abaqus靜力分析
關注創建者：Moyna05 創建時間：2015-12-28
abaqus靜力分析的視頻教程
abaqus靜力分析的實例教程
2、本示例卡扣公母配合進行卡扣力分析，左端面一側綁定rp參考點，并向右20mm推進距離，右端一側固定。
3、使用abaqus靜力分析工況，計算時間1s，初始增量步0.05s，最小增量步1e-10s，最大增量步0.1s。
4、計算容易出現不收斂現象，通常計算到關鍵時候，由于無法繼續迭代，導致分析沒能繼續進行出現發散。
（1）
1、若主面為公扣，計算結果如下
（2）
2、替換主從面，計算結果如下
（3）
3、公扣從面為點，計算結果
（4）
4、母扣從面為點，計算結果為（1）
5、面接觸，小滑移方式能計算收斂，但是結果比較突兀。小滑移適合接觸面相對滑動較小的接觸類型，相對滑動在局部微小的區域，如螺栓連接盒過盈配合等，接觸面的接觸點關系基本保持不變，計算量小。
（5）
6、接觸區域網格細化1mm改為0.5mm，結果與（1）一致
7、打開自動穩定，指定阻尼因子（specify damping factor）0.0002，沿用細化網格模型，結果比較好點，但是還不能計算收斂
（6）
8、使用動力隱式計算求解，應用準靜態等其它均無法達到計算收斂。還包括接觸切向無摩擦。
那么，接下要如何去改善計算收斂？
展開 1背景
Abaqus作為一款十分成功的大型商用通用有限元仿真軟件，應用其進行結構的靜力學仿真分析是拿手好戲。通過仿真手段不僅能夠及時了解結構的力學響應，還能夠依據應力應變仿真結果對分析的結構進一步進行安全性能評估，這極大地提高了產品設計在概念設計、結構設計及最終的試驗設計階段的時間成本，縮短了產品生產設計周期。鑒于此，本文依據Abaqus仿真平臺，通過對常用的工程連接構件球銷的線性靜力學分析，來了解Abaqus靜力學分析流程，以便后續更好地應對復雜體的結構靜力學分析。
2問題
球銷作為一種關鍵的轉向機構，是各大傳動系統中傳遞載荷的重要零件，主要用于轉向節或者轉向臂配合。那么在設計過程中，就必須考慮球銷在額定載荷下的安全性，需要對其進行必要的靜力學分析。
基于軟件平臺
3幾何建模
依據國標設計一種常規的汽車球銷如圖1所示。考慮模型相對倒角較多，模型由ug10.0建立并轉成文本格式（x_t格式）導入Abaqus進行分析，模型的幾何尺寸等參數常見附件qiuxiao.x_t。
圖1 ug10.0建立的球銷幾何模型
4有限元分析
由于球銷模型結構并不規則，在對其進行網格劃分時候需要對其進行切分，網格劃分不另外采取其他網格劃分前處理器，直接在Abaqus中進行，主要步驟如圖2所示。應注意的是，在對其進行切分的時候，必須要選好切方的基準面（如圖2（a）所見），之后切分完成后通過掃掠網格劃分即可完成結合體的整體網格劃分如圖2（c）所示。關于對球銷的材料賦予，查閱機械設計手冊得知球銷的本構參數如表所示。之后進行的單元塑性設置、邊界載荷約束均按照案例操作完成，并無特殊設置要求，其他求解輸出設計為默認。最后遞交求解后的得到的應力云圖如圖3所示。
展開 -02-
Abaqus中的無限元
2.1
單元分類
Abaqus針對平面應力/應變、三維應力以及軸對稱問題均提供了相應的無限元，對于Abaqus/Standard還可以使用帶有減縮積分的無限元。此外Abaqus還提供有聲學無限元。無限元在Abaqus單元庫中遵循如圖4所示的命名慣例。
圖4 Abaqus無限元命名慣例
例如，CIN3D8代表一個8節點線性實體無限元。
2.2
用于靜力分析的無限元的節點定義
由于無限元具有方向性，因此無限元的節點定義方式相比于常規單元有一些特殊的要求。在Abaqus中，無限元的節點編號順序必須使得無限元的第一個單元面（對于平面單元為第一個單元邊）能夠與常規單元的單元面（或單元邊）連接。例如，圖5給出了Abaqus提供的無限元及其節點定義。
（a）平面應力/應變無限元
（b）軸對稱無限元
（c）三維無限元
圖5 Abaqus提供的無限元
例如，對于圖5（a）中的4節點和5節點平面應力/應變無限元，只有4節點無限元的節點1和節點2構成的單元邊才能與常規平面應力/應變單元的單元邊連接；而在5節點無限元中，只有節點1、節點2以及中間節點5構成的單元邊才能與常規的二階平面應力/應變單元的單元邊連接。
此外，在顯式動力學分析中，無限元節點中不屬于第一個面的區域的處理方式與其他分析有所不同。在無限域的方向這些節點會遠離有限元網格。對于顯式分析，這些節點的位置是沒有意義的，并且在顯式動力學分析中不能將載荷和邊界條件賦予到這些節點上。但在通用靜力分析中，這些處于遠離有限元網格區域一側的節點在單元定義中同樣重要，并且能夠賦予載荷和邊界條件。因此如果無限域存在某些邊界條件，如對稱約束，則必須在無限元上也賦予相應的邊界條件。
展開 經過上述兩個靜力學算例的比較，我們認為，ANSYS與ABAQUS在簡單線彈性問題方面的分析能力大體相同，其結論是非常相似的，而操作過程稍微有所區別。如果對于簡單的問題進行線彈性靜力學分析，隨便選擇其中一款軟件都是可以的。
后面將會開始考察非線性問題。首先考慮材料非線性。
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
本期選取CAE領域最常用的仿真軟件Abaqus，選擇基于Abaqus隱式求解的某型機翼受載的案例，我們來看下基于“神工坊”高性能工業仿真平臺”的Abaqus隱式求解計算，和其他仿真云平臺進行效率對比如何。
Abaqus隱式求解能夠應用于大多數的線性問題以及部分的非線性問題，包括靜態、動態分析，因此廣泛的應用于工程上結構設計中強度、剛度校核。隱式分析利用迭代的方法進行求解，使用Newton-Rapson的方法進行迭代。因為采用迭代的方法，且由于模型中可能涉及接觸或者材料的復雜性，可能較難收斂，從而導致大量的迭代，需要求解大量的線性方程組，因此對計算機有著較高的性能要求。
Abaqus隱式靜力學分析
模型介紹
使用隱式分析仿真模型為某型機翼受載的有限元模型，使用材料為某型鋁合金，模型網格單元數30萬，均為殼體網格，殼體網格使用S4，計算迭代步長70步。初始時間步為0.01，最小時間增量步為5E-06。
在機翼的一端施加固定約束,并在機翼內部施加力矩載荷。由于模型不能完全公開展示，因此對圖中部分區域進行了模糊處理，下同。
仿真結果
計算完成后的應力、位移云圖如下所示。
仿真云平臺對比
進行Abaqus隱式求解分析時,所使用的
“神工坊”高性能工業仿真平臺
（點擊了解詳情）與其他兩家仿真云平臺的硬件參數如下表所示。
提交隱式計算后，各個平臺的計算日志如下。
展開 
abaqus靜力分析的相關專題、標簽、搜索
abaqus靜力分析的最新內容
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習引擎蓋三維模型的處理
2、學習靜力學分析步的建立
3、學習靜力學分析的邊界條件的施加
4、學習靜力學分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench引擎蓋靜力學分析
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習壓力容器三維模型的處理
2、學習靜力學分析步的建立
3、學習靜力學分析的邊界條件的施加
4、學習靜力學分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench壓力容器靜力學分析
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習聯軸器三維模型的處理
2、學習線性靜力學分析步的建立
3、學習線性靜力學分析的邊界條件的施加
4、學習線性靜力學分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench
[圖片]
還在為了成百上千個蜂窩單元手動建模？
建模 2 小時，改稿 5 分鐘？Python 腳本報錯無從下手？
對于復雜的蜂窩芯結構，如何實現高效率、參數化的自動生成與強度分析？
3月25日（周三）晚20:00，【兵哥講力學】主講直播課正式開啟！
帶你深度拆解蜂窩結構自動建模的核心邏輯，用 1 小時實現從
Abaqus復合材料鉚接有限元仿真分析，
上層碳纖維復合材料，內插0厚度cohesive以模擬層間分層，下層AL
自沖鉚接三維模型，動態顯示分析，可提供cae，inp、VUMAT，odb文件，含變形云圖、應力云圖，結果清晰，適合初學者學習參考！
<p>?</p><p>球頭銷總成是汽車轉向系統和懸掛系統的一個重要部件，裝在轉向拉桿或控制臂上，與轉向和懸掛部件連接。它主要由球座、卡箍、防塵罩、壓板和球銷組成，其中最關鍵的零件為防塵罩，其性能影響到車輛的安全性和操縱性。防塵罩材料為橡膠，在使用過程中會發生很大的彈性變形。用一般的二維、三維CAD輔助設計無法確定防塵罩的運動規律和形狀，因而無法判斷防塵罩在工作過程中是否有干涉；長期以來都是通過試制樣品后做臺架試驗或路試來驗證設計
基于ANSYS apdl參數化建模
三維模型
線框模型
自重及預應變下的y方向變形云圖
編輯
跳轉
<div contenteditable="false" width="100%">
Abaqus纖維復合材料層合板多次落錘沖擊仿真模型!采用多分析步的方式實現！
</div><div contenteditable="false" width="100%">
內插0厚度cohesive單元以模擬分層
</div><div contenteditable="false" width
（原創，轉載請注明出處）
1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎及在商用有限元軟件的實現方式，通過
（1） 基礎理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結合的方式將復雜繁瑣的結構有限元理論通過簡單直觀的方式展現出來，同時深層次的學習有限元理論和商業軟件的內部實現原理。
有限元的理論發展了幾十年已經相當成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論
