Abaqus有限元分析过程:悬臂梁

如何使用Abaqus进行有限元分析?下面我将用一个简单的悬臂梁例子进行介绍。

方法:

一、启动ABAQUS。

二、创建部件

系统自动进入Part模块,这个模块中可以定义模型各个部分的几何形体。

1.点击左侧工具区的“Create Part”命令。

输入零件的名称为beam,Modeling Space(建模空间)设置为3D,Type选择为Deformable,Base Feature的Shape选择为Solid,Base Feature的Type选择为Extrusion。

点击Continue,系统会自动进入草绘模块。

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1.Modeling Space(建模空间):

建模空间是指零件所在的空间,而不是零件本身。我们可以在三维建模空间中创建零件,也可以使用二维的壳或线特征来构造它。

1)3D:将零件定位在三维空间中。

2)2D planar(2d平面):将零件定位在平面的二维空间中。

3)Axisymmetric(轴对称):将零件定位在轴对称二维空间中。如果创建轴对称可变形零件,则Abaqus / CAE允许您在模型中包括扭转自由度。

2.Type(类型):

在Abaqus / Standard或Abaqus / Explicit模型中,使用“ 类型”选择新零件的类型。

1)Deformable(可变形体):

可变形实体表示实体在载荷作用下会发生变形。

2)Discrete rigid(离散刚体):

华阳彩票离散刚性零件与可变形体零件相似,因为它可以是任意形状。离散的刚性零件被假定为刚性零件,并在接触分析中用于模拟无法变形的实体。

3)Analytical rigid(解析刚体):

解析刚性零件与离散刚性零件的相似之处在于,它用于表示接触分析中的刚性表面。但是解析刚性零件的形状不是任意的,必须由一组草图线,圆弧和抛物线形成。

4)Eulerian(欧拉体):

欧拉体用于定义一个域,材料可以在其中流动以进行欧拉分析。欧拉体零件在分析过程中不会变形。取而代之的是,零件内的材料会在载荷作用下变形,并会流过刚性元件的边界。

3.Base Feature(基本特征):

所谓基本特征就是我们创建的第一个特征。选择基本特征的类型很重要,因为在创建零件后无法更改类型。 我们可以修改基本特征,但应注意随后添加到零件的所有特征都将链接到基本特征。 因此,如果我们修改基本功能,则这些相关特征可能会移动或无法重新生成。

绘制如下图所示的草图作为梁的截面。

设置拉伸的深度为100,点击OK完成。

建模完成。

三、创建材料和截面属性

1。进入Property功能模块。

2.创建材料。点击“Create Material”按钮,在弹出的窗口中设置材料的名称为Steel。

点击Mechanical(力学特性)-Elastivity(弹性)-Elastic(弹性),设置Young's Modulus(弹性模量)为210000,Poisson's Ratio为0.3。点击OK完成。

3.创建截面属性。点击如下图所示的Create Section按钮。

截面名称为:Section-Steel,Category选择“Solid”,Type选择Homogeneous,点击Continue。

点击OK。

4。给部件赋予截面属性。点击Assign Section,选择视图区的模型,在视图区点击鼠标中键,弹出Edit Section Assignment界面。

Abaqus不是把材料属性直接赋予单元或者几何实体,而是首先在截面属性中定义材料属性,再为每个部件赋予相应的截面属性。

点击Ok。

四、定义装配体

每一个部件都创建在自己的坐标系中,在模型中相互独立,在Assembly模块中,通过创建各个部件的实体(instance)并在整体坐标系中将他们按照相关关系定位,用户能够定义整个装配体的几何形状。

1。点击左侧工具区的“Create Instance”。

选择从“Parts”创建实体,实体的类型为“Dependent(mesh on part)”,点击ok。

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1.从属零件实例

创建零件实体时,可以选择创建从属零件实体或独立零件实体。 您还可以编辑零件实体并将其从从属更改为独立,反之亦然。 创建模型实体时,它始终是依赖的。

默认情况下,Abaqus / CAE创建零件的从属实例。从属实例只是指向原始零件的指针。实际上,从属实例共享原始零件的几何形状和网格。对原始零件进行网格划分时,Abaqus / CAE会将相同的网格应用于零件的所有相关实例。

从属实例的优点是它们消耗更少的内存资源,并且您只需要对零件进行一次网格划分。

2.独立零件实例

相反,独立零件实例是原始零件几何形状的副本。我们不能对创建独立零件实例的零件进行网格划分,但是可以划分独立实例的网格。独立实例的缺点是它们消耗更多的内存资源,并且您必须分别划分每个独立实例的网格。

五、创建分析步

Abaqus会自动创建一个初始分析步,我们可以在上面施加边界条件。

1.进入Step模块,点击“Create Step。

在弹出的Create Step对话框中设置Procedure type为General,选中Static,General,点击Continue。

点击Ok。

2.点击Field Output Manager,弹出如下图所示的窗口。

点击Edit对输出的变量进行设置。

这里我们指定S和U作为输出变量。

六、定义边界条件和载荷

1。施加载荷。点击左侧工具区的“Create Load”。

载荷的名称默认,Category选择为“Mechanical”,载荷的类型为Pressure。点击Continue。

此时在窗口底部的提升信息区会提示“Select surface for the load”,我们点击模型的上表面我作为载荷施加的位置。

设置载荷的大小为50,点击OK。

2。添加边界条件。点击“Create Boundary Condition”。

Category选择为“Mechanical”,Types for Selected Step(为分析步选择边界条件类型)选择为Symmetry/Antisymmetry/Encastre。点击Continue。

选择下图红色箭头所指的位置施加边界条件。

华阳彩票勾选“ENCASTRE(U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0)”,点击OK。

七、划分网格

1.进入Mesh功能模块。我们并不是对整个装配体进行划分网格,而是为beam划分网格。Object勾选“Part”,选择beam。点击“Seed Part”。

设置全局种子的尺寸为1,点击Ok。

2。点击“Assign Mesh Controls”。

华阳彩票设置Element Shape为Hex,如下图所示。

3.点击“Mesh Part”,点击信息提示去区的yes进行网格划分。

4.点击Assign Element Type。

设置Element Type为Standard,Geometric Order(几何阶次)为Linear。

5.网格划分完成。

八、提交分析作业

1。进入Job功能模块。点击“Create Job”。

设置Job的名称为beam,点击Continue。

直接点击OK。

2。点击Job Manager 对话框中的Submit。Abaqus会进行计算,计算完成之后,点击Results进入Visualization模块。

3。我们可以得到如下图所示的结果。

以上我们简单介绍了Abaqus仿真的一般步骤,相信大家对Abaqus仿真的过程有一个大概的了解。后面我们将通过更多的例题来学习Abaqus。

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  • 本文由 发表于 2020年6月8日16:28:58
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