Abaqus 课程报告 -悬臂梁

Abaqus课程报告——悬臂梁一、问题描述分析悬臂梁悬臂梁简图如下，它由钢材制成，400mm长，具有40mm×60mm的横截面。钢的弹性模量为200GPa，泊松比为0.3。除了以上数据外，载荷位置，方向和大小也已标示在上图中；再无其它可利用的数据。要求：分析完成后要求写出完整的分析报告，分析报告包括模型，分析，分析结果的述，对模型、分析和分析结果的讨论以及结论这样几个部分。讨论中的问题论述要求有文献证据和直接证据，可能在报告的最后部分要附上参考文献。讨论中要包括理论解，模型的误差，分析的误差，不同分析方案的比较（如果有不同的分析方案的话）。使用不同的单元，（如梁单元B21、B31、B22和B32；实体单元C3D8、C3D8R、C3D20、C3D20R、C3D8I、C3D8H、C3D8RH和C3D20RH）和不同的单元划分等等对问题进行分析和比较。：二、模型建立与求解1.part针对该悬臂梁模型，拟定使用3D实体梁单元。挤压成型方式2.材料属性材料为钢材，弹性模量200Gpa，泊松比0.3。3.截面属性截面类型定义为solid，homogeneous。4.组装在本例中只有一个装配部件，组装时即可选择independent，也可选择dependent的方式。5.建立分析步在对模型施加荷载和边界条件之前或者定义模型的接触问题之前，必须定义分析步。然后可以指定在哪一步施加荷载，在哪一步施加边界条件，哪一步去定相互关联。ABAQUS的各种载荷要分别加载在不同的分析步中，比如像竖向载荷、偏转角度、水平载荷要分别建立三个载荷步。常用的分析类型有通用分析（General）和线性摄动分析（Linearperturbation）两种。线性摄动分析是关于动态分析的分析步。本例只需用到通用分析（General）中的静态通用分析（Static，General）。6.施加边界条件与载荷对于悬臂梁，左端为固定约束，在Abaqus中约束类型为encastre，载荷类型为集中载荷，沿Y轴负向-2500N。图为施加边界条件与载荷后。7.网格划分进入mesh模块时，模型显示为绿色，可以使用结构性的网格生成技术生成网格。网格尺寸控制为0.01，选择单元库为standard确定线性单元（Linear）、确定这两种单元的特性：缩步积分（reducedintegration）。单以下为划分网格之后8.提交分析（iob）当前面的所有设置完成以后就可以提交分析，只需要选择分析类别（完全分析，重启动分析）,这里选用完全分析。FullanalysisSelectthisoptiontosubmitacompletemodelorinputfileforanalysis.Recover(Explicit)SelectthisoptiontoresubmitanAbaqus/Explicitanalysisthathaspreviouslyterminatedprematurely.ThisoptionisnotvalidforAbaqus/Standardanalyses.RestartSelectthisoptiontosubmitananalysisofamodelthatusessaveddatafromapreviousanalysisofthesamemodel.Themodelattributesmustspecifythelocationofthesaveddata9.结果后处理（Visualization）进入结果树（results）查看结果查看变形后的mises应力云图这是变形前后的比较。三、模型结果分析从模型的结果看来，集中载荷作用点的Mises应力最大，说明此处有应力集中现象。列表输出应力集中点的应力，即最大应力。Maximum79.8221E+0652.0436E+06AtElement96024IntPt11最大应力约为79.82Mpa。且由于集中力的作用位置，梁的受力为弯扭组合，应力沿梁的长度方向上分布不均匀。在集中力作用点的附近，应力分布较集中，也比较大，远离作用点的区域，应力分布比较均匀。若不考虑应力集中区域的影响，从图中可以发现，梁根部的应力则为最大，Mises应力约为52.04Mpa。四、不同模型的比较若用二维梁单元，即type为B21的单元进行模拟，采用这种单元类型的特点是该单元是二维单元，我们将偏心集中力等效为一个向下的集中力和一个对X轴的扭矩。类似于我们在材料力学中的处理方法，当然这种方法并不能很好的模拟这个例子。但是我们可以通过这种方法比较应力集中的影响。类似的建模与求解这里不再详细说明。我们查看求解后的结果从上面的应力云图可以看出，在不考虑应力集中的条件下，作用点的应力最小，越往梁的根部应力越大，在梁的根部应力最大，mises应力约为57.03Mpa。这比第