04-Abaqus-CAE中的材料属性和装配件

1©DassaultSystèmes,2008Abaqus/CAE中的材料属性和装配件第四讲©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.2概述•定义并分配材料属性•材料评估•材料库•表面和纵梁•什么是装配件?•定位部件实例•布尔操作•阵列•装配件集和表面•显示组•色彩编码•练习2©DassaultSystèmes,2008定义并分配材料属性©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.4定义并分配材料属性•材料属性•广泛的材料库包含几乎所有的Abaqus材料模型。•用户以Abaqus求解器所需的格式输入材料数据•数据可直接输入，可从文件中读取，也可从材料库中导入。3©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.5定义并分配材料属性•截面属性•包括附加尺寸，或为变形体分配材料属性的单元类型信息。•参考材料定义。©DassaultSystèmes,2008L4.6•为区域分配截面属性•变形体的每个区域必须引用包含材料定义的截面属性。车架模型可能的部件、截面和材料定义并分配材料属性Partregion1:leftfenderPartregion2:rightfenderPartregion3:hingeMaterial1:steelShellsection1Solidsection14©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.7定义并分配材料属性•对于被赋予截面属性的部件，Abaqus/CAE提供了一个视觉上的反馈SectionassignedtotophalfSectionassignedtotopandbottomhalf©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE定义并分配材料属性•梁的视觉上的反馈•梁的建模是基于线特征；其横截面尺寸认为是截面属性。5©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.9定义并分配材料属性•可以通过观察梁的外形改变梁截面属性的定义•很容易检测建模误差*该特征在后处理中也有效*©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.10定义并分配材料属性•定义局部材料方向•利用基准工具集中可用的工具，可以创建所需的基准坐标系。•利用从视图中选择基准坐标系的办法，可以为壳或实体区域指派材料方向。•在同一装配件中，所有相关联的实例自动继承材料方向。•可以利用查询工具查询材料方向的分配情况。6©DassaultSystèmes,2008材料评估©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.12材料评估•超弹性材料的曲线拟合能力，可以允许用户对实验数据比较不同超弹性模型的拟合结果。7©DassaultSystèmes,2008材料库©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.14材料库•方便材料定义，材料库可以保存Abaqus中有效的材料模型•可以为金属（弹性和塑性）、橡胶（超弹性）等创建材料库•材料库能够在Abaqus/CAE创建，也可以从第三方插件类似GrantaDesign和Matereality导入数据•材料库中的材料可以添加到任何的Abaqus/CAE模型•材料库可以在不同的用户之间共享材料库只在Property模块中激活点击这里添加选中的材料到当前模型8©DassaultSystèmes,2008表面和纵梁©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.16表面和纵梁•定义：•表面–共节点实体的一种壳的增强•纵梁–共节点实体的一种梁的增强•表面&纵梁的生成•表面/纵梁可以跨越多个几何实体或者多重孤立网格•多层表面/纵梁可以在一个step中生成9©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.17表面和纵梁•定义表面增强•表面增强定义了连接到已有部件表面的表面，并制定它的工程属性。•三维部件的表面或二维部件的边都可以用于表面增强。•生成与连续体单元共享节点的壳或薄膜单元。•所有基于几何面的表面都有相同的法向；基于壳面的表面继承原有的法向用实体蜂窝状中心和铝蒙皮建模的机翼铝蒙皮实体蜂窝状中心在创建集时，使用选择选项选择skins。©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.18表面和纵梁•纵梁增强•纵梁增强定义了一个与现有部件的边联结并指定工程属性的纵梁•三维实体部件的一条边或二维平面部件的边可以作为纵梁。•生成共节点的梁或桁架单元•几何边上的纵梁层具有相同的正法向；线上的纵梁继承了原有线的正法向。在创建集、应用属性时，使用选择选项选择stingers。钢加筋的梁10©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.19表面和纵梁•选择和显示•颜色编码可以用于显示表面和纵梁•赋予工程属性或单元类型：•能够使用选取过滤器•直接选取几何体上的表面/纵梁•如果一个表面/纵梁包含多个面/边，属性可以赋给表面/纵梁中的任意一个或其中的一部分赋截面属性选择过滤器©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAEL4.20表面和纵梁•网格划分•对于几何部件，表面/纵梁单元在其基础几何区域被离散化时就已经生成•对于孤立网格部件，表面/纵梁单元在表面/纵梁生成时生成•单元类型可以赋给表面/纵梁•网格控制对表面/纵梁不能使用，他们会从其基础几何区域得到。•输出需求和可视化•对于表面/纵梁可以指定输出需求•在Abaqus/Viewer中，表面&纵梁与普通的2D&1D单元相似11©DassaultSystèmes,2008什么是装配件?©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE什么是装配件?•装配件中包含有限元模型中所有的几何体。•每个Abaqus/CAE模型包含一个装配件。•即使用户已经创建一些部件，在没有创建部件实例之前，装配件是空的。•装配件不直接包含部件；它包含的是部件的“实例”。•为方便起见，实例可以被显示或隐藏。•下面的观点解释了部件，部件实例和装配件之间的关系。12©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE什么是装配件?•部件•用户在部件模块创建部件。•每个部件是独立的几何实体，它的修改或操作独立于其它部件。•每个部件只存在于它自己的坐标系中，与其它部件无关。•每个部件都要引用参考截面属性。例子:模拟泵支架的三个部件©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE什么是装配件?•部件实例和装配件•用户在组装模块创建部件实例。•实例与它的原始部件保持相关性。•用户可以将一个部件多次实例化，并将同一部件的多个实例进行组装。•部件的每个实例与在属性模块中分配给部件的截面属性相关。•用户可以在全局坐标系中定位部件实例，形成装配件。•用户可以在部件模块中修改原始的部件。回到组装模块之后，Abaqus/CAE将自动的更新每个部件的实例。13©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE什么是装配件?•依赖和不依赖的部件实例•你可以创建依赖或不依赖的部件实例.•不依赖的实例是部件的一个有效的拷贝并能被修改.•依赖的部件共享原始部件的几何以及网格同时不能被修改.•缺省的创建依赖的部件实例.•依赖和不依赖的部件实例的含义将在分网一节详细讨论.©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE什么是装配件?•例子：婴儿四轮车的装配件车身的一个实例轴的两个实例轴支座的四个实例把手的一个实例轮子的四个实例当部件定义变化时，轮子的实例自动更新14©DassaultSystèmes,2008定位部件实例©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE定位部件实例•在组装模块中，定位是主要的任务。两种一般的方法：•绝对定位•相对定位•绝对定位不是装配件的特征：•平移•旋转•用另外的部件替换已有部件15©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE定位部件实例•绝对定位:平移•接触定位约束将选定的表面或边，沿着选定向量方向，将可移动部件实例平移到与固定部件实例接触的位置。如果需要，用户还可以指定两个接触表面或边的间距。平移向量选定的边接触点©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE定位部件实例•利用定位约束进行相对定位•相对定位约束：•在两个几何部件实例之间定义几何关系。•在装配件中，定义部件实例必须遵从的规则。比如，一个表面必须与另一个表面平行。•是装配件的特征。对于相对定位约束，可以进行编辑、隐藏、删除等操作。•在一些情况下，可能会与已有的定位约束冲突。比如，让一个表面同时平行于另外两个表面。16©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE定位部件实例•表面平行约束（只限三维部件实例）边平行约束同表面平行约束类似，并且二维和三维部件实例都可以使用。•Abaqus/CAE将旋转可移动的部件，直到两个选定的表面平行，并且箭头指向相同的方向。©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE定位部件实例•面到面约束（只对三维部件实例有效）边到边约束同面到面约束类似，并且二维和三维部件实例都可以使用。•Abaqus/CAE旋转可移动部件实例，直到两个选定的表面平行，并且箭头指向相同的方向。另外，被移动部件实例的平移距离应满足指定的间距。选定的表面固定的部件实例可移动的部件实例平面视图平面视图17©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE定位部件实例•共轴约束（只对三维部件实例有效）•Abaqus/CAE旋转并平移可移动部件实例，直到两个选定的面共轴，并且箭头指向相同的方向。选定的表面旋转轴固定部件实例旋转轴可移动部件实例©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE定位部件实例•重合点约束•将可移动部件实例中选定的点与固定部件实例中选定的点重合。•平行坐标系约束•将可移动部件实例中选定的基准坐标系与固定部件实例中选定的基准坐标系平行。18©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE冲突定位约束的例子定位部件实例•冲突的定位约束•在一些情况下，新的定位约束可能与其它的定位约束相互冲突。•在这些情况下，Abaqus/CAE允许用户将前面定义的相对约束转化为绝对约束。平行表面约束1平行表面约束2固定的可移动的可移动的固定的©DassaultSystèmes,2008布尔操作19©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE布尔操作–利用部件布尔工具，用户可以通过合并或切削部件实例创建新的部件。–合并操作还可以被应用与孤立网格。–在这种情况下应用节点等价。©DassaultSystèmes,2008IntroductiontoAbaqus/CAE布尔操作•Sections/sets/surfaces可以从初始的几何部件传到合成的部件•装配级的sets/surfaces更新映射到合成的几何体•载荷和边界条件