abaqus 平板應力的案例
ANSYS與ABAQUS比較之實例8---帶孔平板的熱應力分析1
本博文是關于ANSYS與ABAQUS比較之系列博文，本例子使用ABAQUS做熱應力分析，后面會使用ANSYS對同一個問題做熱應力分析。
【問題描述】
一個帶孔平板結構如下圖
該平板上邊沿固定，左右兩邊是滾動支座支撐。該板的初始溫度是25度，現(xiàn)在要求當溫度升高到150度時，板中的應力分布。
已知：材料的彈性模量是2e9pa, 泊松比是0.3,熱膨脹系數(shù)是1.35e-5/度。
【問題分析】
1.
分析類型。這是一個平面應力問題，應力的產(chǎn)生是因為溫度的變化導致產(chǎn)生了熱應變，而該熱應變又被約束限制導致熱應力的產(chǎn)生。
2.
非線性考慮。只有一個物體，不存在接觸非線性；沒有材料非線性；沒有幾何非線性。總之，這就是一個最簡單的線彈性分析。
3. 幾何建模。由于該結構左右對稱，只取一半研究。
4.
邊界條件。除了常規(guī)的位移邊界條件以外，對該板施加預定義溫度場25度，而在第一個分析步修改該溫度場的溫度為150度。
【求解過程】
1. 創(chuàng)建部件
只取一半建模，它是一個二維的可變形部件。
2. 定義材料屬性
只需要定義彈性模量，泊松比及線膨脹系數(shù)。
3. 定義截面屬性
創(chuàng)建均質的實體截面，并將上述材料屬性賦予給它，然后將該截面屬性賦予給前面的部件。
4. 裝配部件
唯一的部件，導入到裝配即可。
5.設置分析步
兩個分析步。
新創(chuàng)建的分析步是最一般的靜力學通用分析步。
6.定義載荷和邊界條件
首先定義位移邊界條件，在初始分析步中，固定上邊，左右兩邊施加X方向的位移限制。
使用預定義場確定溫度。
對整塊板施加25度的初始溫度。
展開 帶孔平板結構的應力分析
今天介紹一個簡單的應力分析實例，幫助同學們初步了解WELSIM建模和分析的基本步驟，掌握應力問題的分析方法。在軟件安裝以后，會在安裝目錄中的data文件夾中找到幾何文件planeWithCornerHole3d.step。
問題的描述
一個承受拉力的平板，在其中心位置有一個小圓孔，結構尺寸如圖所示。要求分析圓孔應力集中處的Mises應力。材料屬性： 彈性模量 E= 200GPa, 泊松比為0.33。拉伸載荷： p=100 MPa。平板厚度： 5。
提示： WELSIM中的量都沒有單位，用戶應自己保證量綱的一致性。
建模要點
1) 通過簡單的力學分析，可以知道該問題屬于平面應力問題，在WELSIM里面不做簡化，還是用3D實體單元分析。
2) 基于結構和載荷的對稱性，可以只取模型的1/4進行分析。
啟動WELSIM
有以下兩種方法，可以任意選一種。
1. 雙擊桌面WELSIM v1.0的快捷方式圖標。
2. 在Windows操作系統(tǒng)中選擇：[開始]->[程序]->[WELSIM]->[WELSIM v1.0]。
啟動WELSIM后，出現(xiàn)程序的主窗口界面。在窗口的頂端位置的工具欄點擊 “New”按鈕，如果您使用的是已經(jīng)激活授權的版本，就會建立一個初始化的項目。如下圖所示：
導入部件
在工具欄中點擊”Import”按鈕，并讀取CAD模型文件 planeWithCornerHole3d.step，模型讀取后會顯示在圖形窗口。
網(wǎng)格劃分
WELSIM v1.0采用全自動網(wǎng)格劃分的方式。用戶可以控制網(wǎng)格密度和單元類型。這里我們設置最大單元尺寸”Maximum Size”為2，其他不做修改。
點擊工具欄中的網(wǎng)格劃分按鈕，系統(tǒng)將會生成默認的Tet10單元網(wǎng)格。
展開 三維平板堆焊焊接及殘余應力分析
利用ANSYS經(jīng)典進行三維平板堆焊焊接及殘余應力分析。
關鍵詞：焊接分析 高斯熱源 熱分析 移動熱源 殘余應力分析 ANSYS經(jīng)典 焊接熔池
如果反響不錯，下次再出個WORKBENCH的版本和視頻
計算分析講解演示視頻：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10105
【算例驗證】圓平板彎曲的撓度和應力計算
一、問題描述
一個圓平板。圓平板半徑R= 100 mm，厚度t = 10 mm，受到均布壓力的作用，壓力p= 2 MPa圓平板材料為鋼材，彈性模量E = 200 GPa，泊松比u = 0.3。計算圓平板的撓度和應力。
二、問題分析
由于板很薄，采用帶厚度的板殼單元模型計算。分別采用ANSYS經(jīng)典版和Workbench版進行分析。
三、計算結果
取5 mm、10 mm、20 mm和40 mm的單元尺寸，對圓平板進行單元離散，對比單元尺寸對計算結果的影響。
四、命令流
/PREP7
ET,1,SHELL281 !SHELL181或SHELL281
KEYOPT,1,8,2 !
展開 
冠脈支架平板支撐力abaqus仿真分析 ￥19
平板支撐力和徑向支撐力是評估冠脈支架力學性能的兩個重要方法，研究表明兩種測試方法在表征冠脈支架力學性方面表現(xiàn)出一致性。平板支撐力的方法較容易實現(xiàn)，具體方法如圖0.1所示，在拉伸實驗機上下夾頭分別安裝平板，將被測支架放置于下支撐板上，設置拉伸實驗機下壓的速度，上壓板開始接觸支架到壓縮到一定行程，傳感器記錄該過程的位移和力的數(shù)據(jù)。由于上述壓縮是一個緩慢的過程，可以認為壓縮速度不對測試結果造成明顯偏差，即認為是一個準靜態(tài)過程，利用ABAQUS靜力學模塊可以模擬該過程。
圖0.1平板支撐力測試示意圖
圖0.2 CAE模擬平板支撐力的壓縮過程
最常困惑產(chǎn)品開發(fā)者的不僅是測試周期的漫長，因為從設計，采購物料，加工，測試是非常消耗時間的，但是這個過程可以通過有限元的方法來縮減開發(fā)周期及減少迭代的次數(shù)；另一個困惑是產(chǎn)品性能的確定，支架的支撐力越大越好還是越小越好？當然是合適最好，但是如何確定一個安全，可靠，有效的性能參數(shù)比產(chǎn)品的實際測試要更復雜一些。
下面主要詳解幾點：
1.通過step by step詳細介紹支架平板支撐力的仿真過程
2.仿真使用的材料參數(shù)是如何通過測試獲得的
3.如何定義支架的力學性能參數(shù)
展開 基于hyperstudy+abaqus的平板一階模態(tài)優(yōu)化
本案例的目的在于如何用hyperstudy+abaqus實現(xiàn)平板一階模態(tài)頻率提升。目標：一階模態(tài)下的頻率值最大化。約束條件是：總質量盡量不超過初始值。變量：平板的料厚。
基于ABAQUS圓壓頭與平板的接觸分析 ￥10
本案例主要是在ABAQUS中完成整個圓壓頭與平板的接觸分析，通過本案例的學習幾乎可具備使用ABAQUS分析一般的工程應用。下一個案例就是同樣對圓壓頭與平板的接觸分析，采用的軟件是Hyperworks+ABAQUS，前處理是在Hyperworks中完成，求解計算在ABAQUS中完成。
彈丸沖擊侵徹平板（ABAQUS 6.16幫助文檔第2.1.4節(jié)）
本文手工翻譯自ABAQUS 6.16幫助文檔第2.1.4節(jié)，未經(jīng)許可，請勿轉載！
?有需要幫助文檔示例翻譯的朋友，可直接評論區(qū)留言！
提醒：點擊文中超鏈接可直接下載相應inp文件
關鍵詞：沖擊 漸進損傷失效模型 節(jié)點侵蝕（nodal erosion） 通用接觸算法 Abacus/Explicit
傳送門：第2.1.3節(jié) 剛性彈丸對板材的侵徹分析
https://www.yqgqt.org.cn/post/1926993
本示例驗證了通用接觸算法（general contact algorithm）具備模擬高速沖擊過程中多個接觸體表面侵徹的能力。本示例模擬了速度為2000m/s的圓柱形彈丸以傾斜角度沖擊裝甲平板的過程。彈丸和鋼板均采用相同的材料模型——漸進損傷的失效模型。
一、問題描述
未變形的網(wǎng)格單元如圖2.1.4-1所示。
裝甲平板的厚度為3毫米。為了簡化分析，僅對裝甲平板上的一個相對較小的矩形區(qū)域進行建模，該分割出的小區(qū)域的三個面的邊界條件設置為完全固定，剩余一面設置為沿y軸對稱。
彈丸的長度為10毫米，半徑為1毫米，初始速度為2000 m/s。圓柱狀彈丸的軸線與裝甲平板的垂直方向呈20°夾角，且彈丸的初始速度方向與其軸線方向一致僅對彈丸的一半進行建模，并指定該部分沿y軸對稱。
裝甲平板和彈丸的材料屬性完全相同，包括楊氏模量210GPa、泊松比0.3和密度7800kg/m3。材料的屈服應力被定義為在不同等效塑性應變率下的等效塑性應變的函數(shù)。材料定義還包括了漸進損傷的失效模型，因而在分析過程中Abacus/Explicit會將失效的網(wǎng)格單元移除。
展開 平板焊接仿真分析-基于Abaqus的用戶自定義子程序（DFLUX） ￥5
本文使用到的軟件版本如下：
Abaqus 2019
Intel Visual Fortran 2016
Microsoft Visual Studio 2015
2. 本文采用的熱源模型為：雙橢球形熱源模型
3. 建立模型提交Job之前依次安裝Abaqus、VS和Fortran，并做好相關配置。
最后的仿真結果如下：
有限元主要建模過程：
1. Part模塊
類型為：3D Deformable
2. Property模塊
設置材料的密度、彈性、塑性、熱傳導率、熱膨脹系數(shù)、比熱、潛熱
3. Step模塊
建立兩個分析步，分別為Heating和Cooling，類型為Coupled temp-displacement，分析步時間分別為20、600。
4. Interaction模塊
設置表面對流換熱條件和熱輻射條件
5. Load模塊
定義體熱源和預定義溫度場
6. Mesh模塊
選擇單元類型為Coupled Temperature-Displacement（C3D8T）
7. 編輯模型屬性（Model-->Edit Attributes）
設置絕對零度(-273.15)和波爾茨曼常數(shù)(5.67E-8)。
8. Job模塊
建立Job，在General選項卡添加User subroutine file（Fortran文件），并提交。
展開 abaqus纖維復合材料平板件熱固化仿真，chile模型! ￥200
abaqus纖維復合材料平板件熱固化仿真，chile模型!
內附模型，子程序，學習資料，ODB文件!
abaqus經(jīng)典案例——平板雙層焊接inp文件及子程序 ￥5
附件為平板雙層焊接inp文件及相應的子程序文件
事半功倍：Abaqus層壓板自動建模python腳本（一）矩形平板 ￥100
（尚未做成GUI界面形式，感興趣的可以自己嘗試）
1.功能介紹
這段腳本的功能如下：
平板參數(shù)化幾何建模
自動幾何切分
支持插入層間內聚力層
自動賦屬性
注意，該腳本為入門腳本，僅作示例，不包含網(wǎng)格劃分、網(wǎng)格設置、邊界、載荷、分析步等設置，感興趣的可以自行添加，so easy!
腳本執(zhí)行效果如下：
自動生成幾何并切分
自動賦屬性
2.如何使用？
方法1：file菜單，選擇run script，然后選擇該腳本即可。
方法2：直接復制代碼，粘貼在Abaqus CAE主界面下方的命令行，回車即可。
3.注意事項
僅適用于矩形平板
參數(shù)設定時，板厚、鋪層厚、鋪層數(shù)一定要匹配
僅支持1種層板材料+1種界面材料
4.如何獲取源代碼？
敲代碼不易，收點小費用。支付后可直接下載源代碼。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例4---圓壓頭與平板的接觸分析1
本文是ANSYS與ABAQUS比較之系列篇，本文是第四篇，關注的是在接觸分析方面二者的異同。
由于分析比較復雜，該比較分為兩篇來說明。本篇1是使用ABAQUS進行求解的過程，下篇2則是用ANSYS求解的過程，比較的結果將在下篇2中給出。
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【問題描述】
一半徑為10mm的圓形薄片，壓在一90mm*30mm的矩形板頂邊中間。在圓片上施加一個6KN的集中力，使得圓片壓在矩形板上，現(xiàn)在要求分析模型的受力狀態(tài)。
已知：矩形板材料為鋼材，彈性模量為210GPA,泊松比為0.3；圓形薄片相當剛硬，可以看做是剛體；在圓片和矩形板之間沒有摩擦。
（該問題來自于張建華，丁磊的《ABAQUS基礎入門與案例精選》，電子工業(yè)出版社，2012.6）
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【ABAQUS6.14的求解要點】
本問題是一個靜力學問題，而且屬于一個平面應力問題，對于板使用平面應力單元，對于圓形薄片則使用解析剛體。
該問題還是一個接觸分析問題，它是非線性問題的一種。對于接觸設置為無摩擦的接觸。
由于結構關于Y軸對稱，為了提高計算效率，可以進一步只取右半邊來分析。
為了保證接觸收斂，在加載時，使用兩個分析步，第一個分析步加載10N，第二個分析步加載到6KN。
【ABAQUS6.14的求解過程】
1 創(chuàng)建部件
本步驟要創(chuàng)建圓形薄片和矩形板，由于對稱，都只創(chuàng)建一一半。
對于圓形薄片，使用解析剛體，以表達其不可變形的效果。
展開 ABAQUS焊接模擬-平板對接生死單元填充焊料（CAE操作）
本文通過ABAQUS熱力耦合方式講解填充焊料焊接（MIG、MAG、埋弧焊等）模擬過程，主要是運用生死單元，分析步和modelchange以及子程序的相互配合來實現(xiàn)焊料的及時添加。
詳細操作視頻講解請查看：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10139
啥也不說了，先上圖，本例子只是操作的講解，所以生死單元分的比較粗，自己做的話可以細化，這樣更接近于實際：
主要的關鍵操作如下：
1、分析步方面：建立多個分析步，先殺死所有焊接單元，然后挨個激活+焊接，即先激活第一個焊接單元，然后再焊第一個焊接單元；再激活第二個焊接單元，焊第二個焊接單元......如此循環(huán)下去，一直到激活最后一個焊接單元，焊接最后一個焊接單元，最后冷卻，也可以每焊完一個焊接單元就冷卻一定的時間，都行，本例子為了簡化，就中間的冷卻分析步給省略了。分析步如圖所示：
2、接觸模塊：創(chuàng)建3種接觸，第一種是modelchange，用來殺死和激活單元的；第二種是對流；第三種是輻射。對流和輻射由于每激活一個單元，表面就改變，所以要建立多個對流和輻射。modelchange、對流和輻射要與分析步對應。接觸如圖所示：
剩下來其他的都差不多，在此就不多說了。
本例僅供參考，如若有錯誤，歡迎指正。本人QQ:289328659，歡迎交流。
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展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例4---圓壓頭與平板的接觸分析2
（13）求解完成后查看后處理，查看變形和應力，這時我們發(fā)現(xiàn)，雖然可以求解完成，但是半圓形剛性體的位移為2038.6m，產(chǎn)生了剛性位移，也就是說，半圓和長方形并沒有接觸上。接著將需要修改接觸設置，先修改接觸表面類型，設置為Adjust to touch，也就是允許調整模型的間隙到剛剛接觸，然后再次進行計算。
（14）查看變形，變形最大值為0.17534mm
（15）查看應力，應力最大值為902.81MPa
4.Abaqus與ANSYS的結果分析及討論
（1）從收斂上看，二者都能快速收斂；
（2）從結果上看，由上篇在ABAQUS中計算得出的應力為606.5MPa，而在ANSYS中得出的應力為902.81MPa，ANSYS計算的米塞斯應力是ABAQUS計算的米塞斯應力的1.5倍，這相對誤差是比較大的，至于哪個軟件計算的值更接近真實應力，此時無法比較，因為材料已經(jīng)屈服，除非設置材料的塑性行為，且與實驗做比較才知道誰更接近真實值，有興趣的朋友可以對比下。
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【李祖吉】
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
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