abaqus約束主從的案例
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列47：約束關(guān)系（3）-船舶規(guī)范約束導(dǎo)致的Max Ratio問題
有限元中的約束很多場(chǎng)景大家用的是邊界中的簡(jiǎn)支、固支等約束，但從更廣泛的角度上講，只要表示一個(gè)節(jié)點(diǎn)的某個(gè)自由度依賴于其它的節(jié)點(diǎn)自由度或者取某個(gè)特定值，就可以稱為約束關(guān)系。只不過對(duì)固支、簡(jiǎn)支等直接自由度=0，在有限元中直接減縮剛度陣就行，很容易求，但對(duì)節(jié)點(diǎn)自由度相互依賴的約束關(guān)系就比較復(fù)雜了。約束關(guān)系主要有兩類。
（1） 一類是MPC點(diǎn)之間的約束。Nastran的MPC的靈活度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Abaqus，Nastran的主節(jié)點(diǎn)可以選擇123自由度，也可以對(duì)每個(gè)從節(jié)點(diǎn)設(shè)置不同的自由度，還能主節(jié)點(diǎn)和從節(jié)點(diǎn)互相包含，Abaqus更多的是只負(fù)責(zé)80%的常用應(yīng)用場(chǎng)景，復(fù)雜功能讓你編子程序，但事實(shí)上一線仿真工程師又有多少人愿意編子程序呢？這種做法導(dǎo)致雖然Abaqus無(wú)論從用戶體驗(yàn)、非線性還是商業(yè)化都比Nastran好很多，但很多線性的工程復(fù)雜問題還是沒法替代Nastran。
（2） 另一類是Contact、Tie等的面之間的約束關(guān)系。在這方面Abaqus要明顯強(qiáng)于Nastran了。
我們將用統(tǒng)一的公式來(lái)求解這兩類關(guān)系，同時(shí)也從軟件實(shí)現(xiàn)層面說(shuō)明一下針對(duì)這兩類情況的各自差異。分幾篇文章來(lái)介紹約束關(guān)系，本篇是約束關(guān)系（3）- 船舶規(guī)范約束導(dǎo)致的Max Ratio問題，這是我們碰到的1個(gè)實(shí)際的工程問題，當(dāng)自主CAE軟件往外推廣時(shí)，只要用，就會(huì)有各式各樣的問題，最基本也是最重要的一條是自主CAE軟件算出來(lái)的結(jié)果只要不符合預(yù)期或者商軟的結(jié)果，就必須要你解釋why？不會(huì)有人覺得商軟或者建模等等有問題，無(wú)一例外都默認(rèn)是自主軟件的錯(cuò)。不過這也正常，一開始商軟推廣也是這么過來(lái)的，就是現(xiàn)在，如果商軟客戶提出問題，一般商軟技術(shù)支持的響應(yīng)速度也是必須要在24個(gè)小時(shí)內(nèi)回復(fù)。
展開 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 ABAQUS中點(diǎn)面耦合約束的荷載單位
該同學(xué)向我提問：在ABAQUS中，點(diǎn)面耦合時(shí)在點(diǎn)上施加的力荷載是N的單位還是Pa的單位呢？
我當(dāng)時(shí)一看到這個(gè)問題，就想到的肯定是N的單位（當(dāng)然經(jīng)過試驗(yàn)這也確實(shí)是正確答案，如果大家只是看答案的話，那么接下來(lái)的內(nèi)容也不必再看了，感謝大家），畢竟施加的荷載名稱是concentrated force，并且我們平時(shí)在給耦合點(diǎn)施加位移荷載時(shí)，得到的反力也是N的單位。但是該同學(xué)糾結(jié)于一句話，那就是點(diǎn)面耦合之后，我加到點(diǎn)上的荷載，就相當(dāng)于加到面上，那是不是我施加到面上的每一點(diǎn)荷載都是N，那么分布開來(lái)應(yīng)該是N/m2，或者N/mm2，即壓強(qiáng)單位。
想解答這個(gè)疑問其實(shí)很簡(jiǎn)單，只需要建立三個(gè)簡(jiǎn)單的模型（其實(shí)更簡(jiǎn)單的方法只需要建一個(gè)表面比單位尺寸（1*1）大一定數(shù)量的塊體，而后通過對(duì)耦合點(diǎn)施加力荷載，看其結(jié)果分析量級(jí)即可知道答案，但是為了防止偶然性（即單位尺寸的模型），本帖借鑒”Yy“同學(xué)的做法，建立三個(gè)模型），模型如下：建立100*100*100mm的立方體，隨便給一個(gè)材料，立方體下表面完全約束，三個(gè)模型網(wǎng)格尺寸相同，分別施加三種上表面力荷載：
1，點(diǎn)面耦合的模型，在耦合點(diǎn)施加數(shù)值為-200的荷載，如下所示：
最終得到應(yīng)力狀態(tài)如下：
此結(jié)果的點(diǎn)面耦合為運(yùn)動(dòng)分布，運(yùn)動(dòng)學(xué)耦合將耦合節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)約束為參考節(jié)點(diǎn)的剛體運(yùn)動(dòng)。該約束可以應(yīng)用于耦合節(jié)點(diǎn)上相對(duì)于全局或局部坐標(biāo)系的用戶指定的自由度。
展開 ABAQUS標(biāo)準(zhǔn)插件與自定義主窗口插件的轉(zhuǎn)化方法
“在以前發(fā)布的文章以及以后將要發(fā)布的文章中, 將會(huì)存在非常多了ABAQUS插件程序, 由于我使用的是自定義的主窗口做的開發(fā)工作, 有的讀者可能發(fā)現(xiàn)了直接下載的插件并不能直接作為ABAQUS標(biāo)準(zhǔn)插件使用, 我將在這篇文章里提供這兩類插件的轉(zhuǎn)化方法, 以供大家參考. ”
以下將就ABAQUS標(biāo)準(zhǔn)插件和自定義主窗口插件做一下簡(jiǎn)要介紹:
01
—
ABAQUS標(biāo)準(zhǔn)插件(standard)
在這篇文章里, ABAQUS標(biāo)準(zhǔn)插件即通過ABAQUS RSG工具設(shè)計(jì)生成并保存為standard plug-in類型的插件. 其一般的存儲(chǔ)位置有兩個(gè):
當(dāng)前工作目錄
根目錄, 根目錄一般位于C盤相應(yīng)用戶文件夾內(nèi), 如在我的電腦里, ABAQUS插件根目錄為: C:\Users\Group\abaqus_plugins
02
—
自定義主窗口插件(custom)
顧名思義, 自定義主窗口插件即主要用于自定義的主窗口GUI的插件.
一般情況下, 同樣需要使用ABAQUS RSG工具生成后并進(jìn)行相應(yīng)的修改, 才可以作為自定義主窗口插件使用.
自定義主窗口和一個(gè)正常的ABAQUS主程序在本質(zhì)上是一致的, 它完全可以像正常的ABAQUS主程序一樣使用ABAQUS標(biāo)準(zhǔn)插件(位于當(dāng)前工作目錄和根目錄下的).
展開 
Ls-Dyna復(fù)合材料任意主方向定義（類似Abaqus離散化方向定義） ￥9.9
<p>對(duì)于擁有復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料薄板，通常需要定義一個(gè)變化的材料主方向，下面介紹在Lspp中如何定義。</p><ul><li>對(duì)于任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的平面，劃分網(wǎng)格后，每個(gè)網(wǎng)格的方向是根據(jù)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)得到的，總體上呈現(xiàn)隨機(jī)性。</li></ul><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png" style="text-align: center" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png?
展開 ABAQUS嵌入約束
想問下大佬們，abaqus用嵌入約束的話基體部分與嵌入材料相交的區(qū)域還參與計(jì)算嗎？查閱到文獻(xiàn)上說(shuō)要對(duì)基體材料數(shù)據(jù)進(jìn)行折減，不太明白這個(gè)嵌入約束??
abaqus過約束
168 nodes may not be used with a multi-point constraint since they are also part of pretension section. The nodes have been identified in node set ErrNodeMPCPretenSec
基于塑性損傷模型（CDP）FRP約束混凝土ABAQUS有限元模型 ￥12.99
本模型為基于CDP的FRP約束混凝土ABAQUS有限元模型
1. 在部件的建立上，使用殼體模擬FRP，實(shí)體模擬混凝土
2. 在材料屬性上，混凝土采用CDP模型，基于混規(guī)。FRP材料的單層板模型，并且采用常規(guī)殼方式進(jìn)行鋪層，自定義了“離散”坐標(biāo)系。
3. 在分析部上，打開幾何非線性，輸出參考點(diǎn)RP-1的力和位移。
4. 在相互作用上，將加載力的平面耦合到參考點(diǎn)RP-1上，并將FRP與混凝土進(jìn)行綁定
5. 在荷載上，對(duì)混凝土底端進(jìn)行完全固定，限制上表面除了U3方向其他方向的位移。給予U3方向一定位移，采用位移加載。
6. 在網(wǎng)格部分，混凝土采用C3D8R，F(xiàn)RP采用S4R。
得到模型后，可以根據(jù)FRP層數(shù)、材料屬性進(jìn)行修改，根據(jù)混凝土實(shí)際強(qiáng)度進(jìn)行修改，輸出應(yīng)力應(yīng)變曲線或者其他需要的部分即可
以下為模型的CAE文件：
展開 ABAQUS中剛體約束介紹
選擇完成如下圖所示：
此時(shí)Region顯示被約束的區(qū)域set名稱，Point狀態(tài)為Picked。
6
另外，在參考點(diǎn)定義中，如果勾選Adjust point to center of mass at start of analysis時(shí)，ABAQUS可自動(dòng)將參考點(diǎn)定位到剛體約束中的計(jì)算質(zhì)心位置處。
7
最后，如果進(jìn)行完全耦合的熱應(yīng)力分析中需要定義剛體約束時(shí)，可通過勾選Constrain selected regions to be isothermal實(shí)現(xiàn)等溫的剛體約束。
以上就是ABAQUS中定義剛體約束的方式，下一期將會(huì)匯總剛體部件和剛體約束的區(qū)別和聯(lián)系。另外，今天在文末列出了近期由ABAQUS模擬沖擊延伸而寫的文章，歡迎大家點(diǎn)擊閱讀。
本文來(lái)自ABAQUS微信公眾號(hào)
展開 ABAQUS中的接觸和約束
?嚴(yán)格的主從格式
?另外一種是面對(duì)面約束方法
?Abaqus/Standard中使用的嚴(yán)格的主/從計(jì)算公式具有許多假設(shè)
?從屬表面的節(jié)點(diǎn)不能穿透到主控表面。
?主控表面的節(jié)點(diǎn)可以穿透到從屬表面
?接觸方向通常是主面的法向
?沿著主面法向檢查接觸狀態(tài)
?法向接觸力通過法向傳遞。
?摩擦力通過接觸面的切向傳遞.
?接觸中殼厚度的考慮
?默認(rèn)的，除了finite-sliding, node-to-surface 接觸，Abaqus在接觸計(jì)算中考慮殼的厚度.
FRP格柵約束混凝土板四點(diǎn)彎曲ABAQUS模型 ￥11.99
在建立模型時(shí)候，采用的是1/4模型進(jìn)行建立，這樣可以減少模型的計(jì)算時(shí)間，是一種高效的ABAQUS建模方法。在Part部分，C代表的混凝土板，F(xiàn)RP-Jing和FRP-Wei分別代表徑向和緯向的FRP格柵支，目的是為了區(qū)別兩個(gè)方向的FRP的性能不一致。L代表的是支座和加載塊，按照離散剛體建立。
在屬性部分，混凝土采用塑性損傷模型，具體的模型在付費(fèi)內(nèi)容中提供了Excel表格，直接輸入抗壓強(qiáng)度即可替換。FRP的材料按照彈性材料進(jìn)行輸入，并按照最大的抗拉強(qiáng)度作為結(jié)束點(diǎn)。
在裝配部分，是1/4模型，并且建立參考點(diǎn)，為了施加荷載，建立參考點(diǎn)。并且為了網(wǎng)格的劃分，相應(yīng)的切割混凝土板，使得混凝土板的網(wǎng)格和加載塊的網(wǎng)格對(duì)齊。
分析步時(shí)候采用靜力，通用，打開幾何非線性，并且設(shè)置合適的增量步數(shù)和增量步大小，矩陣存儲(chǔ)選擇非對(duì)稱。
在相互作用部分建立支座及加載塊與混凝土塊的面面接觸，并且對(duì)FRP格柵采用內(nèi)置于混凝土板內(nèi)，不考慮其粘結(jié)滑移。
在荷載部分，因?yàn)椴捎玫?/4模型，因此對(duì)兩個(gè)對(duì)稱面要分別設(shè)置XSYMM和YSYMM，并且在支座的參考點(diǎn)設(shè)置約束U1U2U3UR1,并且在加載點(diǎn)設(shè)置位移加載
其余更多細(xì)節(jié)再付費(fèi)部分
付費(fèi)部分提供了該模型的CAE和混凝土塑性損傷模型的Excel
展開 
ABAQUS中七大約束類型
1.tie -綁定約束：作用是將模型的兩部分區(qū)域綁定在一起，二者之間不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相當(dāng) 于焊在一起。
2.rigid body--剛體約束--使一個(gè)模型區(qū)域剛體化，這個(gè)區(qū)域可以是一系列節(jié)點(diǎn)，單元等 ，剛體域內(nèi)節(jié)點(diǎn)，單元不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，跟隨指定的參考點(diǎn)發(fā)生剛體位移。
3.display body--顯示體約束 不參與分析，不劃分網(wǎng)格。和剛體約束一樣，可整體發(fā)生剛性位移。
4 耦合約束--coupling 和控制點(diǎn)配合使用，可分為運(yùn)動(dòng)耦合和分布耦合，運(yùn)動(dòng)耦合指約束區(qū)域內(nèi)的耦合節(jié)點(diǎn)相對(duì)于控制點(diǎn)的剛體運(yùn)動(dòng)；分布耦合主要是通過控制點(diǎn)給約束區(qū)域內(nèi)的耦合節(jié)點(diǎn)傳遞力或力矩。
展開 【Abaqus摩擦約束算法】的類型與應(yīng)用 ￥99.9
</p><p><br></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/202103/imgs/718a3028a0404acf91e4ce8c0a492702"></p><p class="ql-align-center"><strong>Abaqus中的摩擦約束</strong></p><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify">最具迷惑性的是另外三個(gè)選項(xiàng)，實(shí)際上這和接觸界面法向約束建立時(shí)的算法選擇以及不同求解器是有對(duì)應(yīng)關(guān)系的，在幫助文檔里面有非常全面的解釋，下面的導(dǎo)圖和表格是我做的一個(gè)簡(jiǎn)要總結(jié)，更詳細(xì)的內(nèi)容請(qǐng)參考Abaqus用戶手冊(cè)。
展開 ABAQUS嵌入約束，有懂得大佬能指導(dǎo)一下嗎？
想問一下大佬們，用abaqus嵌入命令，嵌入?yún)^(qū)域的基體體積是否會(huì)被嵌入材料替代還是在后處理時(shí)依舊參與計(jì)算？我看到有些文獻(xiàn)需要采用基體材料參數(shù)折減處理，不是很明白這一點(diǎn)[笑哭][笑哭]?，但是b站上鋼筋混凝土的例子為什么沒有進(jìn)行基體材料參數(shù)折減呢？
ABAQUS-MPC各種約束搞清楚了嗎？
那么這么多種約束各適用于什么情況，對(duì)于承載又有什么區(qū)別呢？今天就用一個(gè)shell單元的簡(jiǎn)單案列和大家一起探討一下。
圖1 三維模型
如圖一的T形連接件，通常實(shí)際工程結(jié)構(gòu)是焊接件，但在有限元分析中，我們?nèi)绾翁幚磉@種連接呢？通常我們會(huì)用共節(jié)點(diǎn)來(lái)處理，共節(jié)點(diǎn)把兩部分當(dāng)成一個(gè)部件，可以考慮連接處的變形。但也有時(shí)候，要實(shí)現(xiàn)共節(jié)點(diǎn)，需要較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行前處理，因此考慮用MPC來(lái)進(jìn)行連接。今天對(duì)于這個(gè)薄壁件（壁厚1mm），我建立6個(gè)模型分別是：1 共節(jié)點(diǎn)2kinematic coupling 3MPC BEAM 4MPC Link 5 MPC Tie 6 MPC Pin ，分別用7種方式處理這個(gè)連接，每個(gè)模型建立三個(gè)分析步，第一個(gè)分析步施加拉伸載荷，第二個(gè)分析步施加豎向載荷產(chǎn)生彎矩，第三個(gè)分析步施加扭轉(zhuǎn)載荷，如圖二所示。
圖2 三種載荷工況
結(jié)果分析
求解過程中，使用MPC-Pin和MPC-Link的兩個(gè)模型算到第二步（彎曲載荷）時(shí)第一個(gè)增量步不收斂，其余模型順利計(jì)算完成。究其原因，我們知道桿單元是不能承受彎曲載荷的，這里的Link便是將兩節(jié)點(diǎn)使用剛性桿單元連起來(lái)，而Pin是將兩節(jié)點(diǎn)的三個(gè)平移自由度綁定到一起，也不能承受彎曲載荷。同樣扭矩載荷也是不收斂的。
再看看拉伸載荷工況結(jié)果：6種處理方式在拉伸載荷下結(jié)果幾乎是一致的，可見，它們均可傳遞拉力載荷。
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