Abaqus利用旋转周期对称计算叶轮机械

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整圈自锁阻尼长叶片强度振动有限元分析

完全耦合的过渡区。在额定工作转速（１５００ｒｉｍ）下，围带、拉筋接触面的麻力水平鞍低。
第七届中国ＣＡＥ工程分析技术年会论文集
图１０围带、拉筋最大接触接触应力
簿结论
汽轮机整圈自锁阻尼长叶片的结构非常复杂，在设计和分析时需要综合考虑很多因素。本没将非线性有限元分析软件ＡＢＡＱＵＳ用于某在运汽轮机整圈自锁阻尼长叶片的强度振动分析ｉ从振动模态和稳态应力两个方面进行了考察。利用循环对称边界条件方法求解了叶片的整圈振动特性，分析评估了叶片的稳态应力情况，并着重从频率和应力两个角度分析讨论了叶片围带、拉筋阻尼结构在运转过程中的自锁过程。计算结果表明，该叶片具有较好的整圈振动特性和较低的应力水平。该叶片目前已经安全正常服役多年，也验证了该叶片的设计是安全可靠的。
摘要：本文介绍了利用ＡＢＡＱＵＳ软件对汽轮机整朗自锁阻尼长叶片进行强度及振动的有限元分析方法．以某电厂在运机组末级长叶片为例，利用循环对称方法对叶片的整龋振动特性进行了计算分析，分析评估了叶片的稳态应力分布情况，并着重从应力和频率两个角度分析讨论了围带和拉舫阻尼部件的镄紧过程．计算表明，该叶片具有良好的强度性能和整圈振动特性，电厂的实际运行业绩也验证了该叶片的安全可靠性．关犍词：汽轮机；长叶片；有限元分析；强度振动；ＡＢＡＱＵＳ
会２００７年学术研讨会论文集【ｑ．武汉．２００７．【４】程凯，徐芬，王恭义，彭泽瑛，周代伟．整圈Ｉ刍锁叶片的有限元分析方法研究——频率计算．热力透平２００９，
３８（４）：２３２－２３７．【５】程凯，徐芬，王恭义，彭泽瑛，周代伟．整圈自锁叶片的有限元分析方法研究——稳态应力计算．热力透平
２０１０，３９（４）：２６４—２６９．旧程凯，徐芬，王恭义，彭泽瑛，刘岩．循环对称边界条件在汽轮机整圈阻尼叶片有限元分析中的应用。第六

abaqus提高计算速度的方法

Abaqus提高计算速度的方法一、背景介绍A b aq us是一款常用的有限元分析软件，广泛应用于工程和科研领域。

然而，由于分析模型的复杂性和计算量的增加，A ba qu s的计算速度常常成为使用者关注的问题。

本文将介绍一些可以提高Ab aq us计算速度的方法。

二、选择合适的求解器在使用A ba qu s进行分析时，合理选择求解器非常重要。

A baq u s提供了多种求解器，例如S ta nd ar d和Ex pl i ci t求解器。

对于不同的问题类型，选择适合的求解器能够明显提高计算速度。

三、简化模型减少计算量优化模型是提高计算速度的关键。

通过简化模型的几何形状、材料特性和加载条件等，可以减少计算量，从而提高计算速度。

例如，合理使用对称性和周期性条件，在不影响结果准确性的前提下减少计算区域。

四、参数化建模参数化建模是一种高效的建模方法，它可以简化模型的生成过程，并方便进行后续的参数化分析。

通过合理设置参数，可以快速进行多种不同情况下的分析，减少计算时间。

五、网格优化网格质量直接影响计算的准确性和计算速度。

在进行网格划分时，应尽量避免过于细小或过于粗糙的网格，并优化网格的划分方式。

合理的网格划分能够提高计算效率。

六、并行计算A b aq us提供了并行计算功能，通过合理设置并行参数，可以充分利用计算机的多核处理器进行并行计算，大幅提高计算速度。

合理设置分区和任务分配，充分利用并行计算的优势。

七、使用硬件加速除了并行计算，还可以利用显卡等硬件加速技术提高计算速度。

A b aq us支持使用GP U进行计算加速，通过配置合适的硬件设备，可以进一步提高计算效率。

八、结果输出优化合理设置结果输出选项可以减少A ba qu s的计算时间和存储空间。

只输出必要的结果数据，并选择合适的输出格式，可以有效优化计算速度和结果文件大小。

九、优化计算参数在进行计算之前，可以通过对计算参数的合理设置来提高计算速度。

ABAQUS轴对称模型

ABAQUS轴对称模型实验一轴对称模型一.实验目的和要求1.使用轴对称单元，依照轴对称的原理建模分析.2.使用Visualization 功能模块查看结果，延展轴对称单元构造等效的三维视图。

二．实验步骤1．启动ABAQUS/CAE2．创建部件(1) Module:Part,Name: Axis Modeling Space: Axisymmetric，(2) 绘制二维图(3) 保存模型3．创建材料和截面属性(1) 创建材料Create Material——Name:Steel,Mechanical-Elasticity-Elastcic.Young’s Modulus-210000, Poisson’s Ratio 0.3(2) 创建截面属性Create Section—Material:Steel,Plane stess:1(3) 给部件赋予截面属性Assign Section4.定义装配件Module:Assembly. Instance Part-选中部件Plate,参数默认。

5.设置分析步骤Module:Step Create Step:Name—Apply Load,参数默认，6.定义便捷条件和载荷(1)施加载荷Create Loade—Types for Selected Step—Pressure ，选择图形上端面，中健确认，在edit load对话框中，在magnitude后面输入100(2)定义部件底部的边界条件Creat Boundary,弹出Create Boundary Condition对话框中，在Name后面输入fix-y，将step设为apply load, Types for Selected Step ,选择Dispalcement/Rotation,其余参数默认，选择模型饿底边作为约束位置，点击中健确认，在弹出的对话框中，选择U2，点ok。

7. 划分网格(1) 设置圆弧边的种子选中圆弧段，点击中健确认，在左下角提示区，选择第三项，输入边界种子8，按中键确认。

基于ABAQUS的离心叶轮力学性能研究

Vol. 57 No. 3工程与试验ENGINEERING&TEST Sep. 2017基于ABACUS的离心叶轮力学性能研究丛建华邓若飞2!张月锋1(1.长春机械科学研究院有限公司，吉林长春130103$2.北京航天试验技术研究所，北京100074)摘要:介绍了离心叶轮疲劳破坏的原因，利用有限元方法，通过对离心叶轮模态与尾流激振响应分析，研究了离心叶轮是否发生轮盘叶片耦合振动及单只叶片振动，得到危险工况点，计算出离心力、稳态气流力及非稳态交变应力，运用G o d m s的方法修正载荷谱，并计算出疲劳寿命。

关键词：叶轮;强度分析;模态分析;疲劳寿命中图分类号：TH452 文献标识码：A doi：10. 3969/j.issn. 1674 -3407. 2017.03. 002 Study on Mechanical Property of Centrifugal Impeller based on ABAQUSCong Jianhua1,Deng Ruofei2,Zhang Yuefeng1(1.Changchun Research Institute for Mechanical Science Co., Ltd.Changchun 130103, Jilin, China;2.Beijing Institute of Aerospace Testing Technology, Beijing 100074, China)Abstract：The reasons for fatigue failure of centrifugal impellers are introduced in the paper.The finite element method is used to analyze the modal o f centrifugal im peller and wake excitation response,and to study coupled vibration o f roulette blades and vibration o f single blade.Then,the dangerous working condition point is obtained,and the centrifugal force,steady flow force and unsteady alternating stress are calculated.Goodman method is used to correct the load spectrum, and fin a lly the fatigue life is calculated.Keywords: im peller;strength analysis;modal analysis;fatigue life1引言离心叶轮是离心压缩机等动力机械的核心部件，常用于航空、石油化工、冶金等领域，其转速较高且长期在温度场、流场、力场等多物理场耦合作用下工作，致使离心叶轮经常在叶片根部发生疲劳破坏。

abaqus转动惯量

abaqus转动惯量
在Abaqus中，可以通过使用以下两种方法来计算转动惯量：
方法一：使用关键字输入法
1. 创建一个新的Abaqus模型，并定义所需的几何形状和边界条件。

2. 使用以下关键字中的一个或多个来定义转动惯量：
- MASS：定义质量
- MOMENT OF INERTIA：定义转动惯量
- SECTION：定义截面特性
3. 使用节点、单元和材料定义模板来定义其它材料和几何参数。

4. 定义分析步骤和加载条件。

5. 运行模型以计算结果。

方法二：使用后处理工具
1. 运行Abaqus模型以计算结果。

2. 在Abaqus/Viewer中打开odb文件。

3. 进入"Visualization"菜单，并选择"Node Sets"或"Element Sets"选项。

4. 选择一个节点集或元素集，并使用鼠标右键点击该集合。

5. 选择"Probe"选项，并在右上角的"Probe"面板中选择"Rotation"或"Inertia"。

6. 按下"Apply"按钮以查看转动惯量的计算结果。

以上是两种常用的计算转动惯量的方法。

根据具体的模型和需求，选择最适合的方法来计算转动惯量。

ABAQUS旋转周期对称边界条件的设置

ABAQUS旋转周期对称边界条件的设置旋转周期对称设置包括：旋转周期对称设置，外加主面上的对称面约束，两者一起构成旋转对称的边界条件。

下面所述的两种方法是仅针对旋转周期对称的设置。

两种方法：1）修改inp文件：找到*End Assembly，将之替换为*TIE,CYCLIC SYMMETRY,NAME=TIE-CYCLICSurf-Cylic-SLAVE,Surf-Cylic-MASTER***End Assembly***CYCLIC SYMMETRY MODEL,N=600,0,0,0,0,1---------------------------上面设置中包括：主面的设置，从面的设置，模型周期的数目，以及旋转轴。

因此需要建立这两个面的集合：Surf-Cylic-MASTER，Surf-Cylic-SLAVE。

N=60表示有60个。

0,0,0为旋转轴的起点，0,0,1为旋转轴的终点。

2）直接在前处理cae中设置首先，建立主面和从面的集合，便于选取；其次，为旋转轴的起点和终点建立参考点（RP），旋转轴一定要设在整个模型的旋转中心上；参考点可通过输入坐标的方式建立。

注意：其他方式建立点都不可行，以下详述。

最后，输入周期的数目，本模型为整体模型的多少分之一，即输入倒数即可。

以上步骤参见下图。

【旋转轴起点和终点的建立】1）除参考点以外其他的建点的方式不行，比如建立datum point，无法在viewport中直接选中，同样建立集合时也选不中datum point。

2）使用attachment point建立的点虽然可以直接在viewport中选中，建立集合时也可选中，但无法写入inp文件，当write inp 文件时就造成cae崩溃直接退出软件！总之，旋转轴的设置，直接在前处理cae界面中设置，不如直接在inp文件中修改方便！因为修改inp旋转轴只要直接给定起点和终点坐标就OK，省去先建立RP点的步骤。

abaqus旋转实例

abaqus旋转实例
(1)用abaqus制作实例，我们需要运行以下步骤：
（1）打开abaqus环境，在“文件”菜单中选择“新建”；
（2）选择要创建实例的几何形状，可以通过从Scenes列表中选择形状的名称或通过创建自定义网格来输入/编辑形状；
（3）根据应用程序设置物理属性，例如材料性质、摩擦系数、力学性质以及外部载荷；
（4）通过分析定义模型大小以及模型求解器，用于确定分析工作流程；
（5）在“分析”菜单中选择“旋转”，然后输入实例要旋转的角度；
（6）在“分析”菜单中选择“运行分析”，abaqus就会计算实例的旋转力学性能。

abaqus旋转矩阵

在ABAQUS中，旋转矩阵是用于表示三维物体旋转的一种数学工具。

ABAQUS中的旋转矩阵可以通过以下步骤创建：
1. 在ABAQUS中打开你的模型，并选择要旋转的物体。

2. 在命令行中输入"ROTATE"，然后选择"OBJECT"。

3. 选择要旋转的轴和旋转角度，并指定旋转轴的类型（例如X、Y或Z轴）。

4. 输入旋转角度的值，然后单击"OK"按钮。

旋转矩阵将在ABAQUS命令行中生成，并显示在当前工作区中。

旋转矩阵可以用于修改物体的方向和位置，并在模拟中考虑物体的旋转。

在ABAQUS中，旋转矩阵通常与欧拉角一起使用，以描述物体的旋转状态。

需要注意的是，ABAQUS中的旋转矩阵是以欧拉角的形式表示的，而欧拉角是由三个旋转轴组成的旋转序列。

因此，旋转矩阵可以用于描述任何三个旋转轴的序列，而不仅仅是单个轴的旋转。

abaqus转动惯量

abaqus转动惯量转动惯量是描述物体沿某一轴旋转时所具有的惯性大小的物理量。

本文将介绍如何在Abaqus软件中计算和使用转动惯量。

1. 转动惯量的定义转动惯量（或称为惯性矩）是一个物体在绕某一轴旋转时所具有的惯性大小，用于描述物体的旋转惯性。

它是物体质量分布对旋转轴的偏离程度的量化表示。

2. Abaqus中计算转动惯量在Abaqus软件中，可以通过使用质量和惯性矩矩阵来计算转动惯量。

以下是一种计算转动惯量的常用方法：（1）创建几何模型：在Abaqus中绘制几何形状，以便后续的分析和计算。

（2）定义材料属性：根据实际需求，在Abaqus中定义材料的密度和弹性模量等特性。

（3）设置边界条件：根据实际问题设置合适的边界条件，以模拟物体的旋转行为。

（4）进行求解：通过Abaqus软件进行求解，得到模型的应力和位移等结果。

（5）计算转动惯量：根据得到的应力和位移结果，计算转动惯量的数值。

3. 使用转动惯量计算得到转动惯量后，可以用于以下一些方面：（1）旋转惯性矩阵：转动惯量被用于构建旋转惯性矩阵，该矩阵可用于求解物体在旋转过程中的运动状态。

（2）机械设计：转动惯量是机械设计中重要的参数，它能够帮助工程师评估旋转部件的稳定性和可靠性。

（3）力学仿真：转动惯量可用于力学仿真软件中，对旋转系统进行建模和分析。

转动惯量是描述物体旋转惯性的物理量，在Abaqus软件中可以通过一系列步骤来计算和使用转动惯量。

通过准确计算和使用转动惯量，可以帮助解决旋转系统的相关问题，进而提高工程设计和分析的准确性和效率。

请注意，本文仅为对转动惯量的基本介绍，在实际应用中仍需根据具体问题和要求进行详细分析和计算。

ABAQUS中自由度、坐标系统、单位、时间尺度、曲面方向、应力与应变、旋转的约定及规则

ABAQUS中自由度、坐标系统、单位、时间尺度、曲面方向、应力与应变、旋转的约定及规则引言每种软件在顺利运行中都有自己的一套在诸如单位、符号、变量值表示等方面的约定用法，如果想用此种软件进行适合自己的分析，自己进行主观操作之外，对它的这种约定我们也要提起注意，否则很容易产生我们觉察不到的问题。

（参考 abaqus analysis manual 中1.2.2 Conventions）目录1、自由度2、坐标系统3、单位4、时间尺度5、曲面方向6、应力与应变7、旋转正文一、自由度Abaqus中对单位的认定与其他软件（如ANSYS）稍微有点不同就在于默认情况下abaqus是以1、2、3等数字来表示各种自由度的标符的，在手写inp中，只能以它们表示自由度。

A. 除了轴对称单元（.ax..）以外，其它单元对自由度进行如下约定：1、x方向（平动自由度）2、y方向（平动自由度）3、z方向（平动自由度）4、绕x轴旋转的旋转自由度（以弧度表示）5、绕y轴旋转的旋转自由度（以弧度表示）6、绕z轴旋转的旋转自由度（以弧度表示）7、翘曲（对于开口截面梁单元）8、孔隙压力（或静水压）9、电势11、温度（或质量扩散分析中的归一化浓度）12、第二温度（对于壳、梁）13、第三温度（对于壳、梁）14、其他其中，x、y、z默认情况下是分别与系统的整体坐标系X、Y、Z相一致的，但如果使用*Transform对结点进行局部坐标系转化的话，那么它们将与局部坐标系中的相关坐标轴一致。

B. 对轴对称单元的平动与旋转自由度如下规定：1、r方向（径向）位移2、z方向（轴向）位移5、绕z轴旋转（用于带扭曲的轴对称单元），以弧度表示6、r-z平面的旋转（用于轴对称壳单元），以弧度表示用*transform进行结点坐标系转换的自由度改变同上。

C. 可用的自由度上述所列自由度并不是同时都能用在某一单元结点上的，不同的分析，不同的单元自会有适合其分析的自由度，而其他则在此是失效的。

基于ABAQUS离心叶轮应力的有限元分析

基于ABAQUS离心叶轮应力的有限元分析徐诗辉，彭友余，田小燕，买靖东，匡晋安【摘要】通过对叶轮自然频率的提取可以得到结构的基本周期。

将叶轮载荷的施加周期与基本周期作出对比，可确定叶轮的分析类型为瞬态动力响应或稳态静力分析。

作为叶轮的稳态静力分析，需要考虑三个问题：起始阶段旋转加速度引起的应力；起始阶段之后恒定旋转速度引起的向心力；上述两项引起应力效应的叠加。

通过这些分析能为叶轮选择材料与减重。

【期刊名称】汽车实用技术【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4【关键词】叶轮；基本周期；稳态静力；应力叠加CLC NO.:TH452 Documentcode:A ArticleID:1671-7988(2014)04-19-1、转子动力学概述带有旋转部件的结构，它们的动力学行为分析需要一种特殊的模型，此模型包括旋转部件、静子部件和不同的连接部件。

转子动力学的基本假设[1]有两条：一是假设转子与静子是线弹性的；二是假设有足够的能量区获得需要的旋转速度。

转子动力学问题的基本方程如下：时域系统方程：式中：M-质量矩阵；B(t)-广义阻尼矩阵；K(t)-广义刚度矩阵；f(q,t)-非线性力矢量；g(t)-载荷向量；H-迟滞阻尼矩阵。

为了评估系统的整体力学性能，在对系统的主频域系统方程：要方程进行表述后可以对其进行各种类型的分析，这些分析类型主要如下：● 转子系统的临界转速分析。

● 线性频率（谐波）响应分析：载荷可以是同步的不平衡量及非同步的载荷（如重力、旋转流体力和压力等）。

● 非线性频率（谐波）响应分析：考虑非线性支承、轴承间隙等非线性因素。

●非线性瞬态响应分析：考虑加速与减速过程、叶片断裂瞬态冲击力和非线性影响因素，如气隙力、挤压油膜、液压轴承、摩擦力。

2、离心叶轮应力分析问题叶轮在整个转子系统中属于集中质量的部分，其对整个转子系统的临界转速等影响。

其本身的应力分析对材料的选取与结构优化也是很有必要的。

基于Abaqus的采煤机行星架轴对称结构受力分析

基于Abaqus的采煤机行星架轴对称结构受力分析宋子义【摘要】针对滚筒采煤机行星架的使用寿命及可靠性问题,首先分析了采煤机行星减速机构的结构和功能,并对其各处结构的受力类型和大小等进行了研究,在此基础上,针对行星架的结构和受力特点,利用Abaqus软件建立了行星架的旋转轴对称有限元分析模型,并给出了详细的建模方法,分析结果表明,两腹板之间的立柱在转矩作用下发生扭转变形,且在腹板与花键轴连接根部所受应力最大,应采取必要措施提高腹板与花键轴连接根部的设计与制造性能.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2019(000)005【总页数】3页(P148-150)【关键词】采煤机;行星架;轴对称;Abaqus【作者】宋子义【作者单位】长治三元中能煤业有限公司, 山西长治 046600【正文语种】中文【中图分类】TP391.70 引言我国薄煤层储量丰富，而薄煤层在开采过程中，受地质和空间条件限制，湿度大、粉尘大、多腐蚀性介质，因此工作环境恶劣。

滚筒采煤机是薄煤层综采工作面的关键设备，可实现一次采全高，且工作效率高，连续作业稳定性好。

但滚筒采煤机工作负荷大，两端滚筒上螺旋排布的截齿在遇到矸石、顶底板、支架等硬物时，截割阻力瞬时增大，容易使采煤机的重要受力件产生裂纹等缺陷，加之各种特殊作业环境，对采煤机的工作可靠性造成较大影响[1-3]。

针对这一问题，文中将重点对采煤机截割部行星架的轴对称结构进行受力分析。

1 截割部行星机构的结构与功能滚筒采煤机主要由截割部、行走部、牵引部等组成，截割部位于采煤机机身两端，是主要的截割落煤工具。

截割部包含摇臂壳体、截割电动机、齿轮减速机构、行星减速机构、螺旋滚筒等装置，截割电动机提供的动力经各级减速机构，最终传递至滚筒，驱动滚筒低速旋转。

其中，行星减速机构的体积小、结构紧凑，且传动比大、承载能力强，因此适宜作为截割部的末级减速装置[4-6]。

如图1所示，行星减速机构的主要受力件包括行星架、内齿圈、行星轮、太阳轮、轴承等，太阳轮一端与齿轮减速机构连接，接受来自电动机的传动转矩，另一端的外齿轮与4个行星轮啮合，行星轮通过中心轴和轴承等安装在行星架两腹板之间，4组行星轮又分别与安装于滚筒内侧面的内齿圈啮合，由于内齿圈固定在滚筒壁上，因此在太阳轮驱动下，行星轮带动行星架产生绕太阳轮的公转运动，行星架外侧花键与螺旋滚筒等连接，可使滚筒在重载割煤工况下稳定旋转。

abaqus对称边界条件详解

abaqus对称边界条件详解Abaqus是一种用于有限元分析的强大软件，对称边界条件在使用Abaqus进行模拟时非常重要。

对称边界条件通常用于简化模型，减少计算时间和资源消耗。

下面我将从多个角度来详细解释Abaqus中的对称边界条件。

1. 对称边界条件的种类：在Abaqus中，对称边界条件通常分为三种，平面对称边界条件、轴对称边界条件和周期性边界条件。

平面对称边界条件假设模型在某个平面上是对称的，轴对称边界条件假设模型在某个轴线上是对称的，而周期性边界条件假设模型在某个方向上是周期性的。

2. 如何应用对称边界条件：在Abaqus中，可以通过使用合适的边界条件来实现对称。

对于平面对称边界条件，可以使用约束边界条件将对称面上的位移或应力限制为零。

对于轴对称边界条件，可以使用轴对称约束条件来限制模型在轴向的位移或应力。

对于周期性边界条件，可以使用周期性约束条件来模拟模型在某个方向上的周期性行为。

3. 对称边界条件的物理意义：对称边界条件的应用可以使模型更加简化，减少计算成本，但同时也要注意对称边界条件是否符合实际物理情况。

对称边界条件假设了模型在某些方面的对称性，这在某些情况下是合理的，但在其他情况下可能并不适用。

因此，在应用对称边界条件时，需要仔细考虑模型的实际物理特性。

4. 对称边界条件的局限性：虽然对称边界条件可以简化模型并加快计算速度，但也存在一些局限性。

例如，在某些非线性和非对称情况下，对称边界条件可能不再适用。

因此，在实际应用中需要根据具体情况进行判断和选择。

总的来说，Abaqus中的对称边界条件是非常重要的，可以帮助简化模型并加快计算速度。

然而，在应用对称边界条件时需要仔细考虑模型的实际物理情况，以确保对称边界条件的合理性和适用性。

希望这些信息能帮助你更好地理解Abaqus中的对称边界条件。

基于有限元的离心机应力分析及评价

基于有限元的离心机应力分析及评价作者：夏云周来源：《赤峰学院学报·自然科学版》 2013年第13期（安徽机电职业技术学院，安徽芜湖 241000）摘要：有限元法作为一种分离机应力分析的数值分析方法，相比较传统的应力分析方法有着明显的优越性.本文对有限元法在分离机转鼓应力分析上的应用进行了总结运用，对用有限元法分析转鼓应力时应重点考虑的问题进行了讨论分析，并结合线性判定准则对其应力强度进行判定，并对其在分离机设计中的应用进行了展望.关键词：CATIA；有限元；离心机；分析；评价中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2013）07-0119-04分离机转鼓组件包括底盘、转鼓、转鼓盖、大锁紧环.底盘通过螺栓固定于转动轴上，转鼓通过方螺纹齿和凹凸槽与底盘连接定位；转鼓盖用大锁紧环通过方螺纹齿固定于转鼓上端[1].转鼓组件由2Cr13铸造加工而成，材料弹性模量为209GMPa，屈服极限下限值为490MPa,抗拉极限为665MPa，材料密度取为7900kg/m3.转鼓组件工作腔包括污水区、沉渣区、密封水区，它们与转鼓组件的受力情况密切相关，各个区域的具体范围如图1所示.组件工作转数为5937转/分钟[2].1 离心机的有限元分析1.1 总体建模分离机主要零部件有转鼓体、转鼓盖、活塞、锁环.它们的装配关系如图1所示.为了简化模型，忽略矩形螺纹螺旋角和切向排渣槽的影响，转鼓组件具有周期对称性，因此取模型的1/24，进行分析，考虑到活塞是套在转鼓体上，将转鼓体、转鼓盖、锁环作为一个装配件进行分析，如图2所示；取出活塞单独进行分析，如图2所示.1.2 载荷分析取转鼓体轴向为Y轴，那么与物料接触表面承受的介质离心压力计算公式为：P=0.5?籽?棕2(x2+z2-r0)?籽为介质密度，污水密度取1000kg/m2，沉渣密度取1950kg/m3密封水密度取100kg/m3；?棕为组件转动角速度，取?棕=5937*2?仔/60=621.4s-1；x,z为接触表面任意一点的坐标；在有限元分析中采用函数加载方式直接将介质离心力载荷施加到介质接触表面上；r0为自由液面半径[3]；污水区承受压力计算公式：P1=0.5?籽?棕2(x2+z2-r02)=0.5*1000*10-12*621.42*(x2+z2-50)=1.93*10-4*(x2+z2-502)污水区承受的最大压力为：P1max=193*10-4(1702-502)=5.1MPa沉渣区承受压力计算公式：P2=0.5?籽?棕2(x2+z2-r02)+5.1=0.5*1950*10-12*621.42*(x2+z2-1702)+5.1=3.76*10-4*(x2+z2-1702)+5.1密封水区承受压力：P3=0.5?籽?棕2(x2+z2-r02)=0.5*1000*10-12*621.42*(x2+z2-62)=1.93*10-4*(x2+z2-622)自身承受离心力的计算：F=?籽?棕2r=7900*10-12*621.42*=3.05*10-3*621.42*极端情况下，转鼓组件和活塞加载如图3所示.1.3 边界条件转鼓体固定于传动轴圆锥面上约束Y向（轴向）位移，组件的00和150切割面上约束切向位移（对称约束），并定义旋转周期对称接触.1.4 划分网格分析采用ABAQUS 6.9.单元划分采用自由格式，选用四面体单元，在矩形螺纹、切向排渣槽和各接触对表面等位置进行网格细化.如图4所示.2 分析结果分离工况极端情况下转鼓、转鼓盖和锁环组件的应力强度分布如图5所示（图中色标单位为MPa，后面不再说明），最大应力发生在转鼓体直径110mm转角处，即云图中红色区域，其中最大应力为291.2MPa,低于材料的屈服极限，不会发生塑性变形.图6显示了排渣孔附近应力分布情况.分离工况极端情况下活塞的云图如图7所示，由于ABAQUS软件强大的后处理能力，在定义了旋转周期对称接触的情况下，虽然分析了零件的 1/24，我们仍然可以观察到整个零件的云图.3 强度评定3.1 强度条件转鼓件用2Cr13制成，材料的许用应力[?滓]为：[?滓]=Min{0.5?滓s,0.33?滓b}根据等效线性化处理规则，将上述有限元应力分析结果分解为薄膜应力（总体Pm和局部PL）、弯曲应力（包括一次Pb、二次Q和峰值应力F）等应力类别[4].各类应力或它们的组合在设备破坏过程中所起的作用不同，破坏机制也有区别.为了保证安全运行，它们必须满足不同的强度条件，见表1.3.2 评定线与安全系数的定义采用线法进行强度评定.安全系数作为应力安全评定的重要参数，关系到整体安全结果的判定，由于受到应力强度种类、材料属性和工况不同等因素的制约，安全系数的选定也是不尽相同的，故此对于同一条评定线，安全系数的选取亦各有不同.取每个构件各种安全系数的最小值为该构件的安全系数.根据分析结果，组件共取8条评定线，如图8所示，评定线1、2、3分别位于转鼓体齿根部，评定线4位于排渣孔附近，5位于转鼓壁，6位于转鼓受力最大的部位，评定线7、8位于转鼓盖[4].根据设计准则及强度理论，由于活塞的屈服极限值远大于有限元应力分析的峰值，故此可忽略表1中设定的原则，其强度满足工程要求[5-6].表2给出了分离工况极端条件下组件的评定结果.根据分析结果，活塞共取8条评定线，评定线布置情况如图8所示.表3给出了分离工况极端条件下活塞的评定结果.总体而言，按照应力分类原则，对转鼓组件安全系数起制约作用的是转鼓壁，安全系数为1.98，其强度足够，认为转鼓组件达到了设计标准.4 结束语离心机作为高速旋转的特种机械，转鼓组的强度分析是离心机设计过程中主要的参考数据，本文首先通过三维CAD建立数学模型并做了相应的模型简化和等效处理后，运用CAE对模型接进行了网格划分、工况约束及载荷施加，最后对有限元的应力分析结果，选用线性评定方法对转鼓组的组件及活塞进行评判，得出最终的应力安全性的评价，工程实践表明这种结合有限元分析和线性评定指标的综合应力强度的评价手段是有效的离心机强度安全性的研究运用手段及方向.——————————参考文献:〔1〕JB/T 8051-96.离心机转鼓强度计算规范[S].1997-07-01.〔2〕JB/T 19815-2005.离心机安全要求[S].2005-12-01.〔3〕孙启才,金鼎五.离心机原理结构与设计计算[M].北京:机械工业出社,1978.1842190.〔4〕卓高柱,孔凡敬,郭华波,韩兆强.压力容器有限元分析及等效线性化处理[J].发电设备，2008（5）：21-25.〔5〕高志惠,黄维菊,张俊青,陈文梅.有限元法在卧螺离心机转鼓强度分析上的应用[J].过滤与分离，2009（4）：34-38.〔6〕何俊,王猛.鸟撞飞机前风挡动态响应的数值模拟[J].沈阳理工大学学报,2012(2):28-34.。

abaqus杆件端面旋转变形

Abaqus杆件端面旋转变形1. 简介Abaqus是一种用于有限元分析的软件，广泛应用于工程领域。

在工程实践中，杆件端面旋转变形是常见的问题之一。

通过Abaqus软件对这一问题的分析和模拟，可以帮助工程师们更好地理解和解决这一问题，为工程设计和施工提供科学依据。

2. 问题描述杆件端面旋转变形是指在受力作用下，杆件的端面发生一定程度的旋转变形。

这种变形在实际工程中经常出现，在建筑物、桥梁、机械设备等结构中都可能存在这样的问题。

了解和分析杆件端面旋转变形对于工程结构的安全性和稳定性评估具有重要意义。

3. Abaqus建模在Abaqus软件中，可以通过建立相应的模型来模拟杆件端面旋转变形的情况。

需要对杆件的几何形状、材料性质和受力条件进行建模。

在建模过程中，需要考虑到杆件端面的旋转变形对整个结构的影响，合理地设置模型的边界条件和约束条件。

4. 模拟分析在Abaqus软件中进行杆件端面旋转变形的模拟分析时，需要对模型进行合理的网格划分和加载设置。

通过对模型进行静力学分析或动力学分析，可以得到杆件端面旋转变形的具体情况，并对其进行进一步的分析和评估。

5. 结果解读通过Abaqus软件进行模拟分析后，可以得到杆件端面旋转变形的数值结果。

根据这些结果，工程师们可以对杆件端面旋转变形的情况进行深入分析和解读，包括变形的大小、分布规律、对结构安全性的影响等方面。

6. 工程应用了解和分析杆件端面旋转变形对于工程实践具有重要意义。

工程师们可以根据Abaqus软件模拟分析的结果，对工程结构进行合理的设计和改进，从而提高结构的安全性和稳定性。

7. 结论通过Abaqus软件对杆件端面旋转变形进行分析和模拟，可以帮助工程师们更好地理解和解决这一问题。

这种分析和模拟方法具有一定的科学性和实用性，对工程结构的设计和施工有着重要的指导意义。

在工程实践中，Abaqus软件对杆件端面旋转变形的分析和模拟将继续发挥重要作用，为工程领域的发展和进步提供有力支持。

ABAQUS下循环对称约束的使用

ABAQUS下循环对称约束的使用本次案例选取自B站粉丝留言的一个小问题，如果模型呈现圆周循环对称，则可以针对最小重复单元进行计算，达到缩减计算量，提高计算精度的目的。

本次案例模型如图1所示，左侧为完整模型，右侧模型为其1/6模型。

图1 模型了解回顾一下ABAQUS的有限元分析流程：图2 ABAQUS有限元分析流程一、前处理1.1 几何模型的构建左侧模型树当中，右击part导入x_t格式几何模型。

1.2 材料参数的定义1.2.1 材料本构在property模块中，创建材料，定义elastic参数，杨氏模量为2.1e5MPa，泊松比为0.3。

1.2.2 截面定义通过Create Section创建Solid，Homogeneous截面。

1.2.3 截面指派通过Assign Section将创建好的截面指派给相应模型。

1.3 网格系统构建1.3.1 网格划分在Mesh模块中，划分网格，得到如下所示网格模型。

图3 网格模型1.3.2 单元类型单元类型保持默认。

1.3.3 装配在Assembly模块中，通过Create Instance进行装配，如图4所示。

图4 装配模型二、求解2.1 求解器的设定在Step模块中通过Create Step创建静力通用分析步，分析步设置保持默认。

2.2 连接关系的构建在interaction模块，通过create reference point在上下表面圆心处创建参考点。

通过Create Interaction创建Cyclic symmetry(Standard)约束，主从面分别选择两侧端面，对称轴的两个点分别选择刚创建好的两个RP点，Total number of sectors设置为6，如图5所示。

图5 对称约束设置2.3 边界条件的设定2.3.1 位移边界条件在Load模块中，通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束，选择内表面，施加Encastre约束。

用ABAQUS分析扭转问题

发表时间：2005-6-15 来源：有限元在线关键字：CAE ABAQUS信息化应用调查在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本工程中承受扭转载荷的构件有很多，如车床的光杆、搅拌机和主轴、汽车传动轴、钻机和钻杆等。

本文以1、如何分析橡胶材料的性能，2、如何正确的完成扭转分析。

1 、引言在处理扭转问题时，常规的计算方法，往往会伴随一些假设，这会降低了结果的准确程度。

根据有限元理论，使用有限元软件求解扭转问题会大大提高求解的精确度，特别是对复杂的结构，效果更为明显。

本文以橡胶产品为例，讨论的在ABAQUS^ 件中，如何正确完成扭转分析，并提取需要的分析结果。

2 、问题描述受扭转件结构由钢筒和橡胶筒组成，产品尺寸如图 1所示图1产品结构简图3 、有限元建模加载时内芯固定，在外圈施加扭转位移。

根据产品的 CAD 吉构建立有限元模型如图 2所示:图2产品有限元模型图4 、材料性质定义钢：弹性模量EX=2K105MPa 泊松比［1 =0.3橡胶：橡胶是一种超弹性材料，对于超弹性材料，不用杨氏模量和泊松比，而用应变势能（U ）来表达应力一应变关系。

ABAQUS 软件中有两种应变势能可利用，分别是多项式模型和奥根（ Ogden 模型，本例中使用多项式模型，表达式如下：用ABAQU 分析扭转问题ABAQUS^件为平台，旨在解决两个问题,AT N [P=Z c/h-歹© -卯+S厂D a j+j-l i-i 5式中：U—应变势能，Jel —弹性体积比；11、12 —应变不变量；Di—定义材料的压缩性；Cij —Rinvlin系数。

本例中取N=1,以橡胶材料的单轴拉伸，单轴压缩和平面剪切实验数据为依据，并考虑到橡胶的不可压缩性，输入方程系数值：C01=0.36，C10=0.09，D仁0注意事项：橡胶的特性错综复杂，材料特性和几何特性均呈非线性变化的。

如果要准确预测模型中发生变形或应变部分的行为，那么提供的试验数据的范围要涵盖计算模型中可能会出现的变形状态和应变范围。

abaqus帮助文档中轮胎的例子

外胎是由胎体、缓冲层（或称带束层）、胎面、胎侧和胎圈组成1、Bead：胎唇部；2、sidewall：胎侧；3、tread：胎面；4belt：缓冲层；5、carcass：胎体帘布层。

3.1.8 Treadwear simulation using adaptive meshingin ABAQUS/Standard3．1.8使用自适应网格在Abaqus/Standard中进行轮胎磨损仿真分析软件：Abaqus/Standard这个例子在Abaqus/Standard中使用自适应网格技术对稳态滚动的轮胎进行建模。

这次分析使用类似“Steady-state rolling analysis of a tire”Section 3.1.2来建立稳态滚动轮胎的接地印迹和状态。

接着，进行稳态传输分析来计算和推测持续分析步，在稳态过程中产生一个近似瞬态磨损解。

问题描述和建模轮胎描述和有限元建模和“Import of asteady-state rolling tire，”Section 3.1.6一样，但是有一些不一样，在这里需要指出。

由于这次分析的中心是轮胎磨损，所以胎面建模需要更加精细。

另外台面使用线性弹性材料模型来避免超弹性材料在网格自适应过程中不收敛。

图1所示的是轴对称175SR14轮胎的一半模型。

橡胶层用CGAX4和 CGAX3单元建模。

加强层使用带有rebar层的SFMGAX1单元模拟。

橡胶层和加强层之间潜入单元约束。

橡胶层的弹性模量为6Mpa，泊松比为0.49。

剩下的轮胎部分用超弹性材料模型模拟。

多应变能使用系数C10=10^6,C01=0和D1=2*10^8。

用来模拟骨架纤维的刚性层和径向成0°，弹性模量为9.87Gpa。

压缩系数设置成受拉系数的百分之一。

名义应力应变数据用马洛超弹性模型定义材料本构关系。

Belt fibers材料的拉伸弹性模量为172.2Gpa。

压缩系数设置成拉伸系数的的百分之一。