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abaqus建模流程——学习笔记

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常见的定位标准包括:平行面、面对面、平行边、边对边、共轴、点重合、坐标系平行、接触。各定位标准之间互不影响,可以用新的定位标准替换原定位标准。箭头指向相同的方向。

每一个定位标准都作为装配模型的特征体而保存,可以在特征体管理器里进行编辑。 (5)集和面

如果当前的功能模块是Assembly、Interaction、Load或Mesh(处在为装配件划分网格的状态下),则使用主菜单Tools定义的面或集合是属于整个装配间的;而如果当前的功能模块式Part或Mesh(处在为部件划分网格的状态下),则使用主菜单Tools定义的面或集合只是属于此部件,不能在Assembly、Interaction 或Load 功能模块中使用。因此,创建集合或面时,要注意首先选择正确的功能模块(恰当的做法是在需要的模块中建立集和面)。

在定义约束、边界条件、载荷、接触或场变量等模型参数时,都应事先定义相应的集合和面,并给出容易识别的名称,这样在建立复杂模型时,会大大降低出错的可能性。

4 设置分析步(step)

(1)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,必须定义不同的分析步骤。然后可以指定在哪一步施加荷载,在哪一步施加边界条件,哪一步确定相互关联。

(2) CAE缺省地创建初始步(initial)

分析步创建完成后会自动生成输出结果管理器 (3 )输出结果要求

ABAQUS求解器通常计算每一个增量步的许多变量值,而往往我们只对其中某一小部分计算数据感兴趣,软

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件提供了指定要输出到计算结果数据库中的某些变量结果的功能。输出要求包括以下一些信息: (a)所需要的变量或者变量分量;

(b)模型中某一特定区域和积分点的计算结果; (c)写到计算结果数据库中各变量值的写入频率;

建立了第一分析步后,CAE缺省地选择和相应的分析过程中输出变量集。缺省的情况下,CAE输出模型中每个节点或积分点的计算值。

在一般分析步中,载荷必须以总量而不是以增量的形式给定。例如,如果在分析步1中有一个10kN的集中载荷,而在分析步2中此载荷变为40kN,那么在这两个分析步中,对载荷的定义应该分别是10kN和40kN,而不是10kN和30kN。

? 场变量输出(field)和历程输出(history) (a)场变量输出:

在通常情况下,用于绘制模型的变形、云图和X–Y图,由于ABAQUS生成的实时输出结果数据库文件都很大,因此可以通过修改输出要求来限制结果数据库的大小。 (b)历程输出:

ABAQYUS对模型中指定点产生历程输出数据。使用后处理模块在XY坐标系中查看历史输出结果。结果的输出频率依赖于如何使用计算生成的各种数据,输出频率可以很高。可以建立历史输出要求,通过该要求限制历史输出频率。在建立历史输出要求时可以指定某一个独立的变量写入输出结果数据库。

? 通用分析步(general step)和线性摄动分析步(linear perturbation step)

分析步包括通用步和线性摄动步两大类,当在已有的分析

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步中插入新的通用分析步或者线性摄动分析步时,其上一个分析步相应的输出结果要求会自动传递给该分析步。如果删除一个分析步,相应的结果输出要求以及其后由该步传递的各分析步的输出结果要求都将被删除。如果某一个分析步没有相应的结果输出要求,在计算模块(job)里生成输入文件时将会给出警告。 (1)通用分析步

定义的是一个接一个顺序的分析流程,可以用于线性和非线性分析,主要有以下类型:

-static,general 使用ABAQUS/standard进行静力分析

-dynamics,implicit 使用ABAQUS/standard进行隐式动力分析

-dynamics,explicit 使用ABAQUS/explicit进行显式动态分析

(2)线性摄动分析

分析“基础状态”基础上的线性响应,而基础状态是前溯最近的general step(通用分析步),下一个分析步和Linear perturbation steps是没有关系的。只能用于分析线性问题,在ABAQUS/explicit不能用线性摄动分析,以下类型总是采用线性摄动分析步:

-buckle 线性特征值屈曲 -frequency 频率提取分析

-modal dynamics 瞬时模态动力分析 -random response 随机响应分析 -response spectrum 反应谱分析

-steady-state dynamic 谐波激励稳态动力分析

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。但是,模型必须是静态

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平衡的(在进行线性摄动分析之前,只有先利用*STATIC分析步达到静力平衡,才可以应用?DYNAMIC选项)。在摄动分析步之后,可以继续进行非线性分析步。在Abaqus/Explicit中,只有通用分析步。 ? 时间增量步的设置 (1) 增量步的类型:

ABAQUS/Standard使用Newton-Raphson算法来求解非线性问题,把所有载荷按一定的要求分成若干载荷步step,每一步step根据ABAQUS自动载荷增量,分成若干增量increments,每一增量施加一定的载荷,然后每一增量通过若干迭代步iteration 进行迭代,当系统达到平衡时,迭代结束,完成一个增量。当所有的增量都完成后,计算结束,所有增量响应的总和就是非线性分析的近似解;反之,计算可能出现发散。这时,可以通过采用多钟方法(如调整放大质量系数,单元网格优化等)调整增量大小,使计算继续进行。

ABAQUS/Explicit在求解非线性问题时不需要进行迭代,而是显示地从上一个增量步的静力学状态来推出动力学平衡方程的解。ABAQUS/Explicit 的求解过程需要大量的增量步,但由于不进行迭代,也不需要求解全体方程组,其每个增量步的计算成本很小,可以很高效地求解复杂的非线性问题。

Automatic即增量步的大小由ABAQUS自动控制,根据分析结果的收敛情况自动增大或减小增量步。在默认情况下,如果经过16次迭代的解仍不能收敛或者结果显示出发散,ABAQUS/Standard就放弃当前增量步,并将增量步的值设置为原来值的25%,重新开始计算。利用比较小的载荷增量来尝试找到收敛的解答。若此增量仍不能使其收敛,ABAQUS/Standard将再次减小增量步的值。在中止分析

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之前,ABAQUS/Standard 默认地允许至多5次减小增量步的值。如果连续两个增量步都只需少于5次的迭代就可以得到收敛解,ABAQUS/Standard 会自动地将增量步的值提高50%。

(2)允许的增量步最大数目:100,即如果经过100个增量步后结果还不收敛,则分析中止。

(3)初始增量步大小:0.1。用户只需在每个分析步模拟中给出第1个增量步的值,然后,ABAQUS/Standard 自动地调整后续增量步的值。对于简单的问题,可以直接令初始增量步等于分析步时间(例如令初始增量步等1)。对于复杂的非线性问题(例如模型中有复杂的接触或大的塑性变形),ABAQUS/Standard不得不反复减小增量步,从而导致占用了CPU时间以及甚至不能收敛,可以尝试减小初始增量步。

(4)允许的最小增量步:10-5 允许的最大增量步:1 (5)在静态分析中,如果模型中不包含阻尼或与速率相关的材料性,“时间”就没有实际的物理意义。方便起见,一般都把分析步时间设为默认的1。

(6)对于复杂的三维问题,如果出现收敛困难,可以使用额外的分析步和边界条件,将荷载逐步施加到模型上。即在接触分析中,如果在第一个分析步中就把全部载荷施加到模型上,有可能分析无法收敛,建议先定义一个只有很小载荷(或位移)的分析步,让接触关系平稳地建立起来,然后在下一个分析步中再施加真实的载荷。这样虽然分析步的数目增多了,但减小了收敛的困难, 计算时间可能反而会缩短。 ? 设定自适应网格

分析锻压、拉拔和轧制等大变形问题时,模型的几何形状发生显著变化,网格会产生严重的扭曲变形,导致分析精度下降,稳定步长缩短,甚至无法达到收敛。ABAQUS的

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abaqus建模流程——学习笔记

--常见的定位标准包括:平行面、面对面、平行边、边对边、共轴、点重合、坐标系平行、接触。各定位标准之间互不影响,可以用新的定位标准替换原定位标准。箭头指向相同的方向。每一个定位标准都作为装配模型的特征体而保存,可以在特征体管理器里进行编辑。(5)集和面如果当前的功能模块是Assembly、Interaction、Load或Mesh(处
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