ABAQUS非線性仿真分析的案例
線性/非線性分析及注意事項(xiàng) 附Abaqus 非線性有限元分析實(shí)例下載
例如，構(gòu)件內(nèi)圓角的應(yīng)力集中處發(fā)生塑性應(yīng)變時(shí)，這是材料非線性問題，但如果僅僅是這個(gè)局部的應(yīng)變很大，構(gòu)件整體的剛度足以抵抗所受的載荷，模型中并沒有出現(xiàn)大的位移或轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)就不是幾何非線性問題，不需要將 Nlgeom 設(shè)為 ON。再例如：在多體問題中，如果有構(gòu)件發(fā)生很大的剛體位移或轉(zhuǎn)動(dòng)，就需要將 Nlgeom 設(shè)為 ON，但如果這時(shí)材料仍處于線彈性狀態(tài)，就不是材料非線性問題。用戶在建模過程中，明確三種非線性的基本概念和定義方法之后，應(yīng)該正確定義相關(guān)的非線性參數(shù)。
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展開 Abaqus接觸非線性在有限元計(jì)算分析中的應(yīng)用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例下載
來源：有限元在線
ABAQUS的非線性主要在有三種：幾何非線性，材料非線性以及接觸非線性。接觸非線性在ABAQUS的有限元計(jì)算分析中應(yīng)用非常廣泛，特別是動(dòng)態(tài)顯式的求解，只要模型中包含兩個(gè)以上相互接觸的部件，就要用到接觸非線性。
ABAQUS接觸非線性的設(shè)置主要在Interation模塊中完成，設(shè)置接觸的屬性時(shí)，可以設(shè)置摩擦系數(shù)，阻尼系數(shù)，損壞，失效準(zhǔn)則等非線性參數(shù)，如圖1所示。
如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。
在接觸編輯界面，可以選擇機(jī)械約束方式為運(yùn)動(dòng)學(xué)接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。
這是對(duì)模型定義非線性接觸后得到的分析結(jié)果，以供參考。
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展開 ABAQUS非線性分析的平衡迭代過程和收斂原則 附ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例下載
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abaqus薄板線性振動(dòng)與非線性振動(dòng)對(duì)比分析 ￥29.9
由圖 5所示，生成的諧波均布荷載時(shí)長(zhǎng)2s，當(dāng)分析步時(shí)間長(zhǎng)度取10時(shí)，可求得，t=[0,20]second的受力行為。
圖 5 諧波均布荷載
2 動(dòng)力分析
2.1 脈沖荷載
2.1.1線性分析
分析步類型：動(dòng)力，顯式
t=0.5s時(shí)，脈沖荷載達(dá)到峰值F=1000N，提取該時(shí)刻的Von Mises應(yīng)力云圖和垂直方向位移云圖研究斜板的受力行為，板跨中截面各節(jié)點(diǎn)的垂直方向加速度響應(yīng)。
圖 6 豎向位移云圖（線性分析）
圖 7 Von Mises應(yīng)力云圖（線性分析）
2.1.2線性和非線性分析結(jié)果對(duì)比
選擇跨中中結(jié)點(diǎn)和邊結(jié)點(diǎn)處置方向加速度響應(yīng)線性分析和非線性分析對(duì)比。
圖 11 垂直向加速度對(duì)比（跨中中結(jié)點(diǎn)1）
圖 12 垂直向加速度對(duì)比（跨中邊節(jié)點(diǎn)8）
圖 13 Von Mises應(yīng)力對(duì)比（跨中中節(jié)點(diǎn)1）
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Abaqus 非線性屈曲分析方法 附ABAQUS分析手冊(cè)分析卷下載
在有限元分析中，我們主要通過屈曲分析 (Buckling Analysis) 去判斷發(fā)生屈曲的臨界載荷大小。而這其中根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)和要求的不同，又分為線性屈曲分析（通常直接簡(jiǎn)稱為屈曲分析）和后屈曲分析。當(dāng)然，如何涉及非線性問題，后屈曲分析是必要的，不過對(duì)于后屈曲分析的實(shí)現(xiàn)方式也會(huì)更加麻煩一些，因?yàn)樾枰植空{(diào)整inp關(guān)鍵字達(dá)到目的，但只要掌握了關(guān)鍵點(diǎn)，依葫蘆畫瓢還是非常湊效的。
在Abaqus中，對(duì)于屈曲的計(jì)算考慮則依據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性而定，簡(jiǎn)單的可以只考慮線性屈曲分析預(yù)估臨界載荷大小；對(duì)于較復(fù)雜的模型，則可以考慮Riks 法進(jìn)行后屈曲計(jì)算，從而可獲取屈曲以后的結(jié)構(gòu)響應(yīng)情況；但對(duì)于涉及接觸脫開等特別復(fù)雜的問題，可能得借助Explicit 來實(shí)現(xiàn)；而對(duì)于局部褶皺問題需要借助Static、Stabilize來實(shí)現(xiàn)。
01
線性屈曲分析
線性屈曲分析用于預(yù)估臨界失穩(wěn)載荷和失穩(wěn)模態(tài)，所求得的屈曲特征值與所加載的載荷大小相乘就是臨界失穩(wěn)載荷。當(dāng)然，對(duì)完善結(jié)構(gòu)的屈曲問題，線性屈曲分析也為后屈曲分析引入缺陷（擾動(dòng)）做好準(zhǔn)備，這是非常關(guān)鍵的。
在Abaqus中，進(jìn)行線性屈曲分析的方法是通過Buckle 進(jìn)行的。
一般線性屈曲分析只需要關(guān)注第一階屈曲模態(tài)，并根據(jù)計(jì)算所得的第一階屈曲載荷因子預(yù)估使結(jié)構(gòu)發(fā)生屈曲所需要的臨界載荷是多大。但通常而言，線性屈曲分析得到的臨界失穩(wěn)載荷大小是保守的，偏大的。
展開 Abaqus-薄膜非線性撓度分析
進(jìn)一步的思考
首先，應(yīng)該使用不同的尺寸和壓力測(cè)試這個(gè)FEA模型，以確保分析是有效的。由于時(shí)間限制，沒有進(jìn)行這部分工作。
其次，可以通過實(shí)現(xiàn)殘余應(yīng)力、預(yù)應(yīng)變等因素來改進(jìn)FEA模型。
實(shí)際上，每個(gè)膜都是有預(yù)應(yīng)變或有殘余應(yīng)力的。還可以添加預(yù)彎曲模型的情況。
文章來源：abaqus仿真世界
極地船舶冰區(qū)結(jié)構(gòu)非線性仿真分析關(guān)鍵技術(shù)
極地船舶冰區(qū)航行
目前各船級(jí)社制定的冰區(qū)船舶規(guī)范基于不同的船與冰相互作用，考慮了航速、浮冰厚度、彎曲強(qiáng)度等，但是由于實(shí)際冰區(qū)環(huán)境的復(fù)雜性，還需借助試驗(yàn)或數(shù)值分析的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證。在公司ARC7破冰凝析油船自主研發(fā)設(shè)計(jì)方面，通過鉆研理論和實(shí)踐，經(jīng)過上百次的仿真計(jì)算、數(shù)據(jù)分析對(duì)比，貨船所船體室掌握了冰區(qū)結(jié)構(gòu)塑性極限承載力非線性仿真分析、基于變形能法對(duì)船與冰山撞擊結(jié)構(gòu)失效仿真分析等非線性仿真關(guān)鍵技術(shù)。
01
冰區(qū)結(jié)構(gòu)塑性極限承載力
非線性仿真分析
在極端冰情下，船體結(jié)構(gòu)將保留一定的塑性變形，目前缺乏極地船舶結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估規(guī)范。本技術(shù)采用船體結(jié)構(gòu)鋼材非線性彈塑性和冰載荷作用非線性仿真分析，評(píng)估船體結(jié)構(gòu)在極限載荷下的變形及極限承載能力，得出在冰載荷作用下結(jié)構(gòu)超過彈性階段進(jìn)入塑性階段后的船體結(jié)構(gòu)的各重要物理性能指標(biāo)。
展開 8_APDL基礎(chǔ)及仿真理論-–非線性屈曲分析
2、何為非線性屈曲分析Eigen Buckling
首先了解屈曲問題。在理想化情況下,當(dāng)F < Fcr時(shí), 結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，若引入一個(gè)小的側(cè)向擾動(dòng)力，然后卸載, 結(jié)構(gòu)將返回到它的初始位置。當(dāng)F > Fcr時(shí), 結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài), 任何擾動(dòng)力將引起坍塌。當(dāng)F = Fcr時(shí),結(jié)構(gòu)處于中性平衡狀態(tài)，把這個(gè)力定義為臨界載荷。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中, 幾何缺陷的存在或力的擾動(dòng)將決定載荷路徑的方向。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中, 很難達(dá)到臨界載荷，因?yàn)閿_動(dòng)和非線性行為, 低于臨界載荷時(shí)結(jié)構(gòu)通常變得不穩(wěn)定。
要理解非線性屈曲分析，首先要了解特征值屈曲。特征值屈曲分析預(yù)測(cè)一個(gè)理想線彈性結(jié)構(gòu)的理論屈曲強(qiáng)度，缺陷和非線性行為阻止大多數(shù)實(shí)際結(jié)構(gòu)達(dá)到理想的彈性屈曲強(qiáng)度，特征值屈曲一般產(chǎn)生非保守解, 使用時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎。
非線性屈曲分析時(shí)考慮結(jié)構(gòu)平衡受擾動(dòng)（初始缺陷、載荷擾動(dòng)）的非線性靜力分析，該分析時(shí)一直加載到結(jié)構(gòu)極限承載狀態(tài)的全過程分析，分析中可以綜合考慮材料塑性、幾何非線性、接觸、大變形。非線性屈曲比特征值屈曲更精確，因此推薦用于設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)。
!3、非線性屈曲分析的理論計(jì)算及有限元計(jì)算
!理論解，根據(jù)Euler公式。其中μ取決于固定方式。
!有限元方法，
已知在特征值屈曲問題：
求解，即可得到臨界載荷
而非線性屈曲問題：
其中為結(jié)構(gòu)初始剛度， 為有缺陷的結(jié)構(gòu)剛度，{δ}為位移矩陣，{F}為載荷矩陣。
!4、弧長(zhǎng)法的介紹(圖片摘于ansys)
如上分析，特征值屈曲分析得到的是非保守解，具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：快捷分析，屈曲模態(tài)形狀可用作非線性屈曲分析的初始幾何缺陷。因此為了得到較為精確的屈曲分析，還需要做非線性屈曲分析，結(jié)構(gòu)達(dá)到極限載荷時(shí)，非線性求解將發(fā)散，為獲得結(jié)構(gòu)屈曲后加載歷程的下降段，將會(huì)采用弧長(zhǎng)法進(jìn)行求解。
展開 Abaqus有限元分析不收斂該怎么辦？ 附ABAQUS非線性有限元分析實(shí)例下載
五、萬能和萬惡的阻尼
說阻尼是萬能的，是因?yàn)樗梢詷O大改善模型的收斂性，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜非線性問題的收斂；說阻尼是萬惡的，因?yàn)樗梢匝谏w一些模型錯(cuò)誤，從而提供失真甚至不合理的結(jié)果，因此大家不能過分依賴它！
切記第四部分的不收斂處理流程，首先排查模型的自身問題，最后才引入阻尼。
阻尼的添加方式主要有四種：
①材料阻尼或自穩(wěn)定系數(shù)，CDP模型中就有viscosity；部分損傷材料提供Stablization Cohesive系數(shù)；動(dòng)力分析中可以定義Damping，但是對(duì)于靜力分析，材料Damping定義是無作用的；
②單元自穩(wěn)定系數(shù)，不是所有單元都有的，其中Cohesive單元經(jīng)常會(huì)定義上；
③自動(dòng)穩(wěn)定設(shè)置，類似全局阻尼，可以避免由于塑性 絞/帶、屈曲或失穩(wěn)導(dǎo)致的不收斂問題；
④接觸阻尼或自穩(wěn)定系數(shù)，接觸屬性中可以定義阻尼；接觸控制中定義阻尼自穩(wěn)定系數(shù)，不太常用，位于Interaction模塊->Contact Controls（接觸對(duì)）或Contact Stabilization（通用接觸），如果沒有接觸問題就不用定義。
講了這么多，最后還是那句話：“紙上得來終覺淺”，需要大家在今后的練習(xí)過程中多多摸索、練習(xí)，只有實(shí)操后所萃取的精華才是最好的。希望這些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)能為給大家填坑搭橋，節(jié)約些許調(diào)試時(shí)間。
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展開 ABAQUS 螺栓連接非線性分析案例 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、與螺栓預(yù)緊相關(guān)的工程師
你會(huì)得到什么：
1、掌握三維模型的繪制
2、掌握靜力學(xué)分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置
3、理解螺栓連接的分析步的建立
4、學(xué)習(xí)螺栓連接接觸分析的相互關(guān)系的設(shè)置
5、了解靜力學(xué)網(wǎng)格的劃分
6、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對(duì)比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
案例介紹了使用ABAQUS進(jìn)行螺栓連接的分析。
本案例操提供了分析相關(guān)的文檔和分析文件。
展開 ABAQUS非線性屈曲分析
屈曲分析主要用于研究結(jié)構(gòu)在特定載荷下的穩(wěn)定性以及確定結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的臨界載荷，屈曲分析包括： 線性屈曲和非線性屈曲分析。線彈性失穩(wěn)分析又稱特征值屈曲分析；線性屈曲分析可以考慮固定的預(yù)載荷，也可使用慣性釋放；非線性屈曲分析包括幾何非線性失穩(wěn)分析， 彈塑性失穩(wěn)分析（材料非線性失穩(wěn)分析）， 非線性后屈曲分析（包含幾何非線性和材料非線性）。
ABAQUS屈曲分析有三種方法：
1、直接施加極值載荷，拉出力-位移曲線，查看區(qū)區(qū)狀態(tài)。這種方式不適合對(duì)稱結(jié)構(gòu)，如一塊板、或圓筒，軸向加載時(shí)分析不出屈曲效果；
2、特征值屈曲分析方法，可以評(píng)估結(jié)構(gòu)的屈曲臨界值，但是只能是線性分析；
3、Riks法，這種方法可以計(jì)算最大臨界載荷和屈曲后的后屈曲響應(yīng)，可查看后屈曲狀態(tài)，可以考慮材料非線性、幾何非線性及初始缺陷的影響，其中初始缺陷通過特征值屈曲模態(tài)、振型及一般節(jié)點(diǎn)位移來表述。
我們此次課程中采用屈曲分析方式，先計(jì)算屈曲模態(tài)，也就是先做特征值屈曲分析，此分析為線性屈曲分析，在小變形的情況下進(jìn)行，得出臨界載荷（一般取一階模態(tài)的eigenvalue乘以加載的單位載荷1），且需要在inp文件中輸入如下圖字符，輸入次字符的目的是將初始缺陷的節(jié)點(diǎn)輸出為.fil文件；然后將1階屈曲模態(tài)做為初始缺陷引入極限載荷后屈曲分析，后屈曲分析可以定義非線性材料及幾何非線性，所以risk屈曲分析也成為非線性屈曲分析.
展開 
Abaqus復(fù)合材料非線性屈曲分析
對(duì)一個(gè)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性屈曲仿真分析求解他的極限承載能力，是不是需要對(duì)該材料的塑性屬性參數(shù)設(shè)置？這個(gè)屬性一般用什么方法設(shè)置啊？各項(xiàng)同性材料就是根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線獲得他的應(yīng)力以及對(duì)應(yīng)的塑性應(yīng)變，各向異性材料也是一樣嘛？
Abaqus 非線性屈曲分析方法
在有限元分析中，我們主要通過屈曲分析（Buckling Analysis）去判斷發(fā)生屈曲的臨界載荷大小。而這其中根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)和要求的不同又分為線性屈曲分析（通常直接簡(jiǎn)稱為屈曲分析）和后屈曲分析。當(dāng)然，如何涉及非線性問題，后屈曲分析是必要的，不過對(duì)于后屈曲分析的實(shí)現(xiàn)方式也會(huì)更加麻煩一些，因?yàn)樾枰植空{(diào)整inp關(guān)鍵字達(dá)到目的，但只要掌握了關(guān)鍵點(diǎn)，依葫蘆畫瓢還是非常湊效的。
在Abaqus中對(duì)于屈曲的計(jì)算考慮則依據(jù)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性而定，簡(jiǎn)單的可以只考慮線性屈曲分析預(yù)估臨界載荷大小；對(duì)于較復(fù)雜的模型，則可以考慮Riks法進(jìn)行后屈曲計(jì)算，從而可獲取屈曲以后的結(jié)構(gòu)響應(yīng)情況；但對(duì)于涉及接觸脫開等特別復(fù)雜的問題可能得借助Explicit來實(shí)現(xiàn)；而對(duì)于局部褶皺問題需要借助Static,Stabilize來實(shí)現(xiàn)。
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線性屈曲分析
線性屈曲分析用于預(yù)估臨界失穩(wěn)載荷和失穩(wěn)模態(tài)；所求得的屈曲特征值與所加載的載荷大小相乘就是臨界失穩(wěn)載荷；當(dāng)然，對(duì)完善結(jié)構(gòu)的屈曲問題，線性屈曲分析也是為后屈曲分析引入缺陷（擾動(dòng)）做好準(zhǔn)備，這是非常關(guān)鍵的。
在Abaqus中進(jìn)行線性屈曲分析的方法是通過Buckle進(jìn)行的。
一般線性屈曲分析只需要關(guān)注第一階屈曲模態(tài)，并根據(jù)計(jì)算所得的第一階屈曲載荷因子預(yù)估使結(jié)構(gòu)發(fā)生屈曲所需要的臨界載荷是多大。但通常而言線性屈曲分析得到的臨界失穩(wěn)載荷大小是保守的，偏大的。為了獲取更加準(zhǔn)確的結(jié)果，特別是復(fù)雜模型，就需要進(jìn)行非線性屈曲分析（或稱為后屈曲分析）。
因此通常會(huì)在線性屈曲分析中考慮添加關(guān)鍵字作為后屈曲分析的擾動(dòng)引入?yún)?shù)。
展開 如何模擬非線性大變形問題-基于ABAQUS對(duì)圓管扭曲進(jìn)行仿真 ￥1
Propert：Density=2.7e-9，Elastic=70e3,V=0.3,Plastic見下表格
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0
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0.2
Assmbly：中組裝，獨(dú)立與非獨(dú)立皆可。需要移動(dòng)其中一個(gè)小圓管，將一個(gè)環(huán)沿z方向移動(dòng)+250；
Step：
Interaction：分別對(duì)兩個(gè)環(huán)與圓筒進(jìn)行tie約束，細(xì)節(jié)見付費(fèi)內(nèi)容；建立一個(gè)general Contact，見下圖，Control Property見付費(fèi)內(nèi)容
Load：對(duì)圓筒底部固定,活動(dòng)端旋轉(zhuǎn)一定角度，見圖
Mesh：常規(guī)網(wǎng)格劃分即可，注意圓筒網(wǎng)格密度要小，否則計(jì)算結(jié)果誤差太大甚至不收斂，見付費(fèi)內(nèi)容。
Job：提交運(yùn)算即可，本人電腦配置太低，I5-4500h，8g內(nèi)存，耗時(shí)兩小時(shí)，讀者視配置而定。
后處理：
由變形結(jié)果易知，利用abaqus模擬圓筒扭曲是可行的。由于實(shí)驗(yàn)成果為借用他人，無法通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)來校核仿真結(jié)果，是本文的缺陷之一。時(shí)間緊湊，過程未免粗陋，后面附上cae文件（見收費(fèi)內(nèi)容）供大家參考，小小花費(fèi)也是對(duì)本人知識(shí)成果的尊重。
展開 ABAQUS非線性屈曲分析步驟
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