ABAQUS定義剛體
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
ABAQUS定義剛體的視頻教程
Hypermesh-Abaqus聯合仿真-解析剛體2D
一、視頻內容介紹 二、hypermesh建模演示 1、創建幾何線 2、利用contact manager創建解析剛體面 3、為解析剛體面指定參考點
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Hypermesh-Abaqus聯合仿真-解析剛體3D旋轉體
Hypermesh-Abaqus聯合仿真-解析剛體3D旋轉體 ---------------------------------------------------------------------
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ABAQUS定義剛體的實例教程
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另外，在參考點定義中，如果勾選Adjust point to center of mass at start of analysis時，ABAQUS可自動將參考點定位到剛體約束中的計算質心位置處。
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最后，如果進行完全耦合的熱應力分析中需要定義剛體約束時，可通過勾選Constrain selected regions to be isothermal實現等溫的剛體約束。
以上就是ABAQUS中定義剛體約束的方式，下一期將會匯總剛體部件和剛體約束的區別和聯系。另外，今天在文末列出了近期由ABAQUS模擬沖擊延伸而寫的文章，歡迎大家點擊閱讀。
本文來自ABAQUS微信公眾號
展開 網格方面
離散剛體需要劃分網格，注意此時能劃分網格的離散剛體必須是shell或者wire類型，如果是solid是無法劃分網格的，出現如下提示：
這時需要將solid轉為shell，通過在Part模塊中Shape---Shell---From Solid，將solid轉為shell類型。
而解析剛體不需要劃分網格。
3. 計算速度
一般在不考慮溫度的情況下，解析剛度的計算速度會比離散剛體快。
4. 結果提取
離散剛體可以提取出剛體接觸面的切向和法向的力和應力，以及參考點上的約束反力等計算量。
而解析剛體由于沒有劃分網格，只能得到參考點上的計算結果，接觸面的接觸力和接觸壓力只能從與解析剛體接觸的變形體區域獲得。
小結
對于形狀復雜的剛體還是需要采用離散剛體建模，一般在文獻中看到的多采用這種。如果形狀簡單，可采用解析剛體。當采用解析剛體時，最好提前定義可提取接觸力的set或者surface，這樣方便后處理提取接觸力等計算結果。
采用這兩種剛體類型時，要在Property模塊中指定剛體的參考點和質量，如果需要還要添加轉動慣量。另外要注意邊界條件是施加在剛體的參考點上，而不是剛體本身。
來源：本文來自ABAQUS公眾號，版權歸作者所有。
展開 abaqus解決剛體運動方法
本貼使用Abaqus2020版本，仿真剛體彈芯侵徹TC4鈦合金靶板。
幾何模型：
幾何模型使用SOLIDWORKS建模，結構示意圖見圖1所示。彈芯直徑Φ6mm，彈芯長度30.5mm，頭部為圓卵形。鈦合金靶板尺寸為200mm×200mm×10mm。
有限元模型：
有限元模型使用Abaqus建模，靶板四周采用完全固定約束。彈芯因彈頭結構不規則采用自由四面體網格，并設置為剛體。鈦合金靶板采用C3D8R六面體網格掃掠劃分。為了提高計算精度，對彈芯與靶板主要接觸部分采用六面體網格精細劃分處理，如圖2所示。
彈體與靶板之間采用*Surface-to-Surface contact（Explicit）侵徹接觸算法，通過定義彈體表面與靶板node接觸。*Interaction Properties選擇切向行為（摩擦選擇罰公式，摩擦系數為0.3）與法向行為（硬接觸）。
彈芯初始速度為770m/s，方向垂直靶板平面向下，通過創建約束控制。
材料模型
模型單位采用m-kg-s-Pa單位制。
靶板使用* JOHNSON_COOK材料本構模型其本構方程由兩部分組成，第一部分為應力：
式中：
A為屈服應力；B為應變硬化系數；n為應變硬化指數；c為應變率相關系數；m為溫度相關系數；ε ?^P為等效塑性應變；ε0為無量綱塑性比；T*為相對溫度，且
，式中T_melt，T_room 分別為材料的熔點和室溫。
第二部分是斷裂時的應變：
式中：σ^*=p/σ_eff， ，即壓力與VonMises等效應力的比值，D1-D5為失效系數。
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在有限元模擬中，重復移動載荷（Repeated moving pressure）是結構受力分析中用于等效模擬接觸載荷的一個重要手段，尤其在輪軌接觸、滾珠接觸、焊接熱源移動等問題研究中極為常見。本文主要介紹ABAQUS中橢圓形移動載荷定義、法向和切向載荷模擬、子程序DLOAD和UTRACLOAD編程實現，實現建議與注意事項。
1、橢圓形移動載荷定義
移動載荷指的是隨時間或空間位置變化而不斷變化施加位置的載荷
<p class="ql-align-justify">寫文章出圖過程中，有時候需要過程圖，但是過程圖中不同時刻應力云圖的標尺不一定是自己想要的。比如標尺上限值、下限值等，所以在Abaqus后處理中如何實現呢？過程很簡單，界面的功能解釋的都非常詳細，具體如下：</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify">原創聲明
<p>對于擁有復雜曲面結構的復合材料薄板，通常需要定義一個變化的材料主方向，下面介紹在Lspp中如何定義。</p><ul><li>對于任意復雜結構的平面，劃分網格后，每個網格的方向是根據節點坐標得到的，總體上呈現隨機性。</li></ul><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img
將隱式分析的最后一步應力作為預應力場，導入到顯示分析。開始使用initial stress，但是發現這個方法導入的應力場，米塞斯應力分布沒啥問題，但是三個主方向上的應力突然變大了十倍左右（隱式和顯示的模型網格編號都檢查了，沒發現什么問題）。后面換成initial state（state=yes, update=yes），應力沒啥問題了，但是使用initial state，無法定義surface，導致復合材料層合板每層之間使用不了
<p><strong>概述</strong>：帖子講述了一種新思路用于實現ABAQUS自定義單元，該方法不需要在INP文件中采用“USER ELEMENT”等關鍵字定義單元，更重要的是，也<strong>不需要在UEL接口中進行繁瑣的FORTRAN編程</strong>，只需要在INP文件中直接導入相應的矩陣即可。目前這種自定義單元適用的計算有：static, frequency extraction
概述：開發了適用于靜力通用、頻率分析和動力隱式（固定增量步長和自適應增量步長均可）的三維八節點線性UEL，即ABAQUS自帶的C3D8單元，該UEL考慮了B-BAR修正，避免體積鎖死。采用編寫的UEL，分別設置了靜力通用分析步、頻率分析和動力隱式分析步，將計算結果與ABAQUS對比，位移、速度和加速度與ABAQUS均保持一致，說明該UEL復現了一小部分C3D8單元的計算功能。
如果不考慮損傷等效應，橡膠材料是彈性的（卸載后沒有殘余應變），但應力-應變曲線不是線性的，即所謂的“超彈性”。Abaqus 幫助文檔《Getting Started with Abaqus：Interactive Edition》第10.6節“
Hyperelasticity
”介紹了超彈性的基本知識，第10.7節“
Example: axisymmetric mount
”給出了一個橡膠材料模型的實例
如果不考慮損傷等效應，橡膠材料是彈性的（卸載后沒有殘余應變），但應力-應變曲線不是線性的，即所謂的“超彈性”。Abaqus 幫助文檔《Getting Started with Abaqus：Interactive Edition》第10.6節“
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