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T型圆钢管节点abaqus图文建模教程一.分析前准备:主管直径159mm,厚度5mm,长度2000mm;主管端板尺寸250mm×250mm×20mm;支管直径89mm,厚度4mm,长度1000mm;支管端板尺寸150mm×150mm×20mm。注:1.长度单位m,时间单位s,力单位N。2.该软件建模过程中最常用工具为菜单栏Viewpoint下的按钮,即转换视角。3.点击鼠标中键和回车键表示确定,可代替手动点击Done,使操作更便捷。4.该教程中未提到的操作均按系统默认操作,如命名规则。初学者后期熟练后可根据自己喜好和习惯更改。点击AbaqusCAE,运行软件;点击SaveModelDatabase,将新建数据库保存在指定文件夹中;关闭程序;在指定文件夹中打开新建的.cae程序。分析前准备的目的是将静力,热学,热力耦合输出文件保存在指定文件夹中,不一定保存在系统指定的temp文件夹中。二.静力分析步骤:1.Part(建立块):Module默认为Part模块。1)建立主管chord。点击(CreatePart),弹出部件创建框,Name改为chord,Approximatesize取1(表示绘图范围大小为1m×1m),其他默认,点击Continue,显示绘图区域,点击左侧工具栏中的,建立主管截面:一.绘出外径圆。依次输入坐标(0,0)、(0.0795,0);二.绘出内径圆。内圆半径由外圆半径减去主管厚度得到,依次输入坐标(0,0),(0.0745,0)截面即建立完成。最后点击Done,弹出长度编辑窗口,在Depth中输入主管长度2m即可,主管建立完成。2)建立支管brace。方法参照主管。3)建立主管端板plate1。点击(CreatePart),弹出部件创建框,Name改为plate1,Approximatesize取1(表示绘图范围大小为1m×1m),其他默认,点击Continue,显示绘图区域,点击左侧工具栏中的,依次输入坐标(0,0)、(0.25,0.25),点击鼠标中键,弹出编辑框,在Depth中输入0.02,表示端板厚度为20mm。4)建立主管端板plate2。由于主管两端板尺寸相同,则可直接复制。点击(CreatePart)右侧管理器,在弹出窗口中选择plate1,点击Copy,命名为plate2,确定即可。5)建立支管端板plate3。方法参照plate1。2.Assembly(组装):在Module下拉框中选择Assembly模块。1)点击,按图1界面操作,点击OK。图12)取主管,端板中点,便于节点的拼接。长按,在横向展开条中选择,就可以进行中点选取操作。3)通过翻转、平移操作将节点拼装完成,如图2:图24)点击按钮将主管和支管焊接组成part-1,注意不要将端板也焊接了。(未提到的操作都是默认往下点)3.Part(切割支管伸入主管内部分):在Module下拉框中选择Part模块。在Part下拉框中选择part-1,长按,在横向展开条中选择(以延伸面切割),点击主管内表面,点击Done,将主管内支管部分切开,再点击,将多余部分移除,如图3:图34.Assembly(焊接节点):在Module下拉框中选择Assembly模块。回到组装操作,点击按钮,将全部部件焊接成整体,命名total。以上节点拼接完成。5.Property(赋予节点材料属性):在Module下拉框中选择Property模块。1)点击,建立钢材料steel,定义Conductivity,Density,Elastic,Expansion,Plastic,SpecificHeat六个属性,除了密度外,其他五个要选择随温度变化,点击。2)点击,定义截面,默认往下点。目的是将六个属性赋予给一个截面,因此该截面就是钢管的一个横截面。3)点击,选择所有单元,将截面属性赋予给整个节点。(6.12版本不勾选Ceateset)以上材料属性定义完成。6.Mesh(划分网格):在Module下拉框中选择Mesh模块。1)首先端板用3点切割,点击,再在界面下选择,将端板切割如图4:图42)接下来建立六个参考平面,用于切割主管和支管。菜单栏上依次选择Tools-Datum-Plane-3points,建立3个参考平面将主管和支管沿轴向切割;选择Offsetfromplane建立三个参考平面将主管与支管沿横截面截断,位移值取默认0.3m。参考平面图如图5:图5长按,在横向展开条中选择,用参考点平面切割主管和支管,切割后图如图6所示:图6接下来长按选择,分别用主管和支管的外表面延伸面切割结构,如下图7:图7图上可以看到除了端板内部有一块圆是黄色,其他都是我们期望的绿色,最后一步就是用支管和支管内表面延伸面切割。点击窗口上侧中间的按钮,部分隐藏单元,将主管和支管部分外表面隐藏,然后点击,选择内表面切割。如图8:图8注意:用支管内外表面切割时,要隐藏主管下部分,避免主管被支管延伸面切割,这样后期布种划分网格时单元能够划分得更加均匀。点击,对节点布种,尺寸取0.02,指每隔20mm布种,其他值默认。如下图9:图9然后,点击,对交叉点周围部位加密布种,使计算更精确,布种尺寸取0.01,如图10所示:图10最后点击,划分网格,整体网格如图11:图11注意:如果划分网格出现错误,如有些单元无效,则因长按,在横向展开条中选择,将原网格擦出,再重新设置布种尺寸。以上网格划分完成。7.Interaction:在Module下拉框中选择Interaction模块。1)建立参考点。选择Tools-Datum-Point-Offsetfrompoint。选取主管左端板中点,坐标为(0.0,0.0,0.01),即沿z轴正方向偏移0.01m;选取主管右端板中点,坐标为(0.0,0.0,-0.01),即沿z轴负方向偏移0.01m;选取支管端板中点,坐标为(0.0,0.01,0.0),即沿y轴正方向偏移0.01m。2)点击,建立参考点(ReferencePoint),依次选择上步中所建的三个点,建立三个参考点RP-1,RP-2,RP-3。3)点击,选择Coupling,建立点面耦合关系。对RP-1和主管左端板外平面来说,先点选RP-1,然后选择端板外表面,点按鼠标中键,在弹出窗口中点击OK,点面耦合即完成。另外两个参考点面耦合如此,不一一赘述。注:这里介绍一个选则平面的便捷方法:点选参考点后,点击命令Surface,点击黑色三角形,在下拉框中选择byangle,角度取0,然后点选左端板外表面即可。另外,当角度取90度时,可以选择整个T型钢管节点的外表面,这个后期将在热学分析中运用到。4)菜单栏中选择Tools-Set-Create,弹出窗口中点击Continue,然后点选RP-3,建立点集Set-1,点集信息可在Tools-Set-Manager中看到。8.Step(建立分析步):在Module下拉框中选择Step模块。1)点击(CreateStep),建立分析步Step-1,选择Static,General,点击Continue,弹出如图12所示EditStep窗口:图12Basic中取默认值,如上图,Incrementation中参数如图13:图13点击OK,分析步Step-1建立完成。2)建立y轴反力历史输出变量。菜单栏中选择Output-HistoryOutputRequests-Manager,弹出管理窗口,点击Edit,弹出编辑窗口,在Domain下拉框中选择Set,选择反力输出变量时依次点击黑色三角形,选中RF2,即y方向节点反力,同时删去Energy,点击OK。选择方式如图14:图14注:HistoryOutput和FieldOutput的区别是,后者是节点所有单元的位移、应力、反力等数据的集合,前者相当于是后者的子集,即前者的数据是由系统通过点集Set-1从后者中直接提取出来的。建立HistoryOutput的目的在于更便捷地直接获取想要的数据。9.Load(施加边界条件及外力):在Module下拉框中选择Load模块。1)施加边界条件。首先主管左端板固接:点击,弹出创建框,名称默认,Step选择Initial,分析步类型选择Displacement/Rotation,点击Continue,点选模型上的参考点RP-1,确认后弹出边界条件编辑框,设置如图15:图15上图表示表示6个位移量都为零,端板为固接,然后点击OK,左端板边界条件施加完成。建成后如图16:图16主管右端板边界条件为特殊的固接,即除了允许主管在z方向有位移外,其他5个位移都置零。其边界条件建立方法如上,唯一不同的是去掉U3前方框中的小勾,其他不一一赘述。2)施加外力。由于静力分析首要目的是计算节点极限承载力Fu,我们在不知道极限承载力范围的情况下很难确定承载力的大小。为了有效获得极限承载力,本文中采用施加位移的方法代替施加力,在节点失稳时,可由对应的位移得到该节点的常温下极限承载力。首先,点击,弹出边界条件创建框,名称默认,分析步Step选择Step-1,类型同样选Displacement/Rotation,点Continue,点选RP-3,确定,弹出编辑窗口设置如图17:图17点击OK即可。上图中U2取-0.05指沿y轴负方向施加50mm的位移。设置完成后RP-3上会出现一个向下的红色箭头,表示施加的力方向向下。边界条件和外力设置完成。10.Job(提交工作):在Module下拉框中选择Job模块。首先,点击(CreateJob),Continue,弹出EditJob窗口,如果学习者电脑为4核或以上处理器,则在Parallelization中勾选Usemultipleprocessors,将2改为4或其他。这样可以充分利用电脑性能,提升运算速度。然后点击OK,工作即建立。其次,点击旁边的JobManager管理器如图18:图18一切准备就绪后,点击Submit将工作提交就OK啦,工作提交后可点击Monitor观测静力计算过程,同时注意Status观察计算状态,如果是Submitted表明工作正在提交中,如果是Running表明程序在正确运行,等待结果Results即可,如果出现Completed表明已算完,如果出现Aborted,则表明程序出错,应根据提示分析原因返回修改再次提交。11.Visualization(可视化,数据后处理):在JobManager中点击Result,界面自动跳转到Visualization模块。1)变形应力云图。点击可得到钢管节点变形应力云图,如图19:图192)重影效果。长按,在横向展开条中选择,可得到钢管节点变形前和变形后的应力云图,如图20:图203)剖视图效果。点击,可以得到钢管节点剖面图,如下:图20点击右侧剖面视角管理器可以转换与x,y,z轴垂直的不同剖面,如图21:图21图22其中Position右侧的横向条可用于调节剖面在主管上的不同截面位置。4)观察分析步。点击中最右侧按钮,弹出FrameSelector窗口:调节进度条,可以观察在施加位移时,整个结构的实时变形。5)更改变形比例因子。点击,弹出如下窗口:图23在这里我们关心的是DeformationScaleFactor(变形比例因子),默认选择为Auto-compute,后面括号中的值是放大因子,但是在不同时刻,这个值是不断变化的。在计算最初该值可以达到100多,因此变形看起来非常大,随后依次减小,因此在观察过程中有可能出现变形反弹的现象,就是说开始变形非常大,随后变形慢慢减小,这就是由于自动比例因子时刻变化的缘故造成的。因此,为避免这种现象,也为了使有限元模拟变形更加接近实际,在上图窗口中变形比例因子选择Uniform,然后在展开的Value矩形框中输入固定值,一般取1,即按1:1的比例变形,如果需要使变形显现得更加明显则适当增大该值。6)历史变量数据提取。此前,我们定义了一个点集Set-1,并在Step模块中已根据该点集定义了参考点RF-3的反力历史输出,在此介绍提取这个数据的方法:点击,选择ODB
本文标题:T节点abaqus建模教程
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