abaqus 坐標軸
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus 坐標軸的實例教程
ABAQUS中殼的材料方向
當結構一個方向的尺度（厚度）遠小于其它方向的尺度，并忽略沿厚度方向的應力時，可以用殼單元進行模擬。在ABAQUS中具有兩種殼單元：常規的殼單元和基于連續體的殼單元。
與實體單元不同，每個殼體單元都使用局部材料方向。
1、默認的局部材料方向
局部材料的1和2方向位于殼面內，默認的局部1方向是整體坐標1軸在殼面上的投影，如果整體1軸垂直于殼面，則將整體3方向投影到殼面形成1方向，殼面的正法線方向為3方向，對于殼面內的2方向，利用3x1=2方向（3方向叉積1方向）確定。即局部的1、2、3方向構成右手坐標系。
然而，在更多的情況下，利用默認的局部材料設置并不能順利完成定義，尤其是對于曲面、圓筒等結構，而此時就需要利用其它方法定義合適的材料方向。
2、可變的材料方向
應用局部的直角、圓柱或者球坐標系，可以代替整體坐標系，如下圖所示。定義局部坐標系（x',y',z'）的方向，并使局部坐標軸的方向與材料方向一致。為此，必須先指定一個最接近垂直于殼體的局部軸，以及繞該軸的旋轉量（如果需要）。ABAQUS按照坐標軸的循環順序（1,2,3）及用戶的選擇將坐標軸投影到殼體上，從而構成材料的1方向。例如，如果選擇了x'軸，ABAQUS將y'軸投影到殼體上而構成材料的1方向。由殼法線和材料1方向的叉積來確定2方向。
如果這些局部坐標軸沒有建立理想的材料方向，就需要用到前面設置的繞軸轉動了。在將軸投影前，先按照該轉動量進行轉動，然后投影得到最終的局部材料方向。
展開 在ABAQUS中具有兩種殼單元：常規的殼單元和基于連續體的殼單元。
與實體單元不同，每個殼體單元都使用局部材料方向。
1、默認的局部材料方向
局部材料的1和2方向位于殼面內，默認的局部1方向是整體坐標1軸在殼面上的投影，如果整體1軸垂直于殼面，則將整體3方向投影到殼面形成1方向，殼面的正法線方向為3方向，對于殼面內的2方向，利用3x1=2方向（3方向叉積1方向）確定。即局部的1、2、3方向構成右手坐標系。
然而，在更多的情況下，利用默認的局部材料設置并不能順利完成定義，尤其是對于曲面、圓筒等結構，而此時就需要利用其它方法定義合適的材料方向。
2、可變的材料方向
應用局部的直角、圓柱或者球坐標系，可以代替整體坐標系，如下圖所示。定義局部坐標系（x',y',z'）的方向，并使局部坐標軸的方向與材料方向一致。為此，必須先指定一個最接近垂直于殼體的局部軸，以及繞該軸的旋轉量（如果需要）。ABAQUS按照坐標軸的循環順序（1,2,3）及用戶的選擇將坐標軸投影到殼體上，從而構成材料的1方向。例如，如果選擇了x'軸，ABAQUS將y'軸投影到殼體上而構成材料的1方向。由殼法線和材料1方向的叉積來確定2方向。
如果這些局部坐標軸沒有建立理想的材料方向，就需要用到前面設置的繞軸轉動了。在將軸投影前，先按照該轉動量進行轉動，然后投影得到最終的局部材料方向。
abaqus中殼的局部材料方向.pdf
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SAMP-1模型允許用戶直接輸入單軸拉伸、單軸壓縮、雙軸拉伸及純剪切四條不同應力狀態下的屈服曲線，并根據加載路徑自動插值構建動態的三維屈服面。
該有限元模型為軸對稱模型，并且由于坯料的中間面是一個對稱平面，因此只包含了坯料的上半部分。在Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit的模擬中，均使用了軸對稱CAX4R單元：這是一種具有單個積分點和“沙漏控制”的四節點四邊形單元，用于控制由完全減縮積分引起的偽機制。選擇此單元是因為對于涉及非線性本構行為的問題來說，它的計算成本相對較低。
如果以往下的位移為橫坐標，加的力為縱坐標，那么畫出一條曲線大體如下：
力一開始隨著位移增加而增加，知道頂點A，當過了頂點再往下壓時，生活常識告訴我們不需要那么大的力也能往下壓了，此時力隨位移減小直到在水平位置的力變為0。
此時1軸與2軸方向為剖面的1軸與2軸方向，而在后處理的應力張量中，1方向代表著軸向，且無22和33方向的應力分量，這種前后處理符號不一致的情況一定要小心。
(3) 調整兩球位置：點擊【Translate Instance】，選擇“Ball-1”，沿X軸方向移動至坐標（0,0,0）（球心位于球桌上表面上方26mm）；選擇“Ball-2”，沿X軸正方向移動至坐標（1270mm,0,0）（兩球球心間距1270mm），確保兩球球心連線沿X軸方向。
長度、寬度、高度（圓柱體為直徑、高度）分為坐標軸X，Y，Z方向的尺寸，建立的模型坐標原點在試件的左下角。
插件可設置三組粒徑范圍，可設置每組多面體顆粒的面數及顆粒個數。每組顆粒及顆粒外側的界面過渡區在CAD內均分圖層繪制，方便批量管理。
在鋼筋層中輸入各層鋼筋的參數：
層名：非常重要，不能小看，這是由于在后處理中需要通過層名來找到配筋層，以顯示其場變量
材料：寫入鋼筋材料
單根面積：單根鋼筋的面積
間距：等距配筋中鋼筋的間距
方向角：與上一節給定坐標系1軸方向的夾角，可用于區分不同方向配筋的縱橫向
位置：該層鋼筋中心偏離殼單元中心層的距離。
Goldak 雙橢球熱源、能量守恒與熱力耦合
符號：坐標 ；熱源中心位置 ；半軸 ；有效功率 ；分配系數 （滿足 ）。
對于ABAQUS而言，通過直角坐標系在界面上的投影確定方向：X軸在接觸面上的投影方向通常為1方向，若X軸與接觸面近乎垂直，那么Z軸投影方向即為1方向，當1方向確定后，與1方向垂直的平面方向即為2方向。例如圖中CSLIP1和CSHEAR1即為CFRP加固底面的縱向滑移與粘結應力輸出變量。
為解決這一問題，Abaqus 中的連續實體殼單元采用增強擬應變法 (EAS) 來改善面內和面外彎曲行為，采用假設自然應變法 (ANS) 來改善剪切閉鎖和厚度閉鎖[。
局部坐標系定義：在 CSS8 單元中，局部坐標系的 3 方向需垂直于單元中面。在橫向剪切變形顯著時，該方向可能偏離法線方向，需在建模時預先考慮。值得注意的是，在幾何非線性分析中，局部方向將隨著每個材料點的旋轉而旋轉。
