lecture5AbaqusCAE中的分析步、接觸和載荷課件

1、 Dassault Systmes, 2008Abaqus/CAE中的分析步、接觸和載荷第五講第1頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.2概述分析步輸出接觸載荷、邊界條件和初始條件練習第2頁，共51頁。 Dassault Systmes, 2008分析步第3頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.4分析步分析步模塊有下面四個用途：定義分析步。指定輸出需求。指定分析診斷。指定分析控制。第4頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEStep 3 = Natural frequency extraction分析

2、步分析步分析步為描述模擬歷程提供了一種方便的途徑。分析的結(jié)果取決于事件的順序。比如，右圖中的弓和箭。整個分析過程包括四個分析步：Step 1: 預拉伸弓弦 (靜態(tài)響應(yīng))。Step 2: 拉弓 (靜態(tài)響應(yīng))。Step 3: 為加載的系統(tǒng)提取自然頻率。Step 4: 放開弓弦 (動態(tài)響應(yīng))。第5頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.6分析步在Abaqus/CAE中定義分析步General proceduresAbaqus/Explicit proceduresLinear procedures第6頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL

3、5.7分析步替換任何分析步都可以用其它分析步替換必需滿足分析步的先后順序。Abaqus/CAE將保留載荷、邊界條件、接觸等屬性分析步第7頁，共51頁。 Dassault Systmes, 2008輸出第8頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.9輸出輸出到結(jié)果文件Abaqus/Viewer將使用輸出數(shù)據(jù)庫。 對于Python和C+保留了API接口，可以用于外部的后處理（比如，在 Abaqus/Viewer中添加顯示數(shù)據(jù)）兩種類型的輸出數(shù)據(jù)：場和歷程數(shù)據(jù)。場數(shù)據(jù)用于繪制模型的變形、云圖和XY繪圖歷程數(shù)據(jù)用于XY 繪圖第9頁，共51頁。Introduction to

4、 Abaqus/CAEL5.10輸出輸出可以被限制到模型的指定區(qū)域這里可以控制輸出的頻率預選的輸出包括指定分析過程最常用的輸出變量第10頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE分析步有效的分布載荷的可視化輸出：在可視化模塊中很容易理解計算的結(jié)果Visualization via symbol plotsOutput variableLoad typeP, HPPressureBF, HBFBody forceSFLUXSurface heat fluxTRNOR,TRSHRSurface tractionGRAVGravityCORIOMAGCoriolis magn

5、itudeROTAMAGRotary Acceleration magnitudeCENTMAG,CENTRIFMAGCentrifugal load第11頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE分析步模型中定義的輸出請求傳播到隨后的分析步中。在隨后的分析步中輸出請求可以被修改。場輸出管理器第12頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.13輸出重啟動 (.res)文件需求：包含所有相關(guān)的輸出量，用戶只可以控制輸出的頻率。重啟動文件包含所有繼續(xù)分析所需的信息。因此，它們可能非常大。用于重新啟動停止的分析過程。可能引起程序終止的原因包括沒有

6、硬盤空間、掉電、分析完成等等。用于在Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit之間傳遞數(shù)據(jù)，還可以用于對稱結(jié)果的轉(zhuǎn)換第13頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.14輸出分析診斷為接觸、塑性、殘值和求解器提供細節(jié)的診斷信息。在分析步中監(jiān)控選定的自由度。在分析過程中，可以有效的顯示求解歷程，為求解過程提供簡單的指示。選定某個自由度，指示當前解的位置。第14頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE分析步比如，在結(jié)構(gòu)突變分析過程中，監(jiān)控選定薄板拱形結(jié)構(gòu)的中點。Job Monitor視圖在分析過程中自動創(chuàng)建并更新。第15頁，

7、共51頁。Introduction to Abaqus/CAE分析步分析控制為Abaqus/Explicit分析定義自適應(yīng)網(wǎng)格區(qū)域和自適應(yīng)網(wǎng)格控制。為接觸問題定制求解控制。定制一般求解控制，用于控制Abaqus中的收斂控制參數(shù)和時間積分精度算法。第16頁，共51頁。 Dassault Systmes, 2008接觸第17頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE接觸利用接觸模塊定義并管理以下信息：模型區(qū)域之間或模型區(qū)域同它的周圍的模型之間的機械的和熱的接觸。機械接觸其它接觸 (約束)熱接觸一般和雙面接觸捆綁約束熱膜條件自接觸剛體對環(huán)境的輻射彈性基礎(chǔ)顯示體熱接觸激勵器/傳

8、感器耦合殼到實體耦合嵌入?yún)^(qū)域線性多點約束方程第18頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE接觸例如：殼到實體的耦合將殼邊同實體表面耦合的界面。第19頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.20接觸在接觸模塊中還可以定義連接器。允許在裝配件內(nèi)的兩個點之間或裝配件中的點和地面之間定義連接。連接器經(jīng)常同顯示體一起使用第20頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE接觸顯示體顯示體的目的是可視化，而不是用于分析通過相連的點控制運動在求解器中不添加額外的費用不需要劃分網(wǎng)格第21頁，共51頁。Introduction to

9、Abaqus/CAE接觸“為什么要定義機械接觸？”只有在接觸模塊中指定接觸時，ABAQUS才識別裝配件中不同區(qū)域之間的接觸。兩個表面物理上的接近不足以建立表面之間的接觸關(guān)系。接觸與裝配件模塊中的接觸位置約束是不相關(guān)的。接觸位置約束只是讓部件實例正確定位的方法之一?？梢远x接觸模型的法向關(guān)系、摩擦和干涉。第22頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE帶有摩擦的雙面接觸捆綁約束帶有摩擦的自接觸筒子擠壓分析過程中的接觸定義：未變形狀態(tài)（左）和變形狀態(tài)（右）接觸第23頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE接觸例子：定義接觸的分析步創(chuàng)建接觸，并選擇接

10、觸起作用的分析步。Create Interaction 對話框* 對于三維模型, 可選的自動探測方法是有效的；稍后討論。第24頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE接觸從幾何體的表面、單元表面、表面集或節(jié)點集選擇應(yīng)用接觸的表面。 （可以通過選擇一個單元和特征角度的辦法在孤立網(wǎng)格中選擇表面。單個編輯的辦法可以很容易清除不規(guī)則的單元。）第25頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE接觸Edit Interaction對話框中完成接觸定義（比如，為接觸定義摩擦模型）。Create Interaction Property 對話框Edit Inte

11、raction 對話框第26頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE在必要的時候，利用接觸管理器激活/不激活接觸。接觸接觸管理器第27頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE接觸約束和接觸能夠繼續(xù)或者被刪除能夠研究各種約束和接觸的組合效果第28頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE接觸自動約束探測在三維模型中可以快捷方便地定義接觸和綁定約束。為了代替分別選擇面并定義它們之間的接觸，可以讓Abaqus/CAE自動查找模型中初始可能接觸的所有面。支持殼、膜和實體包含殼的偏置支持孤立網(wǎng)格部件第29頁，共51頁。Intro

12、duction to Abaqus/CAE接觸例子: 剎車盤提供了列表顯示的可能接觸對第30頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE接觸圖表操作和編輯規(guī)則修改多樣的選項定制列表顯示其它的圖表操作修改應(yīng)用于新接觸對的規(guī)則第31頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.32接觸不重疊的表面可包含或者忽略沒有接觸對被探測到兩個接觸對被探測到第32頁，共51頁。 Dassault Systmes, 2008載荷、邊界條件和初始條件第33頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.34載荷、邊界條件和初始條件載荷載荷可以

13、根據(jù)與時間相關(guān)的幅值變化。集中力即可以參考總體坐標系，也可以參考局部坐標系或基準坐標系。有一些載荷類型，在Abaqus/CAE不直接支持?？梢岳肒eyword Editor使用目前GUI不支持的任何功能。 （參考演示7a）。機械熱集中力和彎矩分布和集中熱流壓力載荷體力（包括重力和轉(zhuǎn)動力）螺栓載荷連接器力和彎矩慣性解除第34頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE壓力載荷或分布熱流p時間載荷大小載荷的幅值隨時間變化集中力P載荷、邊界條件和初始條件載荷的例子第35頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE載荷、邊界條件和初始條件邊界條件指定邊界條

14、件可以隨著時間相關(guān)的幅值定義變化。機械邊界條件即可以參考總體坐標系，也可以參考局部坐標系或基準坐標系。機械熱固定的平移或轉(zhuǎn)動指定的溫度指定的平移或轉(zhuǎn)動指定的平動速度或角速度連接器位移和速度第36頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE固定的平移和轉(zhuǎn)動u or v指定的位移或速度指定的角速度Fc載荷、邊界條件和初始條件邊界條件例子第37頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE載荷、邊界條件和初始條件幅值定義指定載荷和邊界條件可以隨著時間相關(guān)的幅值定義變化。Create和Edit Amplitude 對話框幅值定義既可以參考分析步時間也可以參考總

15、時間。第38頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE載荷、邊界條件和初始條件解析場 (分布)空間分布利用解析表達式定義能夠放大空間場的幅度空間場能夠定義:壓力溫度薄膜信息通過生成inp文件產(chǎn)生動態(tài)分布載荷說明: Input 文件通過*DLOAD選項產(chǎn)生在幾何構(gòu)型加一個載荷 在導入的獨立網(wǎng)格上的節(jié)點加多個單獨載荷*查看Abaqus/CAE Users Manual中支持解析場的載荷邊界條件的清單第39頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.40載荷、邊界條件和初始條件Example：雙線性變化的壓力載荷第40頁，共51頁。Introduc

16、tion to Abaqus/CAEL5.41載荷、邊界條件和初始條件Example: 在Abaqus/CAE中定義載荷和邊界條件創(chuàng)建載荷（或邊界條件），并選擇該載荷激活的分析步Create Load 對話框載荷所在的分析步被創(chuàng)建第41頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.42載荷、邊界條件和初始條件選擇應(yīng)用的區(qū)域幾何體 節(jié)點 單元直接在視圖窗口中或先前定義的集合和表面選取節(jié)點和單元可以從本地幾何體或孤立網(wǎng)格選取第42頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAEL5.43載荷、邊界條件和初始條件定義集合和表面從孤立網(wǎng)格：集合（或表面）通過

17、選中的節(jié)點（或單元表面）創(chuàng)建 可以通過選擇特征角度的辦法在孤立網(wǎng)格中選擇本地幾何體：集合和表面能從下列方式創(chuàng)建本地幾何體 存在網(wǎng)格的幾何體能夠定義集合位置不存在的位置處的特征網(wǎng)格改變時需要重新定義第43頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE載荷、邊界條件和初始條件編輯載荷（或邊界條件），為它們指定大小，等等。默認情況下，一般靜態(tài)分析步中使用斜坡幅值曲線。還可以使用用戶自定義的幅值曲線。第44頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE載荷、邊界條件和初始條件在模型中，載荷的定義被自動傳播到后繼的分析步中；在后繼的分析步中還可以修改載荷的定義。比

18、如，可以改變載荷的大小，或者只是使載荷無效。邊界條件管理器第45頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE載荷、邊界條件和初始條件載荷和邊界條件能夠繼續(xù)或者被刪除能夠研究各種載荷和邊界的組合效果第46頁，共51頁。Introduction to Abaqus/CAE載荷、邊界條件和初始條件初始條件初始條件更一般的標題為“場”。在初始分析步中定義的場是通過定義初始條件定義的。在跌落試驗中，初始平動速度可以模擬自由落體的效果。機械熱平動和轉(zhuǎn)動速度溫度第47頁，共51頁。 Dassault Systmes, 2008習題5a: 定義分析步、接觸、邊界條件和載荷絞模型第48頁，共51頁。Introduc