ABAQUS柔性結構的案例
柔性低頻輸電技術拓撲結構介紹
隨著系統結構的完善、設備效率的提升、控制策略的優化，柔性低頻交流輸電的優勢將不斷凸顯，加上能源革命的持續推進和能源結構的不斷完善，柔性低頻交流輸電將得到更快的發展。
文章來源｜電網科創圈
柔性礦物絕緣防火電纜的優點、結構形式以及應用范圍！
外護層：低煙無鹵材料
四、應用范圍
（1）各類建筑物中的消防設備供電，防火電梯供電等
（2）重要建筑或人員密集的建筑物中設備及照明系統供電
（3）環境溫度較高的場所，如鋼鐵廠、冶煉廠、玻璃廠等
（4）易燃易爆的重要場合，例石油化工、煤礦等設備的供電
（5） 需要特別清潔衛生的場所,如：醫院、食品廠等供電設備
（6）重要的軍工、國防、航空、衛星基地設備的供電
（7）電廠、核電站重要設備的供電
五、電纜敷設
六、柔性礦物絕緣電纜
柔性礦物絕緣電纜（BBTRZ）的組成：
柔性礦物絕緣電纜是由銅絞線、礦物化合物絕緣、和礦物化合物護套所構成。其采用柔性結構，主要材料均采用無機材料，彌補了結構硬、易燃燒、有毒等缺陷，它還具有一些其他電纜所不可能具有的優點，如：耐火、載流量大、耐沖擊電壓、耐機械損傷、無鹵無毒、防爆、防水、耐腐蝕、壽命長、安全、耐過載、耐高溫、成本低等特點。
柔性礦物絕緣電纜（BBTRZ）產品特性一般的電線電纜由于絕緣使用的都是有機高分子材料，因此在火焰條件下極易碳化從而失去絕緣作用。由于柔性礦物絕緣防火電纜（BBTRZ）主要材料均由礦物化合物組成，它本身不會引起火災，不可能燃燒或助燃。而這些材料一般都具有1500℃以上的較高熔點，因此防火電纜即使用于火焰條件下也能發揮正常的輸電功能，是一種真正意義上的防火電纜。
柔性礦物絕緣防火電纜(BBTRZ)產品的工藝結構與傳統電纜完全相同，成功的解決了氧化鎂銅桿礦物絕緣電纜(BTTZ)的生產工藝所決定的產品眾多不足之處。
優勢匯總：
（1）真正柔性，結構與普通電纜一樣，象普通電纜一樣柔軟。
展開 中科院金屬所Nature Materials：高性能柔性層狀結構的熱電材料
°，（e）是高角度：30°，彎曲變形的模型投影在y-z平面，其對應的原子位移沿著y軸
【小結】
在該研究中，作者開發了一種制備高性能柔性熱電材料的策略，即以SWCNT網作為支架來引導層狀結構的熱電半導體納米晶的沉積和生長以形成具有高度有序微結構的雜化材料。
Samcef Mecano 柔性體非線性結構及機構動力學分析
Samcef mecano是以解決非線性結構和機構運動學問題的有限元分析軟件。有以下求解器構成：
Mecano Structure： 結構非線性靜態和動態分析問題（大位移和大轉角）
Mecano Motion： 專注于解決柔體靜力學，運動學和動力學分析問題
Mecano Thermal：非線性穩態和瞬態熱分析求解器
優勢：
剛柔混合分析：利用motio in FEA方法，可以在單一求解器內同時處理柔體，剛體及剛柔混合模型的非線性問題，并且在屈曲，機械鎖定等分析上有突出優勢。
完備的工具箱：提供了模擬連接的剛性運動副，柔性運動副，對連接機構的特殊控制單元以及用于與Matlab等軟件協同仿真的接口程序，能夠準確模擬非線性動力學問題及機電一體化仿真。可以避免在不同求解器間往復傳遞數據。
附件為中文資料，希望對需要的朋友有幫助！
LMS_SAMCEF Mecano中文.rar
展開 
一種具有竹蓀生物仿生結構的高耐用、輻射冷卻和隔熱性能的柔性薄膜
低導熱系數阻礙了通過直接傳導獲得大量熱量，但由于其固有的脆性和易開裂性，也給材料的加工和機械性能帶來了挑戰，這可能會損害結構的完整性和耐久性。因此，開發具有低導熱性的柔性和堅固的輻射冷卻材料對于輻射冷卻技術的實際應用至關重要。
隨著輻射冷卻材料的發展，人們發現了多孔聚合物薄膜與傳統的冷卻材料相比它們的重量輕，柔韌性好，導熱性低。此外，多孔聚合物薄膜通過操縱孔徑和孔密度來控制傳熱的能力是一個關鍵優勢。研究人員仍在探索如何優化多孔聚合物輻射冷卻材料的孔徑和孔密度，以達到最佳的冷卻性能。
02
成果掠影
近期，復旦大學材料科學系膠體微球與涂料課題組武利民教授和游波教授針對開發具有低導熱性的柔性輻射冷卻材料取得最新進展。竹蓀屬鬼筆菌科，主要生長在中國四川，適宜生長溫度為20 ~ 23℃。其莖的表面有明顯的孔隙，在高倍顯微鏡下，很明顯這些大孔隙是由更小的亞微孔組成的(圖1) 。該團隊受其多層多孔生物結構的啟發，提出了一種新型的hollow@porous輻射冷卻膜，該膜將中空微粒和多孔聚合物結合在一起。制備的hollow@porous柔性薄膜具有較高的太陽光反射率(93.7%)、較強的紅外發射率(89.1%)和超低的導熱系數(17.56 mW/mk)。實驗表明，在峰值太陽強度為980 W/m2時，所制備的冷卻器的日間冷卻性能顯著降低至17.4℃。此外，獨特的hollow@porous結構還通過結合耐候性和自清潔特性加強了薄膜的長期耐用性，即使在惡劣的氣候條件下也能確保穩定高效的輻射冷卻性能。輻射冷卻材料的進步為太陽能電池板、發動機部件、電子設備、新能源電池等的熱管理、節能和冷卻開辟了新的可能性。
展開 南工大陳蘇團隊《自然·通訊》：微流體紡絲構筑柔性納米結構黑磷無紡布
(a) 微流體紡絲技術制備黑磷復合纖維無紡布電極示意圖以及彎曲性能圖；(b), (c)和(d) CNTs, CNTs/BP和CNTs/BP-CNTs三種電極結構示意圖；(e) 掃描速率為10mV s-1下柔性超級電容器的循環伏安曲線圖；(f) 電流密度為0.1A cm-3下柔性超級電容器的充放電性能圖；(g) 柔性超級電容器的電容性能對比圖。(h)柔性超級電容器的阻抗分析對比圖；(i) 柔性超級電容器的循環壽命性能對比圖；(j) 無紡布電極超級電容器與其他電極超級電容器的能量密度與功率密度對比圖。
圖4. (a) 電流密度為0.1A cm-3下柔性超級電容器的彎曲狀態循環穩定性圖；(b)掃描速率為10mV s-1下柔性超級電容器的形變穩定性圖；(c) 不同彎曲角度下，柔性超級電容器為LEDs的形變供能圖；(d) 柔性超級電容器為智能手表供能圖；(e) 兩個電容包串聯為彩色顯示屏供能圖。
圖5. (a) 柔性超級電容器的結構原理圖。(b) 柔性超級電容器與其他電容器的能量密度對比圖。(c)三種不同結構電極的電荷分布圖。(d)三種不同結構電極的電荷精確分布圖。
全文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-018-06914-7
展開 上海交大《ACS AMI》：通過3D打印制備大尺寸蘑菇狀柔性超疏水仿生微結構
近日，上海交大機械與動力工程學院胡松濤副教授課題組設計并制備了具備機械強度的柔性超疏水仿生微結構，兼具抗液性與耐磨性，相關研究成果在機械裝備抗液防冰等領域具有重要的應用前景。該成果以“Biomimetic Water-Repelling Surfaces with Robustly Flexible Structures”為題發表于ACS Applied Materials & Interfaces期刊。
現有的面向低溫沖擊液滴的超疏水界面工作遵循剛性和柔性兩類設計原則，可有效縮短固液接觸時間，但受限于苛刻的固液沖擊定位要求。研究團隊在之前工作中，借鑒跳蟲胸殼的蘑菇狀仿生結構來抵抗沖擊液滴，但將底部立柱狀剛性支撐替換為彈簧狀柔性支撐來調整結構的整體力學性能，形成了“類皮膚-肌肉”柔性超疏水界面微結構的設計思想。該結構被證實可消除界面潤濕性能對液滴沖擊定位的依賴，但受限于弱機械強度。因此，研究團隊改進了柔性微結構設計，形成了由剛性平板和柔性彈簧組所構成的大尺寸蘑菇狀超疏水仿生微結構。研究團隊采用面投影微立體光刻3D打印技術（nanoArch S140，摩方精密）高效、精準地實現了上述界面設計的樣機制備。
△界面設計與制備（蘑菇平板陣列，寬度2800μm，厚度100μm，間隔200μm；彈簧支柱：自由高度2000μm，中徑500μm，線徑90μm，線圈數8個）
柔性蘑菇狀超疏水仿生界面結構被證明可承受常規的法向擠壓和水平剪切行為；在實際摩擦行為中，較剛性結構有更好的耐磨性。
△界面機械強度
柔性蘑菇狀超疏水仿生界面結構被證實可以通過觸發結構振動來縮短固液接觸時間。
展開 西南交大楊維清Nano Energy：一種基于獨特豇豆結構CPZNs的柔性自供電壓電傳感器
在iHMI中，柔性壓力傳感器和彎曲角度傳感器被認為是機器人和手勢識別等應用中最重要的部件。當這些傳感器集成到iHMI中，模擬人類皮膚的綜合特性時，它們需要被一致地覆蓋在人體上，甚至需要集成類皮膚電池或自供能電源。然而，傳統的基于壓電PZT和AlN的壓力傳感器由于制造溫度高、固有的脆性難以實現彎曲測量，與柔性襯底不兼容。聚合物基壓電傳感器，如聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的靈活性，但它們壓電性能差所制得的器件靈敏度低。目前關于彎曲檢測的報道多為定性測量，僅判斷是否存在彎曲，但對彎曲角度的定量檢測較少。因此，在iHMI中實現具有自驅動能力的彎曲角度的定量測量仍然是一個很大的挑戰。
【成果簡介】
近日，西南交通大學楊維清教授團隊的青年教師鄧維禮和研究生楊濤，利用靜電紡絲技術構建了一種基于獨特豇豆結構CPZNs的柔性自供電壓電傳感器(PES)，定量測量了其彎曲角度，并成功演示了PES在iHMI手勢遠程控制中的應用。由于混合PVDF/ZnO的協同壓電效應和聚合物的柔韌性，該PES表現出優異的彎曲靈敏度（4.4mV deg-1），角度范圍從44°到122°，快速響應時間為76ms，并且具有良好的機械穩定性。此外，PES可在彎曲和按壓模式下工作，顯示0.33 V kPa-1的超高壓力靈敏度，響應時間為16 ms。當集成在iHMI中時，PES可以在不同的曲面上適應性地覆蓋，展示精確的彎曲角度記錄和快速識別，以實現智能化人機交互。在此基礎上，通過與人手同步動作的方式成功實現了機器人手的遠程控制應用。這種基于CPZNs的自供電PES在結構和基本機制上是獨特的，并且在iHMI中具有巨大的潛在應用。
展開 使用abaqus生成simpack柔性體文件（.fbi） ￥29
使用simpack進行動力學分析時，經常遇到需要考慮柔性體的問題，柔性體是基于有限元模型生成，使用abaqus可以很方便的完成這一過程。
下面以一段軌道為例，對使用abaqus生成simpack柔性體文件（.fbi文件）的過程進行說明：
建立軌道有限元模型執行模態計算
指定要保留的節點自由度及模態，對軌道進行子結構生成
運行abaqus命令生成simpack柔性體.fbi文件
以下進行詳細介紹：
青島大學馬麗春課題組：通過構筑具有剛性-柔性分層結構的優異的多級梯度模量界面層改善碳纖維/環氧樹脂復合材料的界面性能
目前，國內外研究人員為了更有效的提高碳纖維/樹脂基體的界面粘合性能，通常選擇支鏈大分子(PAMAM，POSS，APS)與納米粒子(GO，CNTs)相結合的方法，在碳纖維表面構筑“柔性-剛性”多尺度增強結構。然而，存在以下科學問題：(1)支鏈大分子的位阻效應導致納米粒子在碳纖維表面的接枝密度低，從而限制了碳纖維和環氧樹脂之間的機械嚙合作用、化學鍵合作用和相容性。(2)納米粒子的模量遠高于基體，難以及時徹底地消除界面區域的應力。通常，碳纖維和基體之間的最佳模量匹配有利于提高碳纖維復合材料的界面粘合強度。然而，很少有工作闡述多級梯度模量中間層以及它們如何對碳纖維復合材料的界面性能產生有益影響。
基于上述背景，
青島大學材料科學與工程學院馬麗春副教授課題組
利用氧化石墨烯和PA在碳纖維表面構筑了具有“剛性-柔性”分層增強的多級梯度模量界面層，如圖1所示。此研究是通過簡單高效的酯化反應接枝氧化石墨烯，然后利用CF-GO表面的活性基團酰氯化，再通過己內酰胺陰離子聚合反應生成PA。可以預期的是，在纖維-基體界面上具有梯度模量的分層增強結構可以起到斷裂能量傳遞的作用，并改變裂紋的傳播路徑，從而獲得高性能的碳纖維增強聚合物基復合材料。
圖1 CF-GO-PA多尺度增強體的制備示意圖.
作者通過掃描和透射電鏡觀察到接枝氧化石墨烯后，碳纖維表面粗糙度有所提高，接枝PA后，形成了約836 nm的多級梯度模量界面層。
展開 基于Abaqus/Ansys全平臺的Simpack車輛-柔性軌道聯合仿真分析（含視頻教程）
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課程名稱：
《ABAQUS-Simpack車輛-柔性軌-浮置板耦合動力學20講》
購課鏈接：
ABAQUS-Simpack車輛-柔性軌-浮置板耦合動力學20講
https://www.yqgqt.org.cn/video/c15344
課程適合人群：
1.學習型仿真工程師
2.理工科院校學生
3.從事鐵路軌道交通、車輛工程等分析的工程師
4.Abaqus和Simpack軟件學習和應用者
課程講師：
名師昵稱：兮楓如秋
技術專長：兮楓如秋老師在軌道交通領域具有廣泛的知識儲備，擅長車輛軌道動力學編程、CAE有限元仿真及橡膠非線性分析，精通動力顯示積分求解，可以熟練運用Matlab、Abaqus、Ansys等工具進行結構動力學、地震分析及車軌、車橋、軌橋耦合分析，專業能力非常全面。
課程內容概覽：
課程涵蓋了Abaqus和Simpack在車輛-柔性軌-浮置板耦合動力學分析中的全面應用，包括Abaqus中柔性文件的建立過程、Simpack中柔性軌道和柔性體的編寫與生成方法、Simpack中車輛建立的詳細過程、剛柔耦合模型的搭接、不平順激勵文件的生成以及計算后處理等關鍵內容
1.ABAQUS中柔性文件的建立過程
柔性鋼軌的建模：詳細講解在Abaqus中如何建立柔性鋼軌的模型。
柔性鋼彈簧浮置板建模：介紹鋼彈簧浮置板的建模方法及其在Abaqus中的實現
2.Simpack中柔性軌道和柔性體的編寫與生成方法
柔性軌道.Ftr文件編寫：講解如何在Simpack中編寫柔性軌道的.Ftr文件。
展開 
利用ABAQUS軟件生成SIMPACK柔性體.fbi文件 ￥5.69
在采用SIMPACK構建多體動力學模型時，有時候剛形體建模已經不能完全滿足計算的要求，我們需要在SIMPACK中建立柔性體模型以獲取更精確的解，本文主要講述了利用abaqus軟件生成simpack柔性體文件的一般步驟（不用修改inp文件）。
以一簡單齒輪作為研究對向，附件給出了abaqus的inp文件及生成的simpack fbi文件，并給出了關鍵步驟說明，感興趣的可以下載。
Abaqus子結構與子模型分析技術 附ABAQUS結構工程分析及實例詳解文檔下載
“ 子結構和子模型什么區別？如何使用它們？-通過2個工程案例學習Abaqus中的子結構與子模型分析技術”
子結構與子模型技術在Abaqus中屬于模擬抽象化的范疇，所有Abaqus模型都涉及一定程度的抽象，但是除了傳統有限元的抽象方法之外，還可以通過以下幾種模擬抽象化技術來降低求解成本。
子結構
子模型
生成矩陣
對稱模型生成、結果傳遞和循環對稱模型
周期介質分析
網格劃分的梁橫截面
擴展有限元方法（XFEM）
適當地利用這些抽象化建模技術可以極大地提高Abaqus的分析效率，本期文章介紹一下子結構和子模型技術。
01
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子結構
在有限元分析里，子結構也叫超級單元，是由多個單元組成的一個“整體單元”，它在線性分析的基礎上消除了“整體單元”中保留節點以外所有節點的自由度；子結構的系統矩陣（剛度、質量）也被縮聚成較小的矩陣，可以根據需求恢復內部求解。
展開 基于Abaqus的建筑結構隔震分析 附ABAQUS建筑結構分析應用下載
簡介
中國是一個地震多發國家，在建筑結構的全生命周期中，地震作用是可能引起結構嚴重破壞的最主要原因。在設計過程中，通過選擇合理的結構體系，保證結構具備足夠的強度和剛度，從而使結構抗震性能滿足要求。規范中有眾多的具體條文來實現這一目標，比如：控制框架與剪力墻的剪力分擔比例和傾覆力矩分擔比例，從而實現框架剪力墻結構和框架核心筒結構的二道防線；控制混凝土構件的軸壓比，保證混凝土結構的延性；采用合理的配筋方案，保證墻柱弱梁、強剪弱彎和強節點等原則；以及通過剪重比控制結構的整體剛度等[1]。
除了規范中上述傳統設計方法，還可以通過增加阻尼構件或者耗能構件，提高結構的耗能能力，減小對主要承重構件的地震能量輸入。這種方法幾乎可以適用于所有結構，因此在高層設計中被廣泛采用。
另一方面，采用隔震方法減小地震能量的輸入，則可以降低結構整體在地震作用下的破壞，但由于隔震通常不適用于高層結構[2]，在一般多層中采用又會大幅提高成本，且相關規范不夠完善，因此在國內應用不多。
隔震結構的設計中，規范要求隔震結構相對于非隔震結構的底部剪力減小50%，則可以將結構的設防烈度降低一度進行常規設計[3]。因此，隔震設計的關鍵是增加隔震支座后結構的底部剪力。
本文采用Abaqus，通過時程分析的方法，對上述隔震結構的常規設計方法進行研究。
展開 ABAQUS在結構工程中的應用 附ABAQUS結構工程分析及實例詳解下載
下載地址：ABAQUS結構工程分析及實例詳解
