lecture2-linearABAQUS官方培训资料PPT

线性静态分析第二讲概述线性和非线性过程线性静态分析和多工况多工况应用例子习题2：悬臂梁的线性静态分析线性和非线性过程线性和非线性过程一般的，Abaqus将分析过程分解为多个分析步.每一步都是分析过程的一个阶段—瞬态热传导分析,蠕变,瞬态动态分析等.Initssimplestformastepcanbejustastaticanalysisofaloadchangefromonemagnitudetoanother.对一个每一步都要定义分析类型.分析类型可定义为:静力学分析,动力学分析,特征值屈曲,热传导分析等.载荷，边界条件和输出可以在分析步中定义或修改.线性和非线性过程例子,弓箭的释放过程分析，

此分析包括四步:分析步

1:预拉伸

(staticresponse).分析步

2:回拉

(staticresponse).分析步

3:提取自然频率.分析步

4:释放弓箭

(dynamicresponse).Step3=Naturalfrequencyextraction线性和非线性过程Abaqus有两种分析步类型:通用分析步*响应可以是线性的或者非线性的.通用分析步的起始状态是前一个通用分析步的结束状态线性摄动分析步响应只能是线性的.线性分析是基状态（初始构型或当前构型）的线性摄动.基状态之前的响应可以是非线性的.*在Abaqus/Explicit中，只有通用分析步.在Abaqus/Standard中，纯的线性摄动过程包括：*BUCKLE(特征值屈曲分析)*FREQUENCY(特征值提取)*MODALDYNAMIC(瞬态线性动力学分析)*RANDOMRESPONSE(随机激励的结构响应)*RESPONSESPECTRUM(动载荷的峰值线性响应)*STEADYSTATEDYNAMICS(谐波激励下的稳态动力学响应)*STATIC分析步可以是线性摄动或通用过程。下面有详细的讨论。线性和非线性过程线性和非线性过程默认的幅值引用不同的分析过程有不同的默认值对于没有自然时间度量的过程

AMPLITUDE=RAMP*STATIC*HEATTRANSFER,STEADYSTATE*COUPLEDTEMPERATURE-DISPLACEMENT,STEADYSTATE*SOILS,STEADYSTATE*COUPLEDTHERMAL-ELECTRICAL,STEADYSTATE*STEADYSTATETRANSPORT对于有自然时间度量的过程

AMPLITUDE=STEP*DYNAMIC*VISCO*HEATTRANSFER(瞬态)*COUPLEDTEMPERATURE-DISPLACEMENT(瞬态)*DYNAMICTEMPERATURE-DISPLACEMENT,EXPLICIT*COUPLEDTHERMAL-ELECTRICAL(瞬态)*SOILS,CONSOLIDATION*STEADYSTATEDYNAMICS*RANDOMRESPONSE*MODALDYNAMIC在显式动力学过程(*DYNAMIC,EXPLICIT)中，预定的非零边界条件必须引用幅值选项。线性和非线性过程注释：频域过程幅值引用定义了载荷和频率之间的关系。线性静态分析和多工况静态分析是唯一既可以包含通用分析步，又可以包含摄动分析步的过程：*STEP*STATIC或*STEP,PERTURBATION*STATIC当研究结构在不同载荷集和边界条件集的线性响应时，在单个摄动分析步中使用多工况分析比多摄动步分析更方便。载荷工况包括载荷和边界条件。线性静态分析和多工况多工况应用下面的过程支持多工况分析：*STEP,PERTURBATION*STATIC*STEADYSTATEDYNAMICS,DIRECT工况中可以包含下面的载荷类型：集中力和分布力边界条件(不同的工况可以有不同的边界条件)惯性解除线性静态分析和多工况当被分析的组件承受多种不同类型的载荷时，多工况分析将非常有用。在许多工业领域非常常见。例如，飞机在起飞、爬升、巡航、俯冲、着陆和滑行过程中经历的不同载荷。每个工况独立施加。如果在载荷历程中的所有阶段假定结构的刚度为常数（线性假设），多工况分析可以辅助确定载荷包络线。线性静态分析和多工况

Multiple

*LOADCASEMultiple

STEP,PERTURBATIONElementloop(stiffness/multipleRHS)Primaryfactorization(withpossiblymultiplesmallfactorizations)SimultaneousbacksubstitutionElementloop(simultaneousrecovery)Elementloop(stiffness/singleRHS)Factorization(orreadfactorizedmatrixfrom.fctfile)BacksubstitutionElementloop(recovery)Next*STEP线性静态分析和多工况例子：农用工具下图是农用工具，它通过三点挂钩连接到拖拉机，并拖在拖拉机之后。挂钩的目的是用于向工具传递拖动载荷，但是不允许工具浮动，或工具的运动独立于拖拉机。线性静态分析和多工况三个工况连接件非常柔软，工具上的载荷没有明确指出，但是可能是多种不同类型载荷的组合。垂直载荷侧向载荷向前载荷多工况应用多工况应用...*Step,perturbation*Static*LoadCase,name="BendingA"*Boundary

right,1,6*Cloadleft,3,1.*EndLoadCase*LoadCase,name="BendingB"*Boundary

left,1,6*Cloadright,3,1.*EndLoadCase*EndStepNodesetleftNodesetrightBendingABendingB

多工况应用附加规则工况名(LOADCASE,name=name)必须唯一在工况之外指定的载荷选项对所有工况都有效基状态边界条件传播到所有的工况使用OP=NEW的规则如果在工况步内的任意位置使用该选项，则必须在相应的分析步的每个工况中都要使用该选项如果在工况步中使用任何的BOUNDARY，则所有从历史步中传播的边界条件将被删除不同LOADCASE选项定义的载荷或者边界条件不会相互影响多工况应用为不同的工况改变边界条件当只是改变边界条件的大小时，对求解性能不会造成影响。从工况到工况之间，尽量减小边界条件位置变化的数量。如果改变位置的边界条件的分布和数量变化很大，多工况分析可能会明显的慢于等效的多步骤分析（与问题非常相关）。如果对此怀疑，运行datacheck分析（多步骤vs多工况），比较求解器中的求解器信息数据（.dat）文件（比如，内存需求，浮点操作的数量，等等）。多工况应用问题大小合并的自由度个数和工况个数决定了“问题大小”。多工况分析可能需要更多的：内存（相对于等效的多步骤分析）。在回代的过程中，方程的右手边必须保留在内存中。硬盘空间（单元和节点数据库）。在可能的情况下，设置：standard_memory

为最小的I/O(请察看数据文件)。standard_memory_policy

为MAXIMUM。如果必要，将不同的工况散布到几个分析步中，用以减小每个分析步中内存和硬盘的使用量。最坏情况：回到多摄动步分析（在这里，还可以比较数据文件中的求解器信息）。多工况应用输出按每个分析步输出(不是每个工况)可以输出到输出数据库(.odb)和打印输出文件(.dat)对于输出数据库文件：工况的所有输出变量被映射到帧同增量映射到帧类似帧包含工况名只有场输出(没有历程输出)多工况应用Abaqus/Viewer的后处理支持在整个帧中进行操作对于选定的帧，可以创建：线性合并(比如，工况的线性组合)最大/最小包络线(比如，在所有工况中找出最大应力)多工况应用Misesstress:BendingAMisesstress:BendingBMaxvalueofMisesstressoverbothframes例子例子方板基准程序工况的个数：8和16*Static,perturbation改变角点处边界条件的位置默认输出改变边界条件模型#节点/边#变量(#DOF)11016120622012424063501150600647513384006例子执行结果：全部CPU时间例子执行：751751模型的细节相对CPU时间–3.4Mvariablecase8Steps/8Loadcases16Steps/16LoadcasesSolver7.5214.3Total5.047.48例子修改501501模型8工况在每个工况中改变对边的边界条件相对全部CPU时间：~0.153

(多工况~6.6

慢!)观察边界条件数量和位置的变化！改变边界条件例子底盘-车架的机动性分析：

变量的个数：534,000

方程的个数：483,000

工况的个数：60 *Steady-statedynamics,direct

(10个频率点)

输出：U(输出数据库)CPU时间(sec)60steps(projectedb