hypermesh與abaqus接口連接經(jīng)典實例.doc

模型中考慮了材料、幾何的非線性、接觸和Tie連接，所有設(shè)置都在HM中完成，輸出inp文件后可以直接在Abaqus中計算。尤其注意在HM6.0中利用宏菜單中的Abaqus Contact Manager來定義接觸、Tie連接等問題。歡迎大家批評指正。同時該算例僅僅是一個step的，如果哪位能將其擴展到多個step，還會給以積分獎勵。再加一些步驟說明：問題描述：如下圖所示模型，模型整體分為三部分，黃色的tube、深藍色的holder和淺藍色的welded_part。其中tube和holder部分屬于接觸，而holder和welded_part兩部分的連接屬于焊接，這里采用Abaqus中的Tie連接方式。最后固定welded_part的一端，而在tube的一端施加一個扭矩，為了保證不發(fā)生剛體位移，在tube的另一端施加一個止推的約束。定義ABAQUS模板：在Geom頁面上選擇user prof，從彈出菜單中選擇ABAQUS，然后選擇Standard 3D。為保證問題具有一般性，對上述模型劃分的網(wǎng)格在連接的部分均保證網(wǎng)格不對齊，在寬度和圓周上均采用了不同的網(wǎng)格密度。單元類型的設(shè)置：因為涉及接觸問題，所以模型中的實體單元均采用Abaqus中的C3D8R減縮積分單元，單元類型的選擇請參考Abaqus使用手冊。在HyperMesh中改變單元類型的步驟如下：1  在1D、2D和3D的任何一個頁面中點擊elem types。2  選擇2d&3d子面板，根據(jù)單元的結(jié)構(gòu)選擇單元類型，在這個例子中點擊hex8，從彈出菜單中選擇C3D8R。3  選中要更新單元類型的單元，這里選擇by collector(選擇所有三個comps)。4  點擊update。5  如果需要察看現(xiàn)有任意一個單元的類型，在永久菜單上點擊card，將操作對象設(shè)為elem，選擇單元后點擊edit。就可以看到單元的類型。材料的設(shè)定：材料非線性的考慮，為了簡化問題，所有三個部分均采用相同材料steel。在HyperMesh中的設(shè)置過程如下：1.  在collector面板中選擇create子面板。2.  將選擇開關(guān)設(shè)為mats，將名稱設(shè)為steel，對其采用ABAQUS_MATERIAL的card image。3.  點擊create/edit。（對已有的模型可以在card image子面板中使用edit來察看相應(yīng)的mats。）4.  在下層菜單中選擇要考慮的參數(shù)，必要時拖動左邊的滾動條。在這個例子中選擇Density、Elastic和Plastic三個選項。5.  可以看到在上層菜單中出現(xiàn)了上述三個選項的輸入框，在這里可以為其輸入數(shù)值。6.  在Density(1)中輸入7.83E-9(采用ton-mm-s的單位制)。7.  在E(1)和NU(1)中分別輸入2.07E5和0.3。如果需要改變Elastic的類型，可以在下層菜單中點擊TYPE的選擇開關(guān)來設(shè)置，這里選擇ISOTROPIC。8.  利用表格輸入塑性材料的屈服應(yīng)力和塑性應(yīng)變曲線。表格的行數(shù)可以在下層菜單中的PLASTICDATACARDS中輸入，這里設(shè)為5。由于不考慮材料硬化，在下層菜單中的Hardening中選擇NO HARDENING。9.  由于第八步的設(shè)置，在上層菜單中的PLASTIC下面出現(xiàn)了一個五行的表格，在其中填入相應(yīng)的曲線數(shù)值，這里采用的數(shù)值是隨意選擇的，僅供參考。注意所有屈服應(yīng)力的數(shù)值必須大于0，塑性應(yīng)變的第一行數(shù)值必須為0(由Abaqus規(guī)定)。10.  點擊return確認上述設(shè)置。定義接觸定義tube和holder之間的接觸，如圖所示，holder部分網(wǎng)格較粗，設(shè)定其內(nèi)環(huán)表面為主面，tube部分網(wǎng)格較細，設(shè)定其為從面。設(shè)定過程如下：1  在宏菜單上點擊Abaqus進入ABAQUS的宏菜單。2  點擊Contact Manager。在當前模型中的所有接觸和Tie連接的內(nèi)容都可以在這里通過Edit來察看和修改。接下來的教程用來指導(dǎo)接觸對的創(chuàng)建過程。3  在ABAQUS Contact Manager的彈出菜單中選擇Surface子菜單，定義接觸面。首先定義主面master，然后定義從面slave。4  在HyperMesh的主窗口中使用永久菜單上的disp面板只顯示holder部分的網(wǎng)格。5  點擊New。在彈出菜單中輸入名稱master，選擇Element based，選擇一個顏色后，點擊create。6  因為接觸面master是holder部分的內(nèi)表面，而holder是3D實體單元，所以接觸面應(yīng)當選擇實體單元的外表面。所以在Define Surface for:中選擇，3D Solid, gasket。7  在Select Elements:下面點擊Element，通過by collector方式選擇holder的所有單元。點擊proceed。8  在Select faces by:下面選擇Nodes on face模式。9  點擊Nodes。在holder內(nèi)環(huán)表面的任意一個單元外表面上選擇三個節(jié)點。點擊proceed。10  現(xiàn)在Contact Manager如下圖所示。11  點擊Add?，F(xiàn)在master這個接觸面如下圖所示。12  重復(fù)上述步驟4-11，完成接觸面slave的創(chuàng)建。選擇tube部件的外表面。選擇后的結(jié)果如下頁圖所示。13  定義好接觸面以后，接下來定義接觸面之間的接觸對，在定義這個Contact Pair之前，首先需要定義接觸屬性。在Contact Manager中選擇Surface Interaction。點擊New。14  設(shè)定名稱contact1，點擊create。15  在Define窗口中選擇Surface behavior，這里暫時不考慮摩擦和阻尼。16  在Surface behavior中做出如下設(shè)置17  點擊OK。18  現(xiàn)在可以定義Contact Pair。選擇Interface頁面。點擊New。19  定義名稱為contact，選擇類型為Contact Pair，點擊create。20  在Define中做出如下設(shè)置。可以在Parameter中將這個接觸類型設(shè)置為小滑動(small sliding)。21  點擊OK完成對接觸的定義。定義Tie連接定義如下圖的Tie連接的過程與定義接觸的過程類似。區(qū)別在于不需要定義Surface Interaction，而在創(chuàng)建Interface的時候要將類型設(shè)為Tie。在本模型中Tie連接的主面和從面分別被設(shè)為Tie_master和Tie_slave。對Tie連接的屬性定義在Interface中的Parameter菜單中進行，具體參數(shù)的定義請參考Abaqus使用手冊定義約束1  在collector面板中創(chuàng)建名為constraints的loadcols，將其card image設(shè)為INITIAL CONDITION。2  在BCs頁面中點擊constraints面板。3  選擇如下圖所示的節(jié)點。4  約束這些節(jié)點的1、2和3三個方向上的自由度5  在tube上靠近holder這一端，選擇如下圖所示的節(jié)點。6  約束其3方向的自由度，其他自由度放開定義扭矩1  定義名為forces的loadcols，將其card image設(shè)為History。2  在BCs頁面上點擊forces面板。3  在tube的另一端創(chuàng)建如下圖所示的兩個反方向力定義Load Steps首先為了在HyperView和HyperMesh中的后處理，需要Abaqus計算出.fil文件。在BCs里面的output block中創(chuàng)建一個輸出控制，要求輸出節(jié)點位移、單元應(yīng)力、約束反力和接觸應(yīng)力等相關(guān)結(jié)果，各參數(shù)的含義請參考Abaqus手冊。在本例中，創(chuàng)建一個名為standard的output block。在load steps中創(chuàng)建一個step1，在loadcols中選擇constraint