進(jìn)氣端）
400kg，上中下三層檢修平臺(tái)檢修載荷均為400×2.85×3.25=3705kg。
注：此項(xiàng)載荷殼體和鋼支架各占一半。
（8） 灰斗卸灰口載荷（方向按照幾何模型坐標(biāo)系）：FX=4700N，F(xiàn)Y=3500N，F(xiàn)Z=-4700N，MX=3690N.m，MY=4800N.m，MZ=5540N.m。
（9） 頂部牛腿處檢修荷載：單個(gè)牛腿處載荷為1t，頂板為260×260，轉(zhuǎn)化為面壓添加，面壓為1×10×1000/260/260=0.148N/mm2。
下圖4所示為載荷添加圖示：
（a）負(fù)壓11000Pa （b）正壓8000Pa （c）花板處載荷
展開 ABAQUS中mises應(yīng)力云圖顯示的最大值還不到屈服應(yīng)力值為啥還有PEEQ值
ABAQUS中mises應(yīng)力云圖顯示的最大值還不到屈服應(yīng)力值為啥還有PEEQ值，PEEQ云圖有變形值
ABAQUS中求解某部分單元的平均應(yīng)力或平均應(yīng)變 ￥10
1、參考模型：單向纖維的RVE模型；
2、腳本功能：針對(duì)指定的單元集合，在后處理中求解平均應(yīng)力和平均應(yīng)變。
3、應(yīng)用的公式：一階均勻化計(jì)算方法。對(duì)于 RVE 模型的平均真應(yīng)力和平均真應(yīng)變，可通過對(duì) RVE 內(nèi)每一個(gè)單元的真應(yīng)力 （真應(yīng)變）取均值獲得。使用一階均勻化計(jì)算方法輸出的應(yīng)力和應(yīng)變適用于各種邊界條件，但需要對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行應(yīng)力（應(yīng)變）的輸出和計(jì)算。
abaqus模擬圓孔結(jié)構(gòu)中應(yīng)力集中分析 ￥19.89
<p>1.問題描述 </p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202502/attachment/f337440f18204bb49994cddb8926c825.png" style="display: inline-block;">
<img src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/f337440f18204bb49994cddb8926c825.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/f337440f18204bb49994cddb8926c825.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/f337440f18204bb49994cddb8926c825.png?image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/f337440f18204bb49994cddb8926c825.png">
</figure>
</figure><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
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通過Abaqus python腳本批量獲取節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力 ￥25
背景
有限單元法計(jì)算單元積分點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變值，而對(duì)于節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變值是通過外插得到的，Abaqus中云圖顯示的就是經(jīng)過插值和平均后的節(jié)點(diǎn)的值。通過工具欄的Query-Probe values可以查看單元或節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變等結(jié)果。
對(duì)于自動(dòng)化的后處理場景，通常需要自動(dòng)批量地獲取單元/節(jié)點(diǎn)的結(jié)果，通常都需要通過python腳本來實(shí)現(xiàn)。通過類似odb.steps['Step-1'].frames[-1].fieldOutputs['S']的場輸出可以比較方便地直接獲得單元的積分點(diǎn)應(yīng)力，但沒有直接的API可以獲取節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變等結(jié)果。
如果需要獲取部件表面節(jié)點(diǎn)應(yīng)力，可以通過創(chuàng)建路徑+XYData的方式實(shí)現(xiàn)，但想要獲得最大節(jié)點(diǎn)應(yīng)力，則該方式不便實(shí)現(xiàn)。
2. 通過python腳本獲取節(jié)點(diǎn)應(yīng)力結(jié)果
本文通過fieldOutput.getSub()函數(shù)獲取所有單元的節(jié)點(diǎn)結(jié)果，并對(duì)每一節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的多個(gè)單元的節(jié)點(diǎn)值進(jìn)行平均后得到節(jié)點(diǎn)的結(jié)果。以下以某個(gè)簡單的odb結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。
（1）批量獲得節(jié)點(diǎn)的mises應(yīng)力值
（2）批量獲得節(jié)點(diǎn)的X方向正應(yīng)力值
（3）批量獲得節(jié)點(diǎn)的最大主應(yīng)力值
（4）獲取節(jié)點(diǎn)的最大mises應(yīng)力及編號(hào)
3. 獲取節(jié)點(diǎn)應(yīng)變等結(jié)果
只需將腳本程序中的應(yīng)力場改為應(yīng)變成E等即可，此處不再演示。
以下為本文的python腳本代碼（代碼中作了必要的簡單注釋）。
展開 ABAQUS 噴丸殘余應(yīng)力分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、掌握噴丸三維模型的繪制
2、掌握顯示動(dòng)力學(xué)分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置
3、理解顯示動(dòng)力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)噴丸強(qiáng)化分析的相互關(guān)系的設(shè)置
5、了解顯示動(dòng)力學(xué)網(wǎng)格的劃分
6、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對(duì)比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
?
ABAQUS實(shí)用子程序SPRINC提取主應(yīng)力
實(shí)用子程序SPRINC
在ABAQUS中使用UMAT子程序時(shí)有時(shí)會(huì)使用到最大主應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。通過查閱幫助文檔，ABAQUS實(shí)用子程序SPRINC可以在UMAT中計(jì)算最大主應(yīng)力和最大主應(yīng)變，SPRIND可以計(jì)算最大主應(yīng)力和最大主應(yīng)變的方向。
下面是ABAQUS幫助文檔關(guān)于實(shí)用子程序SPRINC的介紹：
SPRINC (calculate principal values)
Interface
CALL SPRINC(S,PS,LSTR,NDI,NSHR)
Variables to be provided to the utility routine
S
Stress or strain tensor.
LSTR
An identifier. LSTR=1 indicates that S contains stresses; LSTR=2 indicates that S contains strains.
NDI
Number of direct components.
NSHR
Number of shear components.
Variables returned from the utility routine
PS(I), I=1,2,3
The three principal values.
展開 基于Abaqus的工字梁靜應(yīng)力分析
對(duì)于工字梁鋼架結(jié)構(gòu)，通常都需要對(duì)鋼梁的應(yīng)力及撓度進(jìn)行分析，本案例通過Abaqus有限元分析軟件對(duì)此材料力學(xué)的問題進(jìn)行了分析，相比利用材料力學(xué)知識(shí)的理論計(jì)算，不僅結(jié)果計(jì)算準(zhǔn)確簡潔還能將結(jié)果可視化呈現(xiàn)，這也是本文采用Abaqus仿真分析的一大優(yōu)勢。
2模型建立
本案例采用的工字型鋼梁的幾何尺寸如圖1所示，其中鋼梁的材料特性如表1所示。
圖1工字型鋼梁的結(jié)構(gòu)尺寸
表1工字型鋼梁的材料特性
彈性模量E（N/m2）
泊松比μ
屈服強(qiáng)度fy（N/m2）
2.1E11
0.3
3.45E8
3.有限元建模分析
3.1單位制
這里不論是否使用abaqus軟件，只要是使用有限元仿真程序，均需要首先明確建模分析使用的單位制，保證單位制的統(tǒng)一。單位制的統(tǒng)一根據(jù)牛頓定律（F=ma）進(jìn)行相互推導(dǎo)確認(rèn)，這里不再贅述。
3.2ABAQUS建模
啟動(dòng)ABAQUS/CAE，進(jìn)入分析界面，依照有限元分析一般流程步驟：前處理→求解→后處理。我們通過工具欄的module模塊選擇part模塊進(jìn)行工字梁幾何建模，按照?qǐng)D1所示的幾何尺寸建立的模型如圖2所示。接著在property功能模塊定義工字梁的材料本構(gòu)和截面屬性，并將截面屬性賦予相應(yīng)的區(qū)域上。這里鋼梁的材料本構(gòu)選用理想的線性彈塑性本構(gòu)，即將切變模量（塑性應(yīng)變）設(shè)置為0完成材料本構(gòu)設(shè)置。應(yīng)當(dāng)注意要設(shè)置截面的屬性并給部件賦予上截面屬性。這是不同于ANSYS軟件分析流程的地方，ABAQUS不能把材料屬性直接賦予模型，而是先定義模型的截面，將材料屬性定義在截面上。之后定義裝配件并設(shè)置分析步。
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