abaqus桁架應(yīng)力
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus桁架應(yīng)力的視頻教程
ABAQUS桁架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析
通過一個桁架案例分析，教會讀者如何在ABAQUS中創(chuàng)建桁架模型，網(wǎng)格劃分，創(chuàng)建材料，載荷步，約束與載荷，然后輸入設(shè)置相關(guān)操作，輸入節(jié)點位移，單元位移與支反力
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犀牛GH桁架建模導(dǎo)入Abaqus腳本計算(進(jìn)階部分-數(shù)值積分(二))
內(nèi)容分為三大核心板塊： 一、 Grasshopper參數(shù)化建模與規(guī)范導(dǎo)出 詳細(xì)演示如何利用Grasshopper電池組完成標(biāo)準(zhǔn)桁架（上下弦、橫撐、斜撐）的參數(shù)化建模及數(shù)據(jù)組織。深入解析模型導(dǎo)入Abaqus的核心注意點：如何設(shè)置IGS/DXF導(dǎo)出選項，如何處理直線被誤認(rèn)為NURBS曲線導(dǎo)致的網(wǎng)格劃分碎裂及計算不收斂問題，以及自動縫合（縫差容差設(shè)定）的高級應(yīng)用。
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abaqus桁架應(yīng)力的實例教程
摘 要：為了確保桁架機(jī)器人在設(shè)計階段滿足模態(tài)性能要求，在設(shè)計前期需要對桁架機(jī)器人進(jìn)行模態(tài)分析研究。本文首先根據(jù)物流工廠中的實際需求，確定桁架機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)，并建立三維模型；然后基于 ABAQUS 有限元仿真平臺提取桁架機(jī)器人的前十階固有頻率以及振型；最后通過模態(tài)試驗方法對桁架機(jī)器人的實體縮小模型進(jìn)行分析。結(jié)果表明：模態(tài)試驗結(jié)果中存在四種振型與 ABAQUS 分析結(jié)果中的四種振型吻合程度較高，驗證了仿真實驗的可靠性。所做分析為避免發(fā)生共振及后續(xù)改進(jìn)等研究提供理論支持。
關(guān)鍵詞：桁架機(jī)器人；ABAQUS；模態(tài)仿真；模態(tài)試驗
0 引言
隨著“中國制造 2025”的不斷推廣，鼓勵制 造企業(yè)進(jìn)行物流智能化轉(zhuǎn)型，推動物流、智能倉儲 等物流新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用。在這個過程中，智 能物流工廠必須堅持以智能產(chǎn)品為主體，智能生產(chǎn) 為主線[1]。工業(yè)機(jī)器人是整個生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵環(huán) 節(jié)，能有效降低人工成本，提高生產(chǎn)效率。桁架機(jī) 器人也叫直角坐標(biāo)機(jī)器人，是工業(yè)機(jī)器人的一種。由于桁架機(jī)器人有著可承受重質(zhì)量運(yùn)輸、剛度大、 強(qiáng)度高、安全系數(shù)高等特點，使得它在物流工廠應(yīng) 用中的優(yōu)勢更加明顯。當(dāng)前，桁架機(jī)器人在智能制 造中有著舉足輕重的地位，它不僅大大降低了企業(yè) 總成本中的勞動力投入成本，而且顯著提高了制造 業(yè)中的生產(chǎn)效率。桁架機(jī)器人主要以直線運(yùn)動為 主，由 X，Y 及 Z 方向分別提供 3 個獨(dú)立的自由度， 完成工作空間點的定位工作。桁架機(jī)器人作為智能 物流工廠輸送線中的重要組成部分，對整個系統(tǒng)起 著至關(guān)重要的作用，必須保證桁架機(jī)器人正常工作 情況下的運(yùn)動精度及可靠性。因此，對桁架機(jī)器人 進(jìn)行模態(tài)分析的研究具有重要的意義。
國內(nèi)外學(xué)者對結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析進(jìn)行了大量研 究。
展開 桁架單元的網(wǎng)格劃分，需要局部布種，按個數(shù)為1布置，采用T3D2兩結(jié)點線性三維桁架單元。
查看位移，應(yīng)力云圖，觀察到頂部四個角點的位移最大為5.378mm，底部四個鉸結(jié)支座反力為403.7KN，四角的錐體桿件的應(yīng)力偏大。
選取下圖兩個桁架桿繪制應(yīng)力，查看數(shù)據(jù)表可知上弦桿應(yīng)力為82.741Mpa，腹桿為161.473Mpa。
來源：Building可視庫
桁架單元的網(wǎng)格劃分，需要局部布種，按個數(shù)為1布置，采用T3D2兩結(jié)點線性三維桁架單元。
查看位移，應(yīng)力云圖，觀察到頂部四個角點的位移最大為5.378mm，底部四個鉸結(jié)支座反力為403.7KN，四角的錐體桿件的應(yīng)力偏大。
選取下圖兩個桁架桿繪制應(yīng)力，查看數(shù)據(jù)表可知上弦桿應(yīng)力為82.741Mpa，腹桿為161.473Mpa。
[ 摘要 ] 針對某企業(yè)多臺聯(lián)動 CNC 車床大跨距桁架機(jī)械手機(jī)身剛度及整機(jī)穩(wěn)定性問題，基于 ABAQUS 模態(tài) 分析理論，對大跨距桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面進(jìn)行分析，比較并判別最優(yōu)橫截面材料力學(xué)性能。通過對 桁架機(jī)械手橫梁不同橫截面的有限元分析，得出其自振頻率以及前 6 階振型圖。根據(jù)企業(yè)要求，優(yōu)化橫梁 結(jié)構(gòu)，使其在滿足高精度高剛度的要求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高經(jīng)濟(jì)效益。
[ 關(guān)鍵詞 ] ABAQUS；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；模態(tài)分析；振動；桁架機(jī)械手
0 引言
桁架機(jī)械手是一種建立在直角 X，Y，Z 三 坐標(biāo)系統(tǒng)基礎(chǔ)上 [1]，可以調(diào)整零件位置，或者實 現(xiàn)零件的軌跡運(yùn)動等功能的全自動工業(yè)設(shè)備 [2]。大部分桁架機(jī)械手由直線運(yùn)動模塊組成 [3-4]。本 文針對江西贛州某自動化加工鐘表企業(yè)，實現(xiàn)自 動抓取加工表殼功能，設(shè)計出一款適用于多臺 CNC 車床的大跨距桁架機(jī)械手。該系統(tǒng)能實現(xiàn)三 臺 CNC 車床并行工作，提高工件加工生產(chǎn)效率， 但由于其桁架機(jī)械手縱梁跨度較大，故需要對其 進(jìn)行桁架結(jié)構(gòu)模態(tài)分析，并需要進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
本文大跨距桁架機(jī)械手主要由 X 軸橫梁組件、Y軸縱梁組件和支撐立柱等核心部件組成[5-6]。企業(yè)要求大跨距橫梁采用矩形橫截面，故對其橫 梁截面進(jìn)行優(yōu)化，使其在滿足高精度高剛度的要 求下，機(jī)構(gòu)重量減輕，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，提高 經(jīng)濟(jì)效益。
裝有機(jī)械臂的組件需要在 X 軸橫梁上行走， 在此過程中，會對 X 軸橫梁產(chǎn)生一定載荷，在此載荷下，機(jī)身容易發(fā)生變形，需要對對 X 軸橫梁 進(jìn)行模態(tài)分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，避免發(fā)生共振 [7-8]。
1 桁架機(jī)械手結(jié)構(gòu)
如圖 1 所示，X，Y，Z 三個方向的運(yùn)動組件 為桁架機(jī)械手的核心組件，定義規(guī)則遵循笛卡爾 坐標(biāo)系 [9-10]。
展開 ABAQUS6.14分析過程】
1. 創(chuàng)建部件
創(chuàng)建二維的線模型
從點創(chuàng)建直線，得到桁架系統(tǒng)如下圖
2. 創(chuàng)建材料和截面屬性
創(chuàng)建材料，設(shè)置彈性模量和泊松比
創(chuàng)建截面。桁架形式的梁截面
并指定截面面積是100平方毫米，且將前面的材料屬性分配給它。
將截面屬性分配給部件。
3. 定義裝配體
將該唯一的部件導(dǎo)入到裝配體。
4. 設(shè)置分析步
創(chuàng)建一個通用的靜力學(xué)分析步即可。
5. 定義載荷和邊界條件
在第一個載荷步中，添加兩個邊界條件
第一，左邊兩個節(jié)點為固定鉸支座
第二，右邊一個節(jié)點為滾動支座
在第二個載荷步中，為中間節(jié)點施加豎直向下的集中力100N
6. 劃分網(wǎng)格
每邊設(shè)置一個單元
選擇單元類型T2D2
劃分網(wǎng)格
7. 提交作業(yè)
創(chuàng)建并提交作業(yè)
8.后處理
查看節(jié)點位移
該列表對應(yīng)的節(jié)點編號如下圖
可見，加力節(jié)點的總位移是1.14微米，而右邊節(jié)點的水平位移是0.5微米。左邊兩個節(jié)點沒有位移。
約束力如下
左上節(jié)點只有水平力，24.5牛頓；
右邊節(jié)點只有豎直力，40.2牛頓。
左下節(jié)點則同時有兩個方向的力，為24.5,59.8牛頓。
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【討論與結(jié)論】
從分析結(jié)果來看，二者的結(jié)果是一致的。
從分析的過程來看，ANSYS經(jīng)典界面使用了直接建模法，而不用劃分網(wǎng)格；而ABAQUS則使用了統(tǒng)一的方式。
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abaqus桁架應(yīng)力的最新內(nèi)容
有限元后處理直接與數(shù)據(jù)圖片處理、論文撰寫相關(guān)，除了典型的應(yīng)力張量與應(yīng)變張量外，ABAQUS還提供了大量可供使用者讀取的其他應(yīng)力/應(yīng)變/損傷參數(shù)，這都有助于結(jié)果的分析。今天喵星人就教你讀懂其中的應(yīng)力、應(yīng)變及損傷的后處理細(xì)節(jié)。
一、應(yīng)力相關(guān)
根據(jù)用戶手冊及后處理分類，ABAQUS提供了三類典型的后處理變量：
1.不變量
不變量的定義是指張量在坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)下保持不變的量。這些量反映了材料內(nèi)在的力學(xué)狀態(tài)
<p><span style="color: rgba(0, 0, 0, 0.9);">應(yīng)力為典型的張量，具有明顯的坐標(biāo)相關(guān)性，大家常用查看單元應(yīng)力方向的方法為直接通過整體坐標(biāo)系判斷XYZ方向，但這種方法僅適用于實體單元，對于其他類型單元（例如殼單元、Beam單元、Truss單元、Cohesive單元等）或特殊坐標(biāo)系下的實體單元則不再適用，若仍然采用整體坐標(biāo)系判定方向則會限制對后處理結(jié)果的解讀。今天喵星人就通過一個教程帶大家學(xué)習(xí)不同類型單元的應(yīng)力方向應(yīng)該如何看
利用python腳本對ODB文件中單元集里所有積分點的應(yīng)力及應(yīng)變進(jìn)行自動提取并計算平均值
能夠得到每一幀的應(yīng)力和應(yīng)變平均值，并保存到CSV文件中
所得到的應(yīng)力包括S11,S22,S33,S12,S13,S23以及Mises七個應(yīng)力平均值，以及E11,E22,E33,E12,E13,E23六個應(yīng)變平均值
——科研到工程：Abaqus Goldak 雙橢球 + FROM FILE 實現(xiàn)可復(fù)現(xiàn)實驗結(jié)果（含 Goldak 熱源 DFLUX ）
適用人群：做焊接/鍵合殘余應(yīng)力/變形預(yù)測、增材制造熱-力場分析的工程師與研究生
代碼環(huán)境：Abaqus/CAE 2019（Python 2.7），Abaqus/Standard（DFLUX Fortran 子程序）
本文提供 兩個腳本（Abaqus/CAE
關(guān)鍵詞： Abaqus；混凝土箱梁；溫度梯度曲線；熱力耦合
橋梁結(jié)構(gòu)長期暴露在自然環(huán)境中，在我國幅員遼闊、復(fù)雜多變的地形及氣候環(huán)境下容易產(chǎn)生各種不利于結(jié)構(gòu)安全性及耐久性的問題。箱梁之于其他常見橋梁截面，具有更加復(fù)雜的溫度變化模式。相較于全部暴露在大氣環(huán)境中的I型和T型梁，箱梁的內(nèi)外表面具有明顯不同的日照溫度場，兩者相互耦合，共同作用；相較于Π型梁，日照作用下箱梁內(nèi)部空腔的初始溫度場以及底板的約束條件會影響兩側(cè)腹板的溫度應(yīng)力分布
寫在前文
嗨！老朋友們~~~又再一次與大家分享！隔了這么久沒冒泡，大家還好嗎？筆者近期在整理相關(guān)研究資料時，系統(tǒng)梳理了 Abaqus 中實體單元的分類邏輯、理論基礎(chǔ)及不同場景下的選擇策略，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有實踐中有粉絲仍存在單元類型誤用、特性理解不充分等問題。鑒于此，本文將從單元分類、選擇原則、特定場景應(yīng)用及最佳實踐等方面展開論述，旨在為從事 Abaqus 仿真分析的研究者與工程技術(shù)人員提供系統(tǒng)性參考
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：橫向為扁鋼80*6，縱向為扁鋼100*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。
[圖片]
可以輸出umat接口中的變量coords進(jìn)行查看
write(*,"(A,I4)") "npt = ", npt
write(*,"(A,3ES16.8)") "coords = ", coords
結(jié)果為：
npt = 1
coords = -5.77350269E-01 -5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 2
