ABAQUS常見問題總結(jié)

ABAQUS注意事項(xiàng)1、 建模前需要考慮的因素根據(jù)結(jié)構(gòu)和荷載情況的特點(diǎn)，按照軸對(duì)稱問題來建模。對(duì)于大位移問題，應(yīng)在step功能模塊中把參數(shù)Nlgeom(幾何非線性)設(shè)為ON。根據(jù)問題的特點(diǎn)，選用合適的單元類型。2、 新建Part時(shí)，Approximatesize(sketch)的大?。緼pproximatesize數(shù)值的大小，應(yīng)根據(jù)模型的最大尺寸來確定：稍大于最大尺寸的2倍。3、 ABAQUS中平面應(yīng)力、應(yīng)變問題的截面屬性為什么是實(shí)體而不是殼?那個(gè)殼設(shè)置是專門針對(duì)板殼單元的，用于板殼力學(xué)分析。平面應(yīng)力應(yīng)變分析當(dāng)然該選實(shí)體，因?yàn)槭俏覀儼讶S實(shí)體分析簡(jiǎn)化成平面分析的。3、 ABAQUS有限元分析實(shí)例詳解——石亦平注意事項(xiàng)P176頁在單向壓縮試驗(yàn)過程模擬時(shí)，試樣冒設(shè)為解析剛體，建模時(shí)用一直線表示，而不是用一矩形表示，如果用矩形表示，其接觸部位的尖角會(huì)造成錯(cuò)誤的分析結(jié)果。同時(shí)，代表試樣冒的直線也必須繪制的足夠長，因?yàn)閴嚎s的過程中，試樣的截面尺寸會(huì)不斷增大，如果試樣尺寸超出試樣冒的尺寸，會(huì)造成接觸分析的收斂問題。4、 選擇主動(dòng)面和從屬面的幾個(gè)原則Analyticalrigidsurfacesandrigid-element-basedsurfacesmustalwaysbethemastersurface.Anode-basedsurfacecanactonlyasaslavesurfaceandalwaysusesnode-to-surfacecontact.Slavesurfacesmustalwaysbeattachedtodeformablebodiesordeformablebodiesdefinedasrigid.Bothsurfacesinacontactpaircannotberigidsurfaceswiththeexceptionofdeformablesurfacesdefinedasrigid當(dāng)存在一個(gè)較小的面和一個(gè)較大的面時(shí)，一般將較小的面定義為從屬面。當(dāng)兩個(gè)面大小接近時(shí)，選取剛度較大的面作為主面。這里所說的“剛度'不但要考慮材料特性，還要考慮結(jié)構(gòu)的剛度。解析面(analyticalsurface)或由剛性單元構(gòu)成的面必須作為主面，從面則必須是柔體上的面(可以是施加了剛體約束的柔體)。6） 當(dāng)兩個(gè)面區(qū)域接近，“剛度”也接近時(shí)，此時(shí)往往需要反復(fù)嘗試才能得到較好的結(jié)果。與點(diǎn)對(duì)面接觸相比，面對(duì)面接觸中主動(dòng)面和從屬面的選取，對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響并不是很大。但是，當(dāng)錯(cuò)誤的將網(wǎng)格粗糙的面定義為從屬面時(shí)，此時(shí)也許會(huì)引起計(jì)算成本的急劇增加。7） 選取單元?jiǎng)澐直容^粗糙的面作為主動(dòng)面。8） 主面不能是由節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的面，并且必須是連續(xù)的。如果是有限滑移，主面在發(fā)生接觸的部位必須是光滑的（即不能有尖角）。9） 如果接觸面在發(fā)生接觸的部位有很大的凹角或尖角，應(yīng)該將其分別定義為兩個(gè)面。10） 兩個(gè)面的節(jié)點(diǎn)位置不要求是一一對(duì)應(yīng)的，但如果能夠令其一一對(duì)應(yīng)，可以得到更精確的結(jié)果。11） 如果是有限滑移（finilesliding），則在整個(gè)分析過程中，都盡量不要讓從面節(jié)點(diǎn)落到主面之外（尤其是不要落到主面的背面），否則容易出現(xiàn)收斂問題。12） 一對(duì)接觸面的法線方向應(yīng)該相反，換言之，如果主面和從面在幾何位置上沒有發(fā)生重疊，則一個(gè)面的法線應(yīng)指向另一個(gè)面所在的那一側(cè)（對(duì)于三維實(shí)體，法線應(yīng)該指向?qū)嶓w的外側(cè)）。如果法線方向錯(cuò)誤，ABAQUS往往會(huì)將其理解為具有很大過盈量的過盈接觸，因而無法達(dá)到收斂。一般來說，對(duì)于柔性的三維實(shí)體，ABAQUS會(huì)自動(dòng)選擇正確的法線方向，而在使用梁?jiǎn)卧?、殼單元、膜單元、桁架單元或剛體單元來定義接觸面時(shí)，用戶往往需要自己指定法線方向，就容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。m16-1湖翌面胃日qH出叫掂比主陟M曲從固瞿色躅■岌業(yè)丁云*眄度皓M思*冉格電￡網(wǎng)喋啟希：XEB節(jié)點(diǎn)本有進(jìn)人￡虬但是畫整痔諾人了阪其翹物里■勤嗅尼■不正耆5、有限滑動(dòng)和小滑動(dòng)1） 有限滑動(dòng)。如果兩個(gè)接觸面之間的相對(duì)滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)量較大（例如，大于接觸面上的單元尺寸），就應(yīng)該選擇有限滑動(dòng)，它允許接觸面之間出現(xiàn)任意大小的相對(duì)滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。在分析過程中，ABAQUS將會(huì)不斷地判斷各個(gè)從面節(jié)點(diǎn)與主面的哪一部分發(fā)生了接觸，因此計(jì)算成本較高。在使用有限滑動(dòng)、點(diǎn)對(duì)面離散時(shí)，應(yīng)盡量保證主面是光滑的，否則主面的法線方向會(huì)出現(xiàn)不連續(xù)的變化，容易出現(xiàn)收斂問題。在主面的拐角處應(yīng)使用過渡圓弧，并在圓弧上劃分足夠數(shù)量的單元。在使用點(diǎn)對(duì)面離散時(shí)，如果主面是變形體或離散剛體的表面，ABAQUS/Standard會(huì)自動(dòng)對(duì)不光滑的主面做平滑（Smoothing）處理，默認(rèn)的平滑系數(shù)為0.2。面對(duì)面離散則沒有這種平滑功能，因此如果工程實(shí)際要求主面必須有尖角，使用點(diǎn)對(duì)面離散可能會(huì)比面對(duì)面離散更容易收斂。2） 小滑動(dòng)。如果兩個(gè)接觸面之間的相對(duì)滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)量很?。ɡ纾∮诮佑|面上單元尺寸的20%），就可以選擇小滑動(dòng)。在分析開始時(shí)刻，ABAQUS就確定了各個(gè)從面節(jié)點(diǎn)與主面是否接觸、與主面的哪個(gè)區(qū)域接觸，并在整個(gè)分析過程中保持這些關(guān)系不變，因此計(jì)算成本較低。6、選用離散方法時(shí)，還應(yīng)考慮以下因素。在點(diǎn)對(duì)面離散方法中，從面（slavesurface）上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)與該節(jié)點(diǎn)在主面（mastersurface）上的投影點(diǎn)建立接觸關(guān)系，每個(gè)接觸條件都包含一個(gè)從面節(jié)點(diǎn)和它的投影點(diǎn)附近的一組主面節(jié)點(diǎn)。使用點(diǎn)對(duì)面離散方法時(shí)，從面節(jié)點(diǎn)不會(huì)穿透（penetrate）主面，但是主面節(jié)點(diǎn)可以穿透從面。面對(duì)面離散方法會(huì)為整個(gè)從面（而不是單個(gè)節(jié)點(diǎn)）建立接觸條件，在接觸分析過程中同時(shí)考慮主面和從面的形狀變化。可能在某些節(jié)點(diǎn)上出現(xiàn)穿透現(xiàn)象，但是穿透的程度不會(huì)很嚴(yán)重。1） 一般情況下，面對(duì)面離散得到的應(yīng)力和壓強(qiáng)的結(jié)果精度要高于點(diǎn)對(duì)面離散。2） 面對(duì)面離散需要分析整個(gè)接觸面上的接觸行為，其計(jì)算代價(jià)要高于點(diǎn)對(duì)面離散。一般情況下，二者的計(jì)算代價(jià)相差不是很懸殊，但在以下情況中，面對(duì)面離散的計(jì)算代價(jià)將會(huì)大很多：模型中的大部分區(qū)域都涉及到接觸問題。主面的網(wǎng)格比從面的網(wǎng)格細(xì)化很多。接觸對(duì)中包含了多層殼，一個(gè)接觸對(duì)中的主面是另一接觸對(duì)中的從面。3）如果從面是基于節(jié)點(diǎn)的（即從面類型為NodeRegion，而不是Surface），則不能使用面對(duì)面離散化方法。5、 分析接觸問題時(shí)，是否必須在Step功能模塊中打開幾何非線性開關(guān)（將Nlgeom設(shè)為ON）？只有分析幾何非線性問題（大位移、大轉(zhuǎn)動(dòng)、初始應(yīng)力、幾何剛化或突然翻轉(zhuǎn)等）時(shí)才需要將Nlgeom設(shè)為ON。接觸分析是非線性問題，但不一定是幾何非線性問題，常見的情況有以下幾種：1） 如果接觸面之間會(huì)發(fā)生較大的相對(duì)位移或轉(zhuǎn)動(dòng)，則定義接觸時(shí)應(yīng)選擇有限滑動(dòng)，并將Nlgeom設(shè)為ON。2） 如果接觸面之間的相對(duì)位移和轉(zhuǎn)動(dòng)都很小，模型各處都不會(huì)發(fā)生大的位移或轉(zhuǎn)動(dòng)，則定義接觸時(shí)應(yīng)選擇小滑動(dòng)，并將Nlgeom設(shè)為OFF。3） 如果接觸面之間的相對(duì)位移和轉(zhuǎn)動(dòng)都很小，但模型出現(xiàn)了大的位移或轉(zhuǎn)動(dòng)（例如剛體轉(zhuǎn)動(dòng)），則定義接觸時(shí)應(yīng)選擇小滑動(dòng)，并將Nlgeom設(shè)為ON。6、 ABAQUS/Standard中關(guān)于Timeperiod的設(shè)置1）在靜態(tài)分析中，這個(gè)時(shí)間不是實(shí)際的時(shí)間，但是還是有作用的。您設(shè)置的初始增量步時(shí)間/timeperiod等于您第一步分析的增量步大小。比如，您現(xiàn)在設(shè)置的timeperiod=1，而initialtime=0.1，而您定義的平滑載荷是10N的話，您第一步加載的載荷就是1N。而隨后的分析中，如果連續(xù)兩次增量步都一次迭代完成，增量時(shí)間就會(huì)增加50%。所以如果您對(duì)分析的問題收斂性沒把握時(shí)，可以調(diào)小initialtime和timeperiod之間的比值1。2）如果是和時(shí)間相關(guān)的蠕變分析、動(dòng)力學(xué)分析，這個(gè)時(shí)間是實(shí)際時(shí)間。所以動(dòng)態(tài)分析中這個(gè)時(shí)間您需要視情況而定進(jìn)行修改。7、ABAQUS中建立鋼筋的兩種方法及評(píng)價(jià)方法介紹：1） 采用rebarlayer的辦法，在part里面畫一個(gè)面，然后在property里面一個(gè)surface為rebarlayer，把這個(gè)surface的屬性賦給前面的part里面的那個(gè)面，然后在interation中embed中把鋼筋層embed到中去。2） 采用桁架的辦法，在part里面建好縱筋和箍筋的鋼筋骨架，在property中分別賦予截面和屬性，在interation中的embed把鋼筋骨架embed到混凝土的實(shí)體中去。（也可通過CAD導(dǎo)入鋼筋骨架embed到混凝土中）步驟：part（用wire的方法畫線） 》property模（創(chuàng)建鋼筋的section，property【在category里面選beam 》truss］） 》assembly模塊（建立instance） 》Interaction模塊（在constaint里面選embedded） 》mesh模塊（指定單元屬性，鋼筋單元必須為truss單元，如T3D2等）方法評(píng)價(jià)：1） 如果是作構(gòu)件的話，第二種辦法建的比較精確，而且比較方便，查看鋼筋單元的比較直觀，如果不是作構(gòu)件的話，第一種鋼筋層的辦法比較好，但是個(gè)人覺得鋼筋層的辦法縱筋和箍筋的位置定義的不是很明確。2） *rebar和*embeded是兩種完全不同的處理方法，如果要考察筋材的性能，用*rebar肯定是不行的，因?yàn)樵撽P(guān)鍵詞的含義是局部增強(qiáng)來模擬加筋，不能對(duì)筋材進(jìn)行顯示，只能考察加筋后的主體構(gòu)建的性能。而*embeded可以把筋材和主體構(gòu)建分別顯示，方便對(duì)筋材性能的考察。3） 對(duì)于剪切破壞的鋼筋混凝土構(gòu)件，箍筋的對(duì)于抗剪作用比較關(guān)鍵，必須要建立箍筋單元，對(duì)于受彎曲破壞的鋼筋混凝土構(gòu)件，可以不建箍筋。而在ABAQUS中，縱筋可以通過rebarlayer的方式施加，箍筋采用rebarlayer方式施加的話，位置定義的不是很明確。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋屬于強(qiáng)度加強(qiáng)機(jī)構(gòu)，而且橫截面積小。在Abaqus里面，這一類問題被廣泛地采用rebar機(jī)構(gòu)來進(jìn)行模擬。不過基于具體情況，也可以考慮別的。具體的應(yīng)用如下：經(jīng)過探索，在ABAQUS中可以采用以下幾種方法模擬預(yù)應(yīng)力筋。1.MPC法分別定義預(yù)應(yīng)力筋（比如truss單元）和混凝土，采用MPC將預(yù)應(yīng)力筋與混凝土聯(lián)系起來，對(duì)預(yù)應(yīng)力筋施加初始應(yīng)力，即可模擬預(yù)應(yīng)力效應(yīng)。2.降溫法這是目前很多人采用的方法。即在預(yù)應(yīng)力筋施加溫度荷載（降溫），使預(yù)應(yīng)力筋收縮，從而使混凝土獲得預(yù)應(yīng)力。3.ABAQUS自帶的初始應(yīng)力法直接用*Initialconditions,type=stress可以直接模擬先張法，能獲得預(yù)應(yīng)力筋和混凝土的后期應(yīng)力增量，但無法獲得預(yù)應(yīng)力筋的真實(shí)應(yīng)力。Rebarelementsingle法利用ABAQUS提供的rebar功能，模擬預(yù)應(yīng)力束，給出rebar與相關(guān)實(shí)體單元的信息，通過在rebar上施加初始應(yīng)力即可模擬先張法和后張法。RebarLayer法利用ABAQUS提供的rebarlayer功能，將rebarlayer定義到surface，membrane或s