lecture5AbaqusCAE中的分析步、接触和载荷课件

1、 Dassault Systmes, 2008Abaqus/CAE中的分析步、接触和载荷第五讲第1页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.2概述分析步输出接触载荷、边界条件和初始条件练习第2页，共51页。 Dassault Systmes, 2008分析步第3页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.4分析步分析步模块有下面四个用途：定义分析步。指定输出需求。指定分析诊断。指定分析控制。第4页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEStep 3 = Natural frequency extraction分析

2、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：Step 1: 预拉伸弓弦 (静态响应)。Step 2: 拉弓 (静态响应)。Step 3: 为加载的系统提取自然频率。Step 4: 放开弓弦 (动态响应)。第5页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.6分析步在Abaqus/CAE中定义分析步General proceduresAbaqus/Explicit proceduresLinear procedures第6页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL

3、5.7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、接触等属性分析步第7页，共51页。 Dassault Systmes, 2008输出第8页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.9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XY绘图历程数据用于XY 绘图第9页，共51页。Introduction to

4、 Abaqus/CAEL5.10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第10页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE分析步有效的分布载荷的可视化输出：在可视化模块中很容易理解计算的结果Visualization via symbol plotsOutput variableLoad typeP, HPPressureBF, HBFBody forceSFLUXSurface heat fluxTRNOR,TRSHRSurface tractionGRAVGravityCORIOMAGCoriolis magn

5、itudeROTAMAGRotary Acceleration magnitudeCENTMAG,CENTRIFMAGCentrifugal load第11页，共51页。Introduction to Abaqus/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。场输出管理器第12页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.13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

6、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第13页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.14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。第14页，共51页。Introduction to Abaqus/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。Job Monitor视图在分析过程中自动创建并更新。第15页，

7、共51页。Introduction to Abaqus/CAE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。第16页，共51页。 Dassault Systmes, 2008接触第17页，共51页。Introduction to Abaqus/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

8、感器耦合壳到实体耦合嵌入区域线性多点约束方程第18页，共51页。Introduction to Abaqus/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。第19页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.20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第20页，共51页。Introduction to Abaqus/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第21页，共51页。Introduction to

9、Abaqus/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。第22页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE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）接触第23页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE接触例子：定义接触的分析步创建接触，并选择接

10、触起作用的分析步。Create Interaction 对话框* 对于三维模型, 可选的自动探测方法是有效的；稍后讨论。第24页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE接触从几何体的表面、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。）第25页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE接触Edit Interaction对话框中完成接触定义（比如，为接触定义摩擦模型）。Create Interaction Property 对话框Edit Inte

11、raction 对话框第26页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE在必要的时候，利用接触管理器激活/不激活接触。接触接触管理器第27页，共51页。Introduction to Abaqus/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第28页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE接触自动约束探测在三维模型中可以快捷方便地定义接触和绑定约束。为了代替分别选择面并定义它们之间的接触，可以让Abaqus/CAE自动查找模型中初始可能接触的所有面。支持壳、膜和实体包含壳的偏置支持孤立网格部件第29页，共51页。Intro

12、duction to Abaqus/CAE接触例子: 刹车盘提供了列表显示的可能接触对第30页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE接触图表操作和编辑规则修改多样的选项定制列表显示其它的图表操作修改应用于新接触对的规则第31页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.32接触不重叠的表面可包含或者忽略没有接触对被探测到两个接触对被探测到第32页，共51页。 Dassault Systmes, 2008载荷、边界条件和初始条件第33页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.34载荷、边界条件和初始条件载荷载荷可以

13、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Keyword Editor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第34页，共51页。Introduction to Abaqus/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第35页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件边界条件指定边界条

14、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第36页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE固定的平移和转动u or v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第37页，共51页。Introduction to Abaqus/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Edit Amplitude 对话框幅值定义既可以参考分析步时间也可以参考总

15、时间。第38页，共51页。Introduction to Abaqus/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/CAE Users Manual中支持解析场的载荷边界条件的清单第39页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.40载荷、边界条件和初始条件Example：双线性变化的压力载荷第40页，共51页。Introduc

16、tion to Abaqus/CAEL5.41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创建载荷（或边界条件），并选择该载荷激活的分析步Create Load 对话框载荷所在的分析步被创建第41页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.42载荷、边界条件和初始条件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第42页，共51页。Introduction to Abaqus/CAEL5.43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

17、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第43页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE载荷、边界条件和初始条件编辑载荷（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。第44页，共51页。Introduction to Abaqus/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

18、如，可以改变载荷的大小，或者只是使载荷无效。边界条件管理器第45页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE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第46页，共51页。Introduction to Abaqus/CAE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第47页，共51页。 Dassault Systmes, 2008习题5a: 定义分析步、接触、边界条件和载荷绞模型第48页，共51页。Introduc