ABAQUS扭轉的案例
Abaqus扭轉仿真案例講解
Abaqus扭轉仿真案例講解
用ABAQUS軟件分析扭轉問題
1、引言
在處理扭轉問題時，常規的計算方法，往往會伴隨一些假設，這會降低了結果的準確程度。根據有限元理論，使用有限元軟件求解扭轉問題會大大提高求解的精確度，特別是對復雜的結構，效果更為明顯。本文以橡膠產品為例，討論的在ABAQUS軟件中，如何正確完成扭轉分析，并提取需要的分析結果。
2、問題描述
受扭轉件結構由鋼筒和橡膠筒組成，產品尺寸如圖1所示。
圖1產品結構簡圖
3、有限元建模
加載時內芯固定，在外圈施加扭轉位移。根據產品的CAD結構建立有限元模型如圖2所示：
圖2產品有限元模型圖
4、材料性質定義
鋼：彈性模量EX=2×105MPa，泊松比μ=0.3
橡膠：橡膠是一種超彈性材料，對于超彈性材料，不用楊氏模量和泊松比，而用應變勢能（U）來表達應力—應變關系。ABAQUS軟件中有兩種應變勢能可利用，分別是多項式模型和奧根（Ogden）模型，本例中使用多項式模型，表達式如下：
式中：U—應變勢能，Jel—彈性體積比；I1、I2—應變不變量；Di—定義材料的壓縮性；Cij—Rinvlin系數。本例中取N=1，以橡膠材料的單軸拉伸，單軸壓縮和平面剪切實驗數據為依據，并考慮到橡膠的不可壓縮性，輸入方程系數值：C01=0.36，C10=0.09，D1=0
注意事項: 橡膠的特性錯綜復雜，材料特性和幾何特性均呈非線性變化的。如果要準確預測模型中發生變形或應變部分的行為，那么提供的試驗數據的范圍要涵蓋計算模型中可能會出現的變形狀態和應變范圍。
5、加載求解
加載時，內鋼筒的內套固定，即UX=UY=UZ=0,將外鋼筒的最外層結點的坐標系定義為柱坐標系。在此柱坐標系中施加扭轉載荷。
展開 ABAQUS C30混凝土短柱扭轉仿真
最近做了混凝土短柱的扭轉案例，需要的可以下載。
Torsion column.rar
基于ANSA與ABAQUS的橡皮筋扭轉扇葉簡單實例
基于ANSA與ABAQUS的橡皮筋扭轉扇葉簡單實例
基于ANSA與ABAQUS的Slinky機靈鬼下樓梯簡單實例
本分析模型分為樓梯和Slinky機靈鬼，并將樓梯設置為剛體，ANSA中如何設置剛體，看參考《基于ANSA與ABAQUS的橡皮筋扭轉扇葉簡單實例》一文。
Slinky機靈鬼網格如下圖所示，采用殼網格能加快計算速度，直徑為100mm，高度85mm，寬度為15mm，殼單元厚度為2.5mm。
接觸設置如下，選擇ABAQUS>CONTACT
Slinky機靈鬼與樓梯和自身一起設置為通用自接觸
邊界設置，選擇ABAQUS>BOUNDARY>BOUNDARY，約束剛體樓梯所有123456自由度。Step1中，將Slinky機靈鬼第一圈殼單元，繞一點旋轉180度，使Slinky機靈鬼初始運動。
在Step2中，選擇ABAQUS>LOADS>DLOAD>GRA,各Slinky機靈鬼所有單元設置重力場
最終設置的分析步如下，打開ABAQUS>AUXILIARIES>STEP
分析步分為兩個分析步，一個分析為使Slinky機靈鬼做一個初始的運動動作，第二各為分析Slinky機靈鬼在重力的作用下，自動計算下樓梯的一個狀態。
計算原文件可上微信公眾號ANSA_CAE資料欄中下載。
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