abaqus約束原理的案例
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(wèn)題
同時(shí)，我們提出了一些MPC原理分析和商軟的猜測(cè)，也遇到了一些問(wèn)題，也希望有大神能解答一下：
（1） Nastran采用PARAM，MAXRATIO來(lái)設(shè)置MAX RATIO的閾值只能針對(duì)正數(shù)，但Nastran打出的PIVOT RATIO有時(shí)還有負(fù)數(shù)，這時(shí)有類(lèi)似的負(fù)數(shù)的閾值設(shè)置嗎？我們沒(méi)有找到。
（2） 如果程序來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)約束的功能，按我們的想法，應(yīng)該直接判斷MAX RATIO是否超過(guò)閾值，超過(guò)就直接自動(dòng)約束，但實(shí)際Nastran的AUTOSPC自動(dòng)約束重新計(jì)算了一個(gè)類(lèi)似MAX RATIO的Ri參數(shù)，這個(gè)Ri還與特征值有關(guān)，為什么Nastran明明簡(jiǎn)單的MAX RATIO，而要舍近求遠(yuǎn)的再求一個(gè)更復(fù)雜的Ri呢？
（3） 在此我們只討論Nastran針對(duì)這個(gè)問(wèn)題的做法，Nastran的關(guān)鍵詞更加靈活，且bdf各種參數(shù)說(shuō)明文檔相對(duì)更詳細(xì)，Abaqus暫時(shí)沒(méi)有研究過(guò)，如哪位大神也有類(lèi)似研究，歡迎不吝賜教，我們也很想知道Abaqus后臺(tái)矩陣求解的邏輯和針對(duì)高斯消元法的實(shí)際工程處理。
（4） 不了解船舶專(zhuān)業(yè)規(guī)范，但僅從原理來(lái)講，如果報(bào)錯(cuò)，一種修改方式是主節(jié)點(diǎn)直接都約束UR2和UR3，這種方式以前能算的的結(jié)果不影響，但報(bào)UR2和UR3沒(méi)約束的就可以消除UR2和UR3，得到正常的結(jié)果。從一個(gè)外行的角度覺(jué)得船舶專(zhuān)業(yè)規(guī)范太依賴(lài)Nastran的AUTOSPC功能了，上面也證明了Nastran的AUTOSPC有時(shí)也可能導(dǎo)致結(jié)果不正確，實(shí)際上可以不用管后臺(tái)到底是哪個(gè)軟件，而在規(guī)范中規(guī)定兩個(gè)端面主節(jié)點(diǎn)UR2和UR3也強(qiáng)制約束。
這些猜測(cè)具體什么原因最好的方式還是調(diào)試矩陣求解的代碼。只可惜我們沒(méi)有自己編寫(xiě)矩陣求解，為了追求穩(wěn)定和高效，我們選擇了現(xiàn)成的成熟的矩陣解算庫(kù)。
展開(kāi) ABAQUS中點(diǎn)面耦合約束的荷載單位
該同學(xué)向我提問(wèn)：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(wèn)題，就想到的肯定是N的單位（當(dāng)然經(jīng)過(guò)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(chēng)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(kāi)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(wèn)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(guò)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(hù)指定的自由度。
展開(kāi) ABAQUS嵌入約束
想問(wèn)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(guò)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
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(chēng)，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。
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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(guò)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(xiě)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(kāi) 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(kāi)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(kāi) ABAQUS中七大約束類(lèi)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(guò)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(kāi) 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(kāi)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(chēng)。
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(chēng)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(kāi) ABAQUS中的接觸和約束
來(lái)源：正脈科工 CAE
約束
?什么是約束？
?約束允許模型在節(jié)點(diǎn)之間傳遞運(yùn)動(dòng)關(guān)系
?這些關(guān)聯(lián)在模型中的自由度定義
?相反的，裝配約束僅僅是定義各部件之間的初始位置
?例如:
?綁定約束Tie
?多點(diǎn)約束MPC
?殼-實(shí)體的耦合Shell-to-solid coupling
?剛體約束等
?綁定約束
?允許將兩個(gè)區(qū)域綁定，即使兩個(gè)區(qū)域的網(wǎng)格不協(xié)調(diào)
?殼-實(shí)體的耦合約束
?將殼的邊與實(shí)體的面的運(yùn)動(dòng)耦合
?剛體約束
?允許將裝配體中的部分區(qū)域的運(yùn)動(dòng)約束到一個(gè)參考點(diǎn)上
?多點(diǎn)約束 (MPCs)
?節(jié)點(diǎn)之間可以說(shuō)是線性或非線性的約束
?線性方程是MPC的一種形式
綁定約束
?在Abaqus中，通過(guò)捆綁約束定義完全的約束行為。
?捆綁約束可以以簡(jiǎn)單的方式，將表面永久的捆綁在一起。
?容易進(jìn)行網(wǎng)格過(guò)渡。
?使用主-從公式定義基于表面的約束。
?該約束防止從屬表面和主控表面分離或產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)
?句法：
*TIE,NAME=name, ADJUST=[YES | NO],
[POSITIONTOLERANCE | TIE NSET]
SLAVE,MASTER
?POSITION TOLERANCE參數(shù)定義被綁定從屬表面節(jié)點(diǎn)與主控表面間距的容差。在此容差范圍之內(nèi)的從屬表面上的節(jié)點(diǎn)將被綁定。
?如果從屬表面上的節(jié)點(diǎn)與主控表面的間距大于該距離，從屬表面上的節(jié)點(diǎn)將不被捆綁。
?另外，可以使用TIE NSET參數(shù)，將包含從屬表面節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)集綁定到主控表面。
?如果節(jié)點(diǎn)在從屬表面上，但不在該節(jié)點(diǎn)集中，這些節(jié)點(diǎn)將不被綁定.
?ADJUST參數(shù)是可選的。
展開(kāi) ABAQUS嵌入約束，有懂得大佬能指導(dǎo)一下嗎？
想問(wèn)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(méi)有進(jìn)行基體材料參數(shù)折減呢？
【Abaqus摩擦約束算法】的類(lèi)型與應(yīng)用 ￥99.9
</p><p><br></p><p>Abaqus有標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)倫摩擦模型及其擴(kuò)展形式，除了摩擦系數(shù)，還可以考慮接觸界面的“剪力上限”、“各向異性”等因素，極大的拓展了該模型的適用性，我們可以在接觸屬性或連接器屬性中使用庫(kù)倫摩擦模型。</p><p><br></p><p> <strong>2</strong></p><p>Abaqus中的摩擦約束</p><p> </p><p><br></p><p>在Abaqus/CAE中，可執(zhí)行<a href="http://mp.weixin.qq.com/s?
展開(kāi) 
ABAQUS嵌入約束中基體材料如何處理？
想問(wèn)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)，b站上的鋼筋混凝模擬案例卻沒(méi)有對(duì)混凝土材料折減
Abaqus知識(shí)點(diǎn)講解：Constraint(約束)中的Equation類(lèi)型
[圖片]
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(guò)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(jiàn)，它們均可傳遞拉力載荷。
展開(kāi) Abaqus如何施加自定義函數(shù)的位移約束
Abaqus如何施加自定義函數(shù)的位移約束
對(duì)于有一些模型需要加載隨時(shí)間變化的載荷和約束，Abaqus提供各種定義方式，通過(guò)Amplitude來(lái)完成，本次想闡述的時(shí)加載不隨時(shí)間變化而是隨坐標(biāo)變化的約束。
建立如圖所示的模型，想對(duì)這個(gè)模型的整體在x方向施加一個(gè)隨著Y軸坐標(biāo)線性變化的位移約束，即u1=kY形式的約束。
圖1
直接施加肯定不可能，與ANSYS一樣，需要先建立函數(shù)，建立函數(shù)菜單的位置如圖2所示，在Load模塊下的Tool菜單下。
圖2
點(diǎn)開(kāi)之后如圖3所示，點(diǎn)擊Creat彈出對(duì)話框，采用Expression field的方式建立函數(shù)，并可以修改名稱(chēng)。
圖3
之后即可通過(guò)如圖4所示的界面來(lái)創(chuàng)建函數(shù)，能夠用的變量是坐標(biāo)XYZ，運(yùn)算符在右邊，坐標(biāo)采用的坐標(biāo)系可以自由選擇，默認(rèn)采用笛卡爾總體坐標(biāo)系。選擇坐標(biāo)的時(shí)候可以直接點(diǎn)選Abaqus/CAE窗口的已有坐標(biāo)系直接選擇。
圖4
創(chuàng)建完保存。
之后即可創(chuàng)建位移約束，如圖5所示，需要注意兩個(gè)東西，一個(gè)是通過(guò)Distrubition選擇剛才創(chuàng)建的函數(shù)AnalyticalField-1，另外施加u1時(shí)填入數(shù)字1的含義表示施加1倍的函數(shù)。
圖5
創(chuàng)建完之后，可以通過(guò)主菜單的View-Assembly Display Option-Attribute來(lái)設(shè)置顯示，如圖6所示。
圖6
最終加載完成如圖7所示。
圖7
很明顯隨著Y坐標(biāo)的不同而不同。
展開(kāi) 