Abaqus基础培训5-AbaqusCAE中的分析步、接触和载荷

Copyright2006ABAQUS,Inc.ABAQUS/CAE中的分析步、接触和载荷第五讲IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.概述•分析步•接触•载荷、边界条件和初始条件•练习Copyright2006ABAQUS,Inc.分析步IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.Step3=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)。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.分析步•在ABAQUS/CAE中定义分析步GeneralproceduresABAQUS/ExplicitproceduresLinearproceduresIntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.分析步•输出•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。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.分析步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昀常用的输出变量IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.分析步•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。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.分析步•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。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.分析步•分析控制•为ABAQUS/Explicit分析定义自适应网格区域和自适应网格控制。•为接触问题定制求解控制。•定制一般求解控制，用于控制ABAQUS中的收敛控制参数和时间积分精度算法。Copyright2006ABAQUS,Inc.接触IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.接触•例如：壳到实体的耦合•将壳边同实体表面耦合的界面。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.带有摩擦的双面接触捆绑约束带有摩擦的自接触筒子挤压分析过程中的接触定义：未变形状态（左）和变形状态（右）接触IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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。）IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.4.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IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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Copyright2006ABAQUS,Inc.载荷、边界条件和初始条件IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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）螺栓载荷惯性解除连接器力和弯矩IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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Æ在导入的独立网格上的节点加多个单独载荷IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.载荷、边界条件和初始条件•Example:线性变化的压力场IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.载荷、边界条件和初始条件•初始条件•初始条件更一般的标题为“场”。•在初始分析步中定义的场是通过定义初始条件定义的。在跌落试验中，初始平动速度可以模拟自由落体的效果。机械热平动和转动速度温度IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.载荷、边界条件和初始条件•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对话框默认的是ramp幅度曲线，用户可以根据需要自己定义幅度曲线。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.载荷、边界条件和初始条件2.选择应用的区域（直接用鼠标或之前定义的集或表面选择几何体、节点或单元）。（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。）IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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。IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.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IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.载荷、边界条件和初始条件•载荷和边界条件能够继续或者被删除•能够研究各种载荷和边界的组合效果Copyright2006ABAQUS,Inc.习题5a:定义分析步、接触、边界条件和载荷—绞模型IntroductiontoABAQUS/CAECopyright2006ABAQUS,Inc.习题5a:定义分析步、接触、边界条件和载荷—绞模型•习题任务1.为绞模型定义分析