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Abaqus/CAE中的分析步、接触和载荷第五讲L1.2IntroductiontoAbaqus/CAE概述•分析步•输出•接触•载荷、边界条件和初始条件•练习分析步L1.4IntroductiontoAbaqus/CAE分析步•分析步模块有下面四个用途：1.定义分析步。2.指定输出需求。3.指定分析诊断。4.指定分析控制。L1.5IntroductiontoAbaqus/CAEStep3=Naturalfrequencyextraction分析步•分析步•分析步为描述模拟历程提供了一种方便的途径。分析的结果取决于事件的顺序。•比如，右图中的弓和箭。整个分析过程包括四个分析步：Step1:预拉伸弓弦(静态响应)。Step2:拉弓(静态响应)。Step3:为加载的系统提取自然频率。Step4:放开弓弦(动态响应)。L1.6IntroductiontoAbaqus/CAE分析步•在Abaqus/CAE中定义分析步GeneralproceduresAbaqus/ExplicitproceduresLinearproceduresL1.7IntroductiontoAbaqus/CAE•分析步替换•任何分析步都可以用其它分析步替换•必需满足分析步的先后顺序。•Abaqus/CAE将保留载荷、边界条件、接触等属性分析步L1.8IntroductiontoAbaqus/CAE•分析步抑制•任何分析步都可以抑制•可以灵活的分析模型(比如可以评估不同模型设置)•在此分析步创建的属性不参与分析分析步输出L1.10IntroductiontoAbaqus/CAE输出•输出到结果文件•Abaqus/Viewer将使用输出数据库。•对于Python和C++保留了API接口，可以用于外部的后处理（比如，在Abaqus/Viewer中添加显示数据）•两种类型的输出数据：场和历程数据。•场数据用于绘制模型的变形、云图和X–Y绘图•历程数据用于X–Y绘图L1.11IntroductiontoAbaqus/CAE回顾ODB输出•定义输出请求到ODB文件•如果在模型中没有定义输出请求，输出取决于环境文件的设置(abaqus_v6.env):•odb_output_by_default=ON:预选择的输出被写入到ODB文件•这个是默认的设置；输出的内容取决于分析类型•odb_output_by_default=OFF:没有任何ODB产生L1.12IntroductiontoAbaqus/CAE回顾ODB输出•预选择的ODB输出•预选择的输出取决于分析类型•举例，对于静力分析：•默认的场变量输出请求有：•Stresses–S•TotalStrains–E(orlogarithmicstrainLEifNLGEOMisactive)•PlasticStrains–PE,PEEQ,andPEMAG•DisplacementsandRotations–U•ReactionForcesandMoments–RF•Concentrated(applied)ForcesandMoments–CF•ContactStresses–CSTRESS•ContactDisplacements–CDISP•默认的历史变量输出请求包含所有能量•对于其他的分析类型，可查看AbaqusAnalysisUser’sManualL1.13IntroductiontoAbaqus/CAE输出输出可以被限制到模型的指定区域这里可以控制输出的频率预选的输出包括指定分析过程最常用的输出变量L1.14IntroductiontoAbaqus/CAE分析步•模型中定义的输出请求传播到随后的分析步中。•在随后的分析步中输出请求可以被修改。场输出管理器L1.15IntroductiontoAbaqus/CAE输出•重启动(.res)文件需求：•包含所有相关的输出量，用户只可以控制输出的频率。•重启动文件包含所有继续分析所需的信息。因此，它们可能非常大。•用于重新启动停止的分析过程。•可能引起程序终止的原因包括—没有硬盘空间、掉电、分析完成等等。•用于在Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit之间传递数据，还可以用于对称结果的转换L1.16IntroductiontoAbaqus/CAE输出•分析诊断•为接触、塑性、残值和求解器提供细节的诊断信息。•在分析步中监控选定的自由度。•在分析过程中，可以有效的显示求解历程，为求解过程提供简单的指示。•选定某个自由度，指示当前解的位置。L1.17IntroductiontoAbaqus/CAE分析步•比如，在结构突变分析过程中，监控选定薄板拱形结构的中点。JobMonitor视图在分析过程中自动创建并更新。接触L1.19IntroductiontoAbaqus/CAE接触•利用接触模块定义并管理以下信息：•模型区域之间或模型区域同它的周围的模型之间的机械的和热的接触。机械接触其它接触(约束)热接触一般和双面接触捆绑约束热膜条件自接触刚体对环境的辐射弹性基础显示体热接触激励器/传感器耦合壳到实体耦合嵌入区域线性多点约束方程L1.20IntroductiontoAbaqus/CAE接触•例如：壳到实体的耦合•将壳边同实体表面耦合的界面。L1.21IntroductiontoAbaqus/CAE接触•在接触模块中还可以定义连接器。•允许在装配件内的两个点之间或装配件中的点和地面之间定义连接。•连接器经常同显示体一起使用L1.22IntroductiontoAbaqus/CAE接触•显示体•显示体的目的是可视化，而不是用于分析•通过相连的点控制运动•在求解器中不添加额外的费用•不需要划分网格L1.23IntroductiontoAbaqus/CAE接触•“为什么要定义机械接触？”•只有在接触模块中指定接触时，ABAQUS才识别装配件中不同区域之间的接触。•两个表面物理上的接近不足以建立表面之间的接触关系。•接触与装配件模块中的接触位置约束是不相关的。•接触位置约束只是让部件实例正确定位的方法之一。•可以定义接触模型的法向关系、摩擦和干涉。L1.24IntroductiontoAbaqus/CAE接触•Abaqus提供两种定义基于面的接触的方法:•通用接触可以定义模型全部或者一部分区域内的接触情况.•接触对描述两个面间的接触•每个可能的接触对都需要定义.OnecontactdomainingeneralcontactMultiplecontactpairsrequiredL1.25IntroductiontoAbaqus/CAE接触•定义通用接触•接触定义方式如下:1)开始通用接触的定义2)使用默认的接触区域•默认区域自动定义为包含所有的单元面;不包括质量点3)定义全局接触属性L1.26IntroductiontoAbaqus/CAE接触•例子：定义接触的分析步1.创建接触，并选择接触起作用的分析步。CreateInteraction对话框L1.27IntroductiontoAbaqus/CAE接触2.从几何体的表面、单元表面、表面集或节点集选择应用接触的表面。（可以通过选择一个单元和特征角度的办法在孤立网格中选择表面。单个编辑的办法可以很容易清除不规则的单元。）L1.28IntroductiontoAbaqus/CAE接触3.EditInteraction对话框中完成接触定义（比如，为接触定义摩擦模型）。CreateInteractionProperty对话框EditInteraction对话框L1.29IntroductiontoAbaqus/CAE4.在必要的时候，利用接触管理器激活/不激活接触。接触接触管理器L1.30IntroductiontoAbaqus/CAEInteractions•Aside:Toactivate/deactivatecontactpairsonastep-by-stepbasis,editthedefinitionwithineachstep.L1.31IntroductiontoAbaqus/CAE接触•约束和接触能够继续或者被删除•能够研究各种约束和接触的组合效果载荷、边界条件和初始条件L1.33IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件•载荷•载荷可以根据与时间相关的幅值变化。•集中力即可以参考总体坐标系，也可以参考局部坐标系或基准坐标系。•有一些载荷类型，在Abaqus/CAE不直接支持。可以利用KeywordEditor使用目前GUI不支持的任何功能。（参考演示7a）。机械热集中力和弯矩分布和集中热流压力载荷体力（包括重力和转动力）螺栓载荷连接器力和弯矩惯性解除L1.34IntroductiontoAbaqus/CAE压力载荷或分布热流p时间载荷大小载荷的幅值随时间变化集中力P载荷、边界条件和初始条件•载荷的例子L1.35IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件•边界条件•指定边界条件可以随着时间相关的幅值定义变化。•机械边界条件即可以参考总体坐标系，也可以参考局部坐标系或基准坐标系。机械热固定的平移或转动指定的温度指定的平移或转动指定的平动速度或角速度连接器位移和速度L1.36IntroductiontoAbaqus/CAE固定的平移和转动uorv指定的位移或速度指定的角速度Fc载荷、边界条件和初始条件•边界条件例子L1.37IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件•幅值定义•指定载荷和边界条件可以随着时间相关的幅值定义变化。Create和EditAmplitude对话框幅值定义既可以参考分析步时间也可以参考总时间。L1.38IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件•解析场(分布)•空间分布•利用解析表达式定义•能够放大空间场的幅度•空间场能够定义:•压力•温度•薄膜信息•通过生成inp文件产生动态分布载荷•说明:Input文件通过*DLOAD选项产生•在几何构型加一个载荷在导入的独立网格上的节点加多个单独载荷*查看Abaqus/CAEUser‘sManual中支持解析场的载荷边界条件的清单L1.39IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件•Example：双线性变化的压力载荷L1.40IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件•Example:在Abaqus/CAE中定义载荷和边界条件1.创建载荷（或边界条件），并选择该载荷激活的分析步CreateLoad对话框载荷所在的分析步被创建L1.41IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件2.选择应用的区域•几何体•节点•单元•直接在视图窗口中或先前定义的集合和表面选取•节点和单元可以从本地几何体或孤立网格选取L1.42IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件•定义集合和表面•从孤立网格：集合（或表面）通过选中的节点（或单元表面）创建•可以通过选择特征角度的办法在孤立网格中选择L1.43IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件•定义集合和表面•本地几何体：集合和表面能从下列方式创建•本地几何体•存在网格的几何体•能够定义集合位置不存在的位置处的特征•网格改变时需要重新定义L1.44IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件3.编辑载荷（或边界条件），为它们指定大小，等等。默认情况下，一般静态分析步中使用斜坡幅值曲线。还可以使用用户自定义的幅值曲线。L1.45IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件•在模型中，载荷的定义被自动传播到后继的分析步中；在后继的分析步中还可以修改载荷的定义。•比如，可以改变载荷的大小，或者只是使载荷无效。边界条件管理器L1.46IntroductiontoAbaqus/CAE载荷、边