ABAQUS软件随机振动分析-final

1、ABAQUS软件随机振动分析在工程中，结构一般需要对它进行随机振动分析。典型的例子是：通过机床的振动响应分析进行机床的结构设计，通过对结构的地震响应分析。在电子产品设计中，ABAQUS软件不仅仅能对电子产品进行冲击、热场、加工等过程进行数值模拟，还可以对电子产品在随机振动下产品的响应性能做出很好预测，以优化产品设计。本例题就某电子产品在随机激励作用下的响应结构为例，采用如下图所示的简化模型分析在特定随机激励（如图2）中，分析该结构的响应。导入模型由于IGES文件给的是实体模型，我们在计算中产用shell模型，所以我们需要通过ABAQUS/CAE中对shell的编辑功能对模型进行修改。导入IGE

2、S文件成Shell格式。在主菜单选择File-Import-Part,进入ImportPart对话框。选择相应的IGES文件，点击按钮。在弹出的CreatePartFromIGESFile对话框中，如下图，对话框的Topology选择SImportPartDirectory：_I3-16Name-RepairName二利用CAE_j.2.IGSPartname:randomFileName:FileFilter:RepairOptionsHConverttoanalyticalrepresentationHStitchEdgesIZZIConverttopreciserepresentatio

3、n编S修改模型11OWiresheii-RemoveFace,用鼠标点击选择模型中的面，选上之后面在主菜单选择Shape-会变红色，点击鼠标中键，就可以去掉该面。重复操作，得到下图模型。CarlZABAQUS/CAEVersion6-51一ModelDatabase:E:ftprootpartworkrandoin:二1FileModelViewportView已在匚亡ShapeFeatureToolsPlug-insHelpds申e入因口麗All自為曹ModSolidsShellExtrudeffll-昌ModelDatabase-黯Models-Mud亡.T+吗Parts(2)+隆Mate

4、rials(1)+5feririR(4)WireCutBlendRevolveSweepLoftElanarFromSolidRemoveFace1:Model-1Part:P2-1etch模块，如下图所示。如上图所示的表面，然后点2.在主菜单选择Shape-Sh击最左边的一条边，进3需要增加3个外表面以及6个内表面，利用ABAQUS的sketch模块中的CreateLines功能，在sketch中画出如下图所示的线条。点击图形窗jFace，点击Flipsg.y翅旳em4修补模型41切除表在主菜单选之后面会变红色话框CreateParsketch模块。在下图的sk在主菜单选择Shape同样道理

5、，4.2延展表在主菜单选边的短边，点击Type30Includetwist3pitch(Dist/Rev)Includedraft,angle(Degrees)按照上图连接图示的线条，点击提示栏中的罚按钮。进入EditExtru下图所示。EditExtrusionEndConditionUptoFacevDepthExtrudedirection:FlipOptionsNote:Twistanddraftcannotbespecifiedtogether.OK|Cane星|选择Type选项为UptoFaCe,点击五匚口按钮，使得工作区的红色箭头指向如下图所示。0K的示按钮，选择箭头所指的面修补

6、好的模型如下图所点击EditEx确认。用同样的由于IGES文利，要将他们删圈上画一个圆，把原IGES文件中4.3修补底在主菜单选边，点击进入Ske向负方1击对话框中按钮使得工作EditCutExtrusion点击鼠色箭头的方EndConditionType:Depth:ExtrudeOptionsNote:Twistanddraftcannotbespecifiedtogether.(Dist/Rev)Includetwistypitch:0(Degrees)Includedraftsangle:0按照同样的方法把另外三个个孔和一个底座进行修补。Cancel4.4分割模型。该模型中部分地方需要

7、加强，所用单元的壳的厚度不一样，需要把它分割出来。在主菜单选择Tools-Partition,进入CreatePartition对话框，选择type为Face,Method为Sketch，点击对话框中的按钮确认。选择如下图所示区域，点击提示栏中的按钮，用鼠标选择区域最右的边，点击进入Sketch模块。Dont：利用Sketch按钮完成。用同样的方处理好的模区域，点击鼠标中键，1-1/7三添加材料属性在Module右边的列表框中选择Property,进入属性设置模块。因为IGES文件中给的是米单位，所以属性中所有的长度量纲必须1.在主菜单选Elasticity选择Mechanical-ateri

8、al-Create。进入EditMateriaasfic。分别填入杨氏模量7e7和泊松比0.3。在EditMaterial对话框中，选择General-Density。输入密度为2.7e-6。点击OK按钮，退出EditMaterial对话框。在主菜单选择Section-Create,取名为Section-l_6MM。进入CreateSection对话框中，设置Category为Shell,点击按钮。进入EditSection对话框,设置ShellThickness为1.6，点击OK按钮。重复4步骤，分别创建厚度为3mm,6mm,8mm的Section.照下图选择相应的部分，按照图示把不同的截面

9、赋给不同的部分。点击OK按钮，完成部件属性的分配。在主菜单选择Assign-Section,进入EditSectionAssignment对话框。将鼠标按IZZIAuto-offsetfromotherinstancesCancelNote：TochangeaDependentinstancesmeshjyoumustedititspartsmesh.在Module右边的列表框中选择Assepbly,进入装配模块。1.InstanceType:二;期星F貝口.Q貝口工(云旦口.卫.藍：.?Independent(meshoninstance)在主菜单中选择Instance-Create，进入C

10、reateInstance对话框中，选择random，并在InstanceType下面选择Dependent(meshonPart)单选钮。如右图：点击OK按钮，关闭CreateInstance对话框，创建了PartT的Instance。在主菜单，选择Tools-Partition，在弹出的CreatePartition对话框中，选择Cell单选钮。点击皿按钮，退出CreatePartition对话框四定义分析步在Module右边的列表框中选择Step，进入分析步模块，建立两个分析步骤。由于在进行随机响应步骤分析之间必须要进行一次频率分析，所以要建立两个分析步骤(频率分析和随机响应分析）。建立

11、频率分析步骤：主菜单选择Step-Create，进入CreateStep对话框，Proceduretype选择Linearperturbation项，子选项选择Randomresponse选项。点击按钮。进入EditStep对话框，在Numberofeigenvaluesrequestedeigen右边的子选项中选择Value,并在框中输入20。建立随机响应分析步骤：Step-Create,进入CreateStep对话框，Proceduretype选择Static,Linearperturbation项，子选项选择Frenquecy选项。点击按钮。进入EditStep对话框，在对话框的Basi

12、c页面中，Scale选择Linear项，下面的LowerFrequency，UpperFrequency，NumberofPoints，以及Bias选项中分别写入：10,2000，20，3。在Damping页面中，选上usingdirectdampingdata，在DirectModal选项中依次填写1，20，0.001。点击0K按钮，关闭EditStep对话框。五定义相互作用属性在主菜单中，选择Tools-ReferencePoint.,采用默认值（0.，0.，0.）,点击鼠标中键确认。在主菜单中，选择Constraint-Create.,进入CreateConstraint对话框中，Typ

13、e下面选择Coupling，点击按钮。3.在图形窗口中，点击RP-1作为约束的控制点，点击中键确认。按钮，选择关心的Face）取消.扌窗口下方的3.5.点击图形点击对话框中的1.受默认设置2.Name:Type:Step:Region:EditBoundaryConditionBC-1Symmetry/Antisymmetry/EncastreInitial(Picked)EditR亡吕ion.OXSYMM(Ul=UR2=QYSYMM(U2=UR1=OZSYMM(U3=UR1=OXASYMMOYASYMM心ZASYMMOPINNED(U2=(Ul二(Ul二(Ul=U3=U3二U2二U2=UR3

14、UR3UR2UR1=0)=0)=0)=0；ABAQUS/StandardABAQUS/StandardABAQUS/StandardENCASTRE(UlUR2二0;UR3二0;U3=0)=U3=UR1=UR2=UR3=only)only)only)0)4.点击Condition对话框。EditBoundaryCondition对话框中的卷聖占按钮，关闭EditBoundary七划分网格在Module右边的列表框中选择Mesh，进入网格划分模块。在主菜单选择Seed-Instance在图形窗口中，按住鼠标左键，拖动鼠标，选中所有三个部件，点击图形窗口下方的按钮。对话框。4.Done按钮，完成种

15、子的设定。3.在弹出的GlobalSeeds对话框中，Approximateglobalsize右边的文本框中输入3.5，如下图：点击图形窗口下的5.选择主菜单Mesh-Controls.，鼠标选择如下图所指示的四块肋板。点击鼠标中dominated选项如OKTechniqueAsis(J1Free匸:,StructuredshControls对话框，选择ElementShape1为I按钮确认。亡shControlsElementShapeOQuadd-dominatedOTriAlgoritlunCjMedialazciAdvancing:ront6划分的网格如下图所示：八编辑关键HON由于

16、CAE不支持关键字*PS以需要手动加入。主采单选择Model-Editkeywords-ModelT,进入Editkeywords对话框。在下图方框所在处加入*PSD-DEFINITION,如下：*pSD-DEFINITION,NAME=pSD,TYpE=BASE,G=9.81e30.04,0.0,100.04,0.0,1490.065,0.0,1500.065,0.0,3490.094,0.0,3500.094,0.0,6990.130,0.0,7000.130,0.0,13990.072,0.0,14000.072,0.0,2000MEditkeywords,Iodel:Iodel-1Ma

17、terialjname=Material-lDensityTYP：EASE,G=9.Sle3N沧-阻Elastic76+07,0.3+PSD-DEFINITION,NAME=PSDJ0.0.0,100.00.0,1490.065,0.0,1500.065,0.0,349900u-9o-9o-on-_yo34od67112uoo门：uoI.ICICLCLclclJJJJJJ4:4o022y9337u-uiIiI-uI.ICICLCLcl7o-o-2在下图方框*BASEMOTIO*CORRELATIO*衬BOUNDARYCONDITIONS所在处加入*BASEMOTION以及CORRELATION

18、,如下：NDOF=1LOADCASE=1Syrnmetry/Antisymmetry/EncastreNpsd=psd,type=uncorrelated按钮确认。九定义渝出AddAfterR亡moy亡|Diwc：3rdEditwOKDiscardAllEditsCancelrlMEditkeywords,Iodel:Iodel-1Outputjfield,variable=FRESELECT*EndStep*衬STEP:Step-2StepjnameStep-SjperturbationRandomResponse10.,2000.,20,3.,1ModalDamping1,20,0.001

19、*BASEMOTION,D0Y=l3LOADCASE=1CORRELATION,PSDFSD,TYFE=UNCORRELATED1,1.*OUTPUTREQUESTSOK衬FIELDOUTPUT:F-0utput-2JI1.响应历史输出在该模型中，结构的失效往往因为比较关键的部分失效，因而，在模拟该结构在随机激励载荷作用下的响应分布的时候，需要特别关系构件中较薄弱的部分。在构件中比较关键的部分，需要定义一个输出set,在过程中输出这个set在激励过程中的响应。在Module中选择step模块，主菜单中选择ToolsSet-Create，进入CreateSet对话框。认。采用默认的采用默认的na

20、me,按下name，按下按钮，选择卜图所示的选择区域，点击鼠标中键确Frocedtire:RandomresponseL.ontinuE.按下H-0utput-2Procedure:RandomresponseDomain:U1JJ2,Hlu_,话框中的主菜单选择框，选择Step；fni_itpi_iTvariaoiesTranslationsRotationsTransIntiona1andr：:：tn11ona1ve1ocitiesTranslationa1审已1ocitiesFLotational审已locit1esTranslat1ona1andr：:：tat1ona1acc丘1已ra

21、tionsTranslationa1accelerationsName:按钮，进入EditHistoryOutputRequest对话框。aveoutputat:Thelastincrement(:Every1(SelectfromlistbelowIFresStrainsJUR1在该对话框中MDFJR3UR,VT,2定义场输出。主菜单选择Output-Fieldoutputrequests-Create进入CreateField对话框,选择Step为Step2。MCreateFieldName:|F-0utput-3Step:Step-2Procedure:RandomresponseCon

22、tinue.Continue.Cancel按下出量为如下图所示选项。按钮，进入EditFieldOutputRequest对话框，默认区域，选择输MEditFieldOutputRequestName:Step:Procedure:F-0utput-3Step-2RandomresponseDomain:WholemodelvincrementsAl按钮确认。点击对话框中Outputforrebar十提交作业atshellybeamandlayeredsectionpoints:UsedefaultsOSpecify:二边的列表框中选J，进入作业模块。用When在Module右边OKCance

23、l1在主菜单选择Job-Create.,在弹出的CreateJob对话框中，起名为random，其他按照默认的设置，点击按钮。Saveoutputat/:ThelastincrementEvery1OutputVariablesSelectfromlistbelow.?PreselecteddefaultsAllSubmit-random3开始运算。在主菜单选择Job-Manager.,在弹出的JobManager对话框中，点击按钮，打开如下图所示的监控计算过程。5.模块，进Module中选择Visualization模块，进行结果的后处理。1.频率分析主菜单下Result-FieldOutp

24、ut.,进入FieldOutput对话框。进入Historyoutput对话框，选择set2响应分析主菜单进入ModeModeModeModeModeModeModeModeModeModeModeMode=q-坦-g二-Q.一坦-g二-Q.一坦-g二-Q.一坦-15HU,y16H(_：i11716.7005,1小如AZUE4.Z皿1M156.6Z：迪.4如11ZE閃亍UMl.HonaidataLoiitlitue.Increment0:BaseStateMode1:Value=1.655B3E+07Freq=647.63Mode2:Value=3.4：3702E+07Freq=933.06M

25、ode3:Value=3.72883E+07Freq=971.87Mode4:Value=4.077B2E+07Freq=1016.3Mode5:Value=4.39393E+07Freq=1055.0Mode6:Value=5.56868E+07Freq=1187.7(cycles/time.)(.cycles/time.)(cycles/time.)(cycles/time.)(.cycles/time.)(cycles/time.)Obls-XYMdatea-CTeOtej疋，入CreateOXYFData对话框，如下图。cycl!ODEhistoryoutput(J：*ODEfield

26、outputASCIIfile【：feyboardFath(.cycles/time.)(cycles/time.)(cycles/time.)(.cycles/time.)(cycles/time.)(cycles/time.)(.cycles/time.)(cycles/time.)(cycles/time.)(.cycles/time.)(cycles/time.)(cycles/time.)选择Source如如图所示，点击一1中节点的U3分量作为响应输出，全部选上Set1中节点分量U3。如下图所示。HistoryOutputyariablesSt亡口s/Frames*OutputVar

27、iablesSpatialdisplacement:U3PI:RAKDOM-1Node5S2inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3FI:RANDOM-1Node583inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RANDOM-1Node5S4inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RANDOM-1Node5S5inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RANDOM-1Node586inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RANDOM-1Node58

28、7inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RAKDOM-1Node5SBinNSETSET-1Spatialdisplacement:U3FI:RANDOM-1Node589inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RANDOM-1Node590inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RANDOM-1Node591inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RAFDOM-1Node592inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RANDOM-1

29、Node593inNSETSET-1oatialdis口lau亡m亡rrt:U3PI：:RANDOM-1Node594inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3FI:RANDOM-1Node595inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RANDOM-1Node596inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RANDOM-1Node597inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:RANDOM-1Node598inNSETSET-1Spatialdisplacement:U3PI:R

30、ANDOM-1Node599inNSETSET-1Namefilter:点击plot按钮。如下两图，图4为节点集合set1在模型所设定激励情况下响应的频率分布，图5为S11应力分量的均方根分布云图。同时我们还可以进行其他结果的显示分析，在此不赘述。读者可自己通过查相应的手册来完成。Ega图3tSetEIS,RS1L0ailBGj(fraction=(AveCelt：751)乜402eH)4-1-l.Ze5aH)4*丄0S2eH)4吕.347eH)3L79aH)3.OLOcHlSabaquspythonpostprocess.py1在ABAQUSresponse文件夹postprocess.py1件，后处理计算H的均方根mises应附录：pusipluwss.py乂件fromodbAccessimport*fromabaqusConstantsimport*importsys导入系统模