基于ABAQUS的管件弯曲成型的有限元分析
采用ABAQUS针对航空某型材件的拉弯分析
采用ABAQUS针对航空某型材件的拉弯分析采用ABAQUS针对航空某型材件的拉弯分析美国ABAQUS软件公司北京代表处梁明刚前言：型材拉弯工艺广泛应用于航空航天、汽车、机械设备、建筑等行业，随着高新技术越来越多应用于这些工业，设计工程师对于计算机仿真技术的要求也与时俱进。
ABAQUS 以其卓越的非线性问题的处理能力为广大工业客户所认可，本文以航空工业中某型材拉弯产品为例，介绍了ABAQUS对应的分析流程，对工程中提出的四种加工方案逐一进行分析，结合回弹的结果对它们进行比较，最后提出改进方案。
经实践检验，仿真分析的结果跟实际结果达到高度一致，为设计工程师提供了可信的参考数据。
一、模型描述首先将造型设计工程师提供的型材产品目标形状的几何模型导入到ABAQUS/CAE中，如图１所示。
图１型材产品目标形状考虑到型材几何形状的对称性，我们针对1/2模型的拉弯过程进行分析，图２所示为实际模型的一半，考虑到型材壁厚与其表面长宽之间的比例关系，我们进一步将模型简化为壳结构，图３为根据该模型的尺寸生成的模具模型及其有限元网格模型，图４为装配模型及其有限元模型。
图２产品模型的二分之一图３刚体模具的几何模型（左）和有限元网格模型（右）图４装配体的几何模型（左）和有限元网格模型（右）二、分析方案根据实际加工过程的特点，并针对此类型材拉弯问题，我们采用ABAQUS的隐式算法模块ABAQUS/Standard进行成形分析。
考虑到实际成形时的影响因素，我们按照下面四类分析过程分别进行模拟，最后分别以回弹量、型材厚度变化量、局部型材的变形量作为考查标准，为实际加工过程提供必要的数据作为参考。
分析过程的分类如下：1、直接进行型材拉弯，然后考察其回弹量；2、首先对型材做一个整体拉伸，然后再进行型材拉弯，最后进行回弹分析；3、第一步进行型材拉弯，然后对弯曲得型材做一个整体拉伸，最后进行回弹分析；4、首先对型材做一个整体拉伸，然后再进行型材拉弯，接着对弯曲得型材做一个整体拉伸，最后进行回弹分析；三、分析结果针对以上提出的四种方案的具体流程，我们分别生成相应的分析模型进行计算。
基于ABAQUS的三通有限元分析与强度评定
2015年 第12期 化学工程与装备2015年12月 Chemical Engineering & Equipment 12 王 顺：基于ABAQUS的三通有限元分析与强度评定 结果的最大值，线性化后结果如表2所示：图1 S,Mise应力云图 图2 弹性应变云图表2 路径线性化分析结果（单位：MPa）路径Membrane(Average)StressMembraneplusBendingPeakStressPath-1 386.28 508.895 10.6735Path-2 176.457 396.721 3.82368Path-3 128.284 181.511 2.229732 三通强度评定在ABAQUS取路径等效线性化后，可以导出Membrane（Average） Stress（平均薄膜应力）、Membrane plusBending（薄膜加弯曲应力）和Peak Stress（峰值应力）[4]。
此时的关键是识别和提取应力线性化结果用于应力强度的评定，即确定总体一次薄膜当量应力、局部一次薄膜当量应力、一次薄膜加弯曲应力。
2.1 路径识别对于Membrane，依据路径不同，可以识别为总体一次薄膜当量应力或局部一次薄膜当量应力。
对于Membrane plus Bending，依据路径不同既可以识别为，也可以识别为。
对于Peak Stress，不会引起结构的显著变形，一般在需要考虑疲劳的时候才需要判定。
三通肩部和腹部属于总体结构不连续部位，路径Path-1和Path-2线性化结果我们依据规范评定方法识别Membrane（Average） Stress为局部一次薄膜当量应力；Membrane plus Bending为一次加二次应力；Peak Stress为峰值应力。
远离不连续部位的路径Path-3，识别Membrane（Average） Stress为总体一次薄膜当量应力；Membraneplus Bending为一次总体（局部）薄膜应力加弯曲应力；Peak Stress为峰值应力。
基于ABAQUS的三通有限元分析与强度评定
基于ABAQUS的三通有限元分析与强度评定简介三通是一种常用的管道连接件，通常用于分支管道的连接。
在设计和制造三通时，需要对其强度进行评定，以确保其能够承受工作条件下的应力和变形。
有限元分析是一种常用的工程分析方法，可以用于预测结构的应力和变形。
本文将介绍基于ABAQUS软件进行三通有限元分析与强度评定的方法。
步骤1.几何建模首先，根据实际的三通尺寸和几何形状，使用ABAQUS的预处理器（Preprocessor）建立三通的几何模型。
可以采用参数化设计的方法，使得模型具有可调节的尺寸。
2.材料属性定义根据实际的材料性能，定义三通的材料属性。
包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。
可以根据实验数据或材料手册提供的数据进行定义。
3.网格划分将三通几何模型进行网格划分，生成适合分析的有限元网格。
划分网格时，需要考虑到模型的几何形状和尺寸，并确保网格的密度足够细致，以获得准确的结果。
4.约束和载荷定义根据实际的工作条件和加载情况，对三通模型进行约束和载荷的定义。
约束是指对模型的一些部分施加固定约束，例如固定端或轴向约束。
载荷是指对模型施加的外部力或力矩。
这些约束和载荷可以是静态的，也可以是动态的。
5.弹性分析通过ABAQUS进行弹性分析，计算出三通在工作条件下的应力和变形分布。
弹性分析的结果可以用于进一步的强度评定。
6.强度评定根据三通的应力分布和材料的屈服强度，进行强度评定。
常见的评定方法包括最大应力法、碰撞理论法和松弛高斯分布法等。
根据评定结果，可以确定三通的安全系数，并对设计进行优化。
7.结果后处理对弹性分析和强度评定的结果进行后处理，包括应力和变形的结果可视化、结果的报表输出等。
可以通过ABAQUS的后处理器（Postprocessor）进行。
总结本文介绍了基于ABAQUS的三通有限元分析与强度评定的方法。
通过对三通进行几何建模、材料属性定义、网格划分、约束和载荷定义、弹性分析、强度评定和结果后处理，可以得到三通在工作条件下的应力和变形分布，并进行强度评定。
全面介绍ABAQUS有限元分析
全面介绍ABAQUS有限元分析有限元分析软件ABAQUS介绍（一）数值模拟方法介绍一：数值模拟也叫计算机模拟。
它以电子计算机为手段，通过数值计算和图像显示的方法，达到对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题研究的目的，节约时间、成本。
数值模拟的基本步骤：（1）建立数学模型--基本守恒方程（2）建立物理问题模型--前处理建模（3）离散方程--选择离散方法和格式（4）求解方程--选择求解算法（5）编制、调试程序（6）研究结果--后处理（7）改进模型或提出指导方案使用软件分析的优势二、有限元软件的介绍三种数值分析方法：有限元方法，有限差分，有限体积方法有限元分析是对结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。
有限元软件的对比ANSYS是商业化比较早的一个软件，目前公司收购了很多其他软件在旗下。
ABAQUS专注结构分析，目前没有流体模块。
MSC是比较老（1963）的一款软件目前更新速度比较慢。
ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件，功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。
结构分析能力排名：ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS流体分析能力排名：ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS耦合分析能力排名：ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS性价比排名：ADINA，ABAQUS、ANSYS、MSCANSYS与ABAQUS的对比应用领域：1. ANSYS软件注重应用领域的拓展，目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。
2. ABAQUS则集中于结构力学和相关领域研究，致力于解决该领域的深层次实际问题。
其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可求解器功能（1）对于常规的线性问题，两种软件都可以较好的解决，在模型规模限制、计算流程、计算时间等方面都较为接近。
大弯曲半径管材推弯回弹有限元分析
大弯曲半径管材推弯回弹有限元分析李纯金，杜佐飞（江苏科技大学机械工程学院，江苏镇江212003）1引言弯管零件因其具有优越的力学性能，多样的功用性以及易达到产品轻量化等方面的要求，已在汽车、航空、航天等领域得到广泛应用[1]。
近年来随着大弯曲半径的管状零件的发展，因其具有弯管半径大，管坯弯曲角度小，弯曲成形后管坯变形程度小，质量和精度易得到保证等优点，被广泛的应用于家具装饰，汽车输油管路以及石油运输管道中。
弯管件在弯管过程中因具有几何非线性、接触非线性、而导致它在弯管成形后不可避免的具有一些质量问题[2-3]。
对大弯曲半径的弯管件而言也同样具有一些质量缺陷，其中弯管成形后，模具卸载时弯管件的回弹就是影响大弯曲半径弯管件几何精度和形状精度的一个主要因素。
因此对大弯曲半径弯管件在弯曲成形后的回弹研究具有十分重要的意义。
对大弯曲半径弯管件在推弯成形后的形变研究，国内学者研究的不是很多，其中文献[4]利用有限元软件对简化模型下管材断面扁化的机理分析，定性地得出不同的温度场分布对管材断面椭圆率等的影响规律；文献[5]研究了推弯工艺对薄壁管变曲率的影响，文献[6]对金属板料拉伸回弹成因及回弹补偿进行了研究。
因此是在对实际推弯机推弯模具实物简化的基础上建立有限元模型，利用有限元软件对大弯曲半径管材在推弯过程中各主要因素对管子的回弹角的影响分析，为大弯曲半径弯管的理论研究和实际弯管过程提供理论参考。
2有限元模型的建立及关键技术的研究2.1推弯模型的建立大弯曲半径管材在推弯时的三维有限元模型是在ABAQUS/Explicit 软件平台上建立的，其有限元模型是根据江苏某公司生产的xxx 型号的推弯机简化而来，有限元模型，如图1所示。
2.1.1材料截面属性的定义以及网格划分管坯材料是选择塑性比较好的铝合金管（3003）和奥氏体不锈钢管；其中铝合金管管的弹性模量E =70000，密度ρ=2.7×103kg/m 3，泊松比γ=0.33，材料选择的本构模型是指数硬化模型：σ=K （ε0+ε）n，式中：K —材料硬化系数；n —材料硬化指数；ε0—材料常数，不锈钢管（T14976—94）的弹性模量E =210000，密度ρ=7.85×103kg/m 3，泊松比γ=0.3。
弯管成型截面畸变的有限元分析
文章编号：2095-6835（2023）24-0006-05弯管成型截面畸变的有限元分析＊谌宏1，2（1.江苏科技大学苏州理工学院，江苏苏州215600；2.张家港江苏科技大学产业技术研究院，江苏苏州215600）摘要：针对弯管成型截面畸变的问题，基于ABAQUS有限元分析软件，建立了21-6-9高强度不锈钢管弯曲的有限元模型。
研究了相对弯曲半径、相对壁厚、弹性模量、屈服强度关于弯管成型截面畸变的显著性规律及经验公式。
研究结果表明，根据正交试验设计判断出，显著性强弱为相对弯曲半径＞相对壁厚＞屈服强度＞弹性模量；为降低弯管成型截面畸变率，可以选用相对弯曲半径较大的工艺组合；根据回归分析结果，得出成型参数关于弯管成型截面畸变率的经验公式，并校核验证了大概适用范围，该公式可以预测非大半径弯管成型截面畸变的情况，完善后可应用于实际生产。
关键词：管材弯曲；成型参数；截面畸变；有限元模拟中图分类号：TG386.3文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.24.002作为现代弹塑性加工工艺代表之一的管材加工工艺，其管材弯曲加工是其重要的组成部分，管材部件的轻量化、强韧化、高效、低耗等特点显著，被广泛应用于汽车制造、航空航天、输油管道等高新技术领域。
管材弯曲过程是一个非线性多重复杂的物理过程，在弯曲过程中容易出现成型截面畸变、起皱、壁厚减薄等各种质量缺陷，亦会发生回弹等多种问题。
因此，针对成型截面畸变问题开展几何非线性的模拟分析，了解其成型机理因素的显著性，判断最优弯曲方案，预测最大成型截面畸变，合理规避不合格的缺陷管材具有重大意义。
在管材弯曲成型系列研究中，国内外学者针对横截面变形现象开展了各种各样的研究。
王光祥等[1]通过实验的方法研究了弯曲中心角对截面畸变的影响，发现弯曲中心角是影响截面畸变的重要因素，椭圆率随弯曲中心角增大而增大，可以根据这个结论进行预测；JIANG等[2]主要研究了不同数控弯曲模组下的强度TA18管，其弯曲模、刮水模、夹紧模、压力模的合理选用可以提高截面质量；鄂大辛等[3]在平面应力和三向应力状态假设下，得出横截面短轴变化与壁厚的关系式；王刘安等[4]通过6061-T6铝合金管单向拉伸试验数据，对异形弯管进行有限元模拟，得出芯棒与管壁间隙大于1mm时，管材畸变减小，否则畸变严重的结论；何花卉等[5]在管材弯曲变形试验的基础上，进行有限元分析，指出长、短轴变化率比椭圆率更能形象反映界面形状变化，且短轴变化率更加明显，认为弯曲部分变形有向后段直管部分扩散的趋势；方军等[6]通过有限元软件建立不锈钢管材绕弯成型的弹塑性模型，分析了几何和材料参数对截面畸变的影响规律；宋飞飞等[7]利用有限元软件模拟Ti35合金管材绕弯过程，研究了芯棒伸出量、弯曲角度、压块相对助推速度、相对弯曲半径对它的影响规律；官强等[8]通过ABAQUS有限元软件模拟分析了圆管弯曲成型，提出将最大截面畸变率提高20%，应用实际加工判断截面质量的可行性；陈国清等[9]基于MSC.MARC有限元软件建立了推弯成型有限元模型，得出大弯曲半径推弯时，良好的润滑条件有利于获得更好的成型质量的结论；梁闯等[10]通过ABAQUS/Explicit平台，建立了TA18高强钛管数控弯曲成型过程三维有限元模型，研究得出较好的间隙水平是0.1mm的结论；刘芷丽等[11]基于ABAQUS有限元软件，建立圆管压扁-压弯连续成型的有限元模型，分析了圆管的受力方式；陈钱等[12]通过Dynaform有限元软件建立了高强度薄壁管材有限元模型，得出芯棒与管材间隙关于截面畸变率的影响规律；ZHAO等[13]通过ABAQUS/Explicit程序建立了钢管的三维有限元模型，通过实验验证了其可靠性，发现最大横截面畸变的位置几乎随模与管间隙的变化而变化；YAN等[14]基于有限元方法建立了一种起皱能量预测模型的成型极限搜索算法，并依次研究了芯棒球厚度等参数对管材起皱的影响；苏海波等[15]利用有限元方法对管材弯曲成型过程进行了数值模拟，得出了弯角外侧平均壁厚与相对弯曲半径间的关系。
ABAQUS有限元分析方法
ABAQUS有限元分析方法有限元分析是一种将连续问题离散化成有限数量的元素，通过求解这些离散化的元素的行为，来推断整个问题的行为的数值分析方法。
ABAQUS就是一种基于有限元方法的求解器，它使用了计算机模拟技术，可以求解各种工程问题，如结构力学、热力学、流体力学等。
建模是有限元分析的第一步，ABAQUS提供了多种建模技术和工具来帮助用户创建复杂的几何模型。
用户可以使用ABAQUS提供的几何建模工具来创建三维模型，也可以导入其他计算机辅助设计（CAD）软件生成的模型。
在建模过程中，用户还可以定义材料属性、加载条件和约束等。
一旦建立了几何模型，用户就可以定义有限元网格。
有限元网格是将模型离散化为有限数量的单元的过程。
ABAQUS提供了多种类型的单元，如线性和非线性、静力学和动力学等。
用户可以根据具体的问题选择适当的单元类型。
通常，使用更精细的网格可以提高解的精度，但也会增加计算时间和内存需求。
在模型离散化后，用户需要定义材料特性和加载条件。
ABAQUS支持多种材料模型，如线性弹性、非线性材料、塑性材料等。
用户可以根据材料的真实性质选择适当的材料模型，并提供相关参数。
加载条件是指施加到模型上的外部载荷或约束。
用户可以定义各种加载条件，如受力、温度、位移约束等。
建立好模型后，用户需要选择适当的求解方法。
ABAQUS提供了多种求解方法，如直接方法、迭代方法、稳定方法等。
用户可以根据问题的特点选择适合的求解方法，并提供求解的控制参数。
完成求解后，用户可以对结果进行后处理。
ABAQUS提供了丰富的后处理工具，可以可视化模型的应力、应变、位移等结果。
用户可以进一步分析和评估模型的响应。
在使用ABAQUS进行有限元分析时，一些常见的技巧和注意事项包括：-使用合适的网格：细化网格可以提高解的精度，但需要更多的计算资源。
-使用合适的材料模型：根据材料的真实性质选择适当的材料模型，并提供正确的参数。
-检查模型：在求解之前，检查模型的几何和网格是否正确，以及加载条件是否合理。
abaqus有限元分析报告
Abaqus有限元分析报告1. 简介在工程领域中，有限元分析是一种常见的数值计算方法，用于解决结构力学问题。
Abaqus是一种常用的有限元分析软件，它提供了强大的求解能力和丰富的后处理功能。
本文档将介绍一个基于Abaqus的有限元分析报告。
2. 模型建立在开始分析之前，我们首先需要建立一个合适的模型。
模型的建立通常包括几何建模、材料属性定义、边界条件设置等步骤。
在本次分析中，我们将以一个简单的弹性力学问题为例进行说明。
2.1 几何建模首先，我们需要根据实际情况绘制结构的几何形状。
Abaqus提供了丰富的建模工具，可以绘制复杂的几何形状。
在本次分析中，我们将使用一个简单的矩形构件作为示例。
*Geometry*Part, name=RectangularPart*Rectangle, name=RectangleProfile, x1=0, y1=0, x2=10, y2=5*End Part2.2 材料属性定义在有限元分析中，材料的力学性质对结果具有重要影响。
在Abaqus中，我们可以通过定义材料属性来描述材料的力学性质。
在本次分析中，我们假设材料为线性弹性材料。
*Material, name=ElasticMaterial*Elastic210000, 0.32.3 边界条件设置边界条件的设置是有限元分析中的关键步骤之一。
它描述了结构在哪些部位受到限制，哪些部位可以自由变形。
在本次分析中，我们将在矩形构件的两侧设置固定边界条件。
*BoundaryRectangleProfile.Left, 1, 1RectangleProfile.Right, 1, 13. 求解过程在完成模型建立后，我们可以开始进行有限元分析的求解过程。
Abaqus提供了多种求解器，可以选择适合问题的求解算法和计算资源。
3.1 求解器选择在Abaqus中，我们可以通过选择合适的求解器来进行求解。
常见的求解器包括静态求解器、动态求解器等。
ABAQUS有限元分析实例详解
ABAQUS有限元分析实例详解有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种工程分析方法，它将连续物体分割为无数个小的有限元单元，并在每个有限元上分别进行力学方程求解，最终得到整个物体的力学性能。
ABAQUS是目前使用最广泛的有限元分析软件之一，本文将详细介绍ABAQUS有限元分析的实例。
一、准备工作在进行ABAQUS有限元分析之前，首先需要准备以下工作：1.模型准备：将需要分析的物体建模为几何模型，并进行网格划分，划分成有限元单元，以便进行分析。
2.边界条件：设定物体的边界条件，即模拟施加在物体上的外力或约束条件，如支撑条件、加载条件等。
3.材料属性：设定物体的材料属性，包括弹性模量、泊松比等。
4.分析类型：选择适合的分析类型，如静态分析、动态分析、热分析等。
二、材料建模在进行ABAQUS有限元分析时，需要将材料的力学性质进行建模。
通常有以下几种材料建模方法：1.线弹性模型：认为材料的应力-应变关系在整个材料的应力范围内都是线性的，即满足胡克定律。
2.非线性弹性模型：考虑材料的应变硬化效应，即材料的刚度随加载的增加而增大。
3.塑性模型：考虑材料的塑性行为，在达到屈服点后，材料会发生塑性变形。
4.屈服准则模型：通过引入屈服准则，将材料的屈服破坏进行建模。
5.破坏模型：考虑材料的破坏行为，通常采用层间剪切应力、最大主应力等作为破坏准则。
三、加载和约束在进行ABAQUS有限元分析时，需要模拟实际工程中施加在物体上的外部载荷和约束条件。
常见的加载和约束方式有以下几种：1.固定支撑：将物体的一些边界固定，使其不能发生位移。
2.约束位移：设定物体一些节点的位移值，模拟实际固定住的情况。
3.压力加载：施加在物体上的压力载荷。
4.弯曲加载：施加在物体上的弯曲载荷。
5.温度加载：通过施加温度场来模拟温度载荷。
四、求解过程在进行ABAQUS有限元分析时，求解过程主要有以下几个步骤：1.指定分析步数：指定分析的总时间和分析步数，也可以根据需要进行自适应时间增量控制。
基于ABAQUS的有限元分析过程
基于ABAQUS的有限元分析过程有限元分析（finite element analysis，FEA）是一种基于数值计算方法的工程分析技术，通过将连续物理问题离散化为有限个单元，利用有限元方法对每个单元进行数值计算，最终得到整个结构的力学行为。
ABAQUS是一种强大的有限元分析软件，广泛应用于工程领域。
1.建立几何模型：几何模型的建立需要根据具体问题的要求，可以通过ABAQUS提供的预处理软件模块CAE来进行建模。
在CAE中，可以使用CAD文件导入几何模型，也可以通过绘制线条、曲线和体素等几何元素进行建模。
2.定义材料特性：材料的力学性质是有限元分析的基础，需要定义材料的弹性模量、泊松比、屈服强度等力学参数。
在ABAQUS中，可以选择不同的材料模型：线弹性、塑性、弹塑性等。
3.网格生成：网格生成是离散化的过程，将几何模型分割成有限个小单元。
ABAQUS提供了多种网格生成算法和工具，可以根据问题的要求进行网格划分。
4.加载和约束定义：在有限元分析中，需要定义结构的加载和约束条件。
加载条件可以是施加在结构上的力、压力、温度等，约束条件可以是固定支撑、约束位移等。
ABAQUS提供了丰富的加载和约束选项，可以满足各种复杂问题的需求。
5.定义分析类型和求解器：有限元分析可以包括静力学、动力学、热传导、流体力学等不同类型的分析。
ABAQUS提供了各种分析类型和求解器，可以选择适合问题的分析类型和求解器进行求解。
6.运行分析并后处理：在上述步骤都完成后，可以运行分析，并对分析结果进行后处理。
ABAQUS提供了丰富的后处理工具，可以对结果进行可视化显示、应力、应变等字段分析和报表生成。
7.优化设计：在得到初步分析结果后，可以根据分析结果进行结构的优化设计。
ABAQUS提供了一些优化算法和工具，可以帮助用户快速得到优化设计结果。
总结起来，基于ABAQUS的有限元分析过程包括建立几何模型、定义材料特性、网格生成、加载和约束定义、定义分析类型和求解器、运行分析和后处理等步骤。
ABAQUS有限元分析方法
ABAQUS有限元分析方法ABAQUS是一种广泛使用的有限元分析软件，它可以用于计算和模拟复杂的实际工程问题。
ABAQUS能够解决结构力学、热力学、电磁学、流体力学、多物理场等各类问题，具备强大的建模和分析能力。
本文将介绍ABAQUS的有限元分析方法，包括其基本原理、建模流程、边界条件的设置以及结果分析等内容。
有限元分析方法是一种通过将连续物体离散为有限个小单元来近似求解连续介质中的物理场分布和结构行为的方法。
它基于连续介质力学、力学平衡方程和边界条件等理论，通过在每个单元内进行离散近似，将大问题分解为由离散单元组成的小问题，然后通过求解这些小问题得到整个问题的近似解。
ABAQUS的建模流程主要包括几何建模、边界条件的设置、网格划分和材料定义等步骤。
几何建模是指在ABAQUS软件中创建所需分析的几何形状，可以通过绘制直线、圆弧、曲线或导入CAD模型等方式进行。
边界条件设置则是指为模型的一些面或点施加边界条件，包括固定支撑、施加力、约束等。
网格划分是指将模型中的连续介质离散化为有限个小单元，ABAQUS可以进行自动网格划分或手动划分网格。
材料定义是指为模型中的每个单元指定材料属性，例如弹性模量、泊松比、密度等。
在边界条件设置和材料定义完成后，可以对模型进行加载和求解。
首先，需要指定施加在模型上的加载条件，例如力、温度、电场等。
然后，在分析控制命令下选择适当的解析方法和参数，启动求解器对模型进行计算。
ABAQUS的求解器可以是显式求解器或隐式求解器，根据具体的问题选择合适的求解器类型。
计算完成后，可以对结果进行后处理，包括生成应力、应变分布图、振动模态分析、疲劳分析等。
在进行有限元分析时，需要注意选择合适的单元类型和网格密度。
ABAQUS提供了多种类型的单元，例如线性单元、三角形单元、四边形单元、六面体单元等，根据几何形状和物理场的特点选择合适的单元类型。
网格密度决定了分析结果的精度和计算时间，通常需要进行网格收敛性分析，即逐步增加网格密度，直到结果在精度和计算时间之间达到平衡。
船用管件弯曲成型的有限元建模与实验验证
第3期2021年3月机械设计与制造Machinery Design & Manufacture181船用管件弯曲成型的有限元建模与实验验证钱峰，潘笑誉，何亚伟，叶小奔(大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024)摘要:基于弯曲成型理论并结合船用管件弯曲成型的实际工况，采用A B A Q U S/C A E模块建立了 20钢管件的数控弯曲 成型有限元模型，对建模过程中的力学模型、几何模型、单元定义、网格划分及其敏感性分析和约束接触设置等步骤进行 了详细的说明。
通过提取弯曲段横截面的最小壁厚值，与变形前的截面壁厚相比，定义了弯管外侧壁厚的减薄率。
同时，通过提取畸变后的管件截面的椭圆长短轴，推导出了截面畸变程度质量指标的计算方法。
与实验结果比较，有限元模型 的计算结果与实验测量数据之间的相对误差较小，从而验证了有限元模型计算的精确度和可靠性，为管件的弯曲成型加 工提供了理论依据，可应用于加工后管件质量的评价。
关键词:数控弯管机;有限元;弯曲成型;约束条件;实验验证中图分类号:T H16;T P242文献标识码:A文章编号：100丨-3997(2021 )03-0181-04FEA Modeling and Experimental Validation of Marine Pipe in the Bending ProcessQIAN Feng, PAN Xiao-yu, HE Ya-wei, YE Xiao-ben(School of Mechanical Engineering, Dalian University of Technology,Liaoning Dalian 116024, China)Abstract on the theory o f bending f orming and the processing environment, a f inite element model o f the marine pipe made of 20# steel was built with the A B A Q U S/C A E package, wherein modeling procedure including the mechanical models geometric m odel，unit definition, grid meshing with sensitivity analysis y constraint and contact setting were described in detail. The relative error between the minimum thickness o f t he deformed pipe and the original thickness was adopted to define the wall thinning rate. Moreover, the performance indices,corresponding to cross-section distortion defined by the longer and shorter axes o f the ellipse formed by the deformed pipe cross-section y were introduced. The comparison between the F E A and experimental results shows that the relative errors between them are relatively small and acceptable to validate the F E A model, which can be applied f or evaluating the quality o f the pipe bending process.Key Words：CNC Pipe Bending Machine；Finite Element；Bending Forming Theory；Constraints；Experimental Validationi引言船舶在构建生产过程中，其管道配件的生产在占有极其重 要的地位。
abaqus 方管节点有限元分析
题目：11[1.0] 有限元分析（任采用板单元或实体单元）。
主管截面为300×10，长度2000mm，两端铰接。
支管截面180×8，长度为700mm，端部作用均匀轴拉力。
支管与主管连接处，截面采用四边角焊缝，有限元分析可视为与主管完全连接。
另两种构造采用一块加劲钢板连接，加劲板截面为290×10，初定高度为180mm。
分别采用图b、图c 两种方式连接。
加劲板与主管、支管相接处均采用双面角焊缝连接，可视为与相连管的板件完全连接。
（1）建立有限元模型并说明模型中的主管端部铰接连接如何实现。
（2）设支管端部轴拉力为900kN。
采用弹性分析，计算3 种连接构造下的管内应力，输出应力图。
对应力分析结果进行解释，并说明何以接受计算输出结果的正确性。
（3）在图c 构造方式下，调整加劲肋高度（例如减少100mm 和增加100mm），观察连接附近应力变化，并讨论加劲肋高度的影响和合理高度的设置。
（4）设钢材为理想弹塑性体，屈服点为345MPa，试对连接方式（c）作弹塑性计算（取加劲板高度180mm），合理选择并输出荷载-变形曲线，并解释如何判定该节点到达极限承载力。
图a 图b 图c解答：（1）建立有限元模型并说明模型中的主管端部铰接连接如何实现。
建立几何模型采用ABAQUS有限元分析软件进行建模分析，钢节点模型采用C3D8R单元建立，钢材的弹性模量取E=2.1×105MPa，泊松比μ=0.3。
建模过程中，对于主管与支管的连接、加劲板与主管支管的连接，均视为完全连接，即在ABAQUS 建模过程中将主管、支管及加劲板组合为一个统一的构件。
采用C3D8R单元，通过矩形尺寸直接建立几何模型并组装，a、b、c三种模型分别如图1~3所示。
图1 无加劲板连接模式图2加劲板纵向布置连接模式图3加劲板横向布置连接模式划分网格采用structured方式进行网格划分，划分精度为0.03，划分网格后的模型如图4~6所示。
基于Abaqus的不锈钢波纹板冷弯成形有限元分析
（３）波纹板冷弯成形过 程中 ，斜面部分经历了弯曲反弯曲 的过 程 ，并 且存在剪切 应力 。
参 考文 献
［１］崔高健 ，吕 相艳 ．冷弯型钢成形技术的发展现状【Ｊ】．机械制造 ， ２００５，４３（１０）：４１，－４４．
［２】胡盛 德 ，郭志旺 ，肖颐 ，等 ．利 用正交试验设计优化冷弯成形工 艺参数 ［Ｊ］．２０１５，３２（３）：４４－４７．
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ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯｅ
２．１应力 应 变云图 分析 图 ２中间部分应力较大 ，这是辊弯加工的正在变形的地方 ，发
生塑性变 形所以应力较大 。 图３的最大塑性应 变在 板料 的弯曲处 ，此处发生了塑性变形 ，
因此变形 比较明显 。图３中板 料已发生了 弯曲 ４８。的变形 ，可以明 显看出 ，下方的 弯角处应变要 比上方的弯角应 变大一些 ，因 为板 料是 对称的 ，只采取了一半进 行模拟 ，把 它的一端进行了 完全固 定 ，另一端可以 自由流动 ，所以在固定的 一边承受的拉 应力和剪 应力都很大 。
abaqus弯曲应变 -回复
abaqus弯曲应变-回复abaqus弯曲应变是在有限元软件abaqus中进行弯曲应变分析的一种方法。
本文将详细介绍abaqus弯曲应变分析的方法及步骤。
第一步：建立几何模型abaqus中的几何模型可以通过建模工具来创建，也可以导入CAD软件生成的三维模型。
在建立几何模型时，需要考虑材料的性质、尺寸和几何形状等因素，以便准确地进行弯曲应变分析。
第二步：定义材料特性定义材料的特性是进行abaqus弯曲应变分析的关键步骤。
根据不同的材料类型和应变情况，可以选择不同的材料模型和属性。
常用的材料模型包括线性弹性模型、塑性模型、超弹性模型等。
在定义材料特性时，需要输入材料的弹性模量、泊松比、屈服强度等参数。
第三步：设置弯曲载荷弯曲应变分析需要定义加载条件，即施加在几何模型上的载荷。
在abaqus 中，可以选择静态加载或动态加载。
在弯曲应变分析中，常用的加载方式包括均布载荷、集中载荷、压力和温度等。
根据实际情况确定合适的载荷类型和大小。
第四步：网格划分对几何模型进行网格划分是进行abaqus弯曲应变分析的必要步骤。
网格划分需要考虑几何模型的复杂性和计算精度。
过精细的网格可能会导致计算时间长，而过粗的网格则可能导致计算结果不准确。
abaqus提供了多种网格划分算法和自适应网格划分工具，可以根据需要进行选择和调整。
第五步：施加边界条件在进行弯曲应变分析时，需要施加适当的边界条件。
边界条件对模型的约束和自由度有重要影响。
常见的边界条件包括固定支承、滑动支承、强制位移等。
需要根据实际情况选择适当的边界条件，并在abaqus中进行设置。
第六步：模型求解和结果分析模型求解是进行abaqus弯曲应变分析的最后一步。
通过abaqus提供的求解器，可以对模型进行求解计算，得到弯曲应变分布和位移等结果。
求解过程可能需要较长的计算时间，取决于模型的复杂程度和网格数量等因素。
求解完成后，可以使用abaqus的后处理工具进行结果分析，包括绘制应力-应变曲线、位移云图等。
基于ABAQUS的钢管混凝土柱有限元分析_王阳杰
■建筑结构福建建设科技2014.No.537基于ABAQUS的钢管混凝土柱有限元分析王阳杰（华侨大学土木工程学院福建泉州362021）［摘要］ABAQUS作为一款大型有限元分析软件，其在工程结构研究领域得到了大量的应用。
本文基于混凝土损伤塑形模型，采用该软件对两钢管混凝土轴压柱进行有限元模拟，讨论了钢管混凝土柱的三维非线性分析的建模方法和模型参数取值。
研究了钢管混凝土柱的破坏特征、应力和应变特点等，并与试验结果对比，验证有限元模拟结果的可靠度。
［关键词］ABAQUS;混凝土损伤塑性模型;薄壁钢管;混凝土柱;非线性分析The finite element analysis of concrete－filled thin－walled steel tube columns based on ABAQUSAbstract：As a large－scale finite element analysis software，ABAQUS is widely applied in the field of engineering structural research. Based on plastic model of concrete damage in ABAQUS，the modeling method and parameter about3－D nonlinear analysis of reinforced concrete column were discussed.Concrete－filled thin－walled steel tube column was simulated by the model．Through establishing rea-sonable numerical model the concrete－filled thin－walled steel column were analyzed，including the failure mode and the stress/strain characteristics．Key words：ABAQUS；plastic model of concrete damage；thin－walled steel tube；concrete column；nonlinear analysis1引言随着工业的发展和计算机仿真模拟技术的不断提高，CAE技术的应用和研究越来越被关注和重视。
abaqus弯曲应变 -回复
abaqus弯曲应变-回复abaqus是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，它能够帮助工程师模拟和分析各种复杂的结构和材料的力学行为。
其中，弯曲应变是abaqus中的一个重要参数，它描述了材料在受到外力作用时的变形情况。
弯曲应变是指材料在承受外力作用下发生的弯曲变形所引起的应变。
在工程中，弯曲应变是一种常见的力学现象，它在结构和构件设计中起着重要的作用。
通过对弯曲应变的分析，可以确定结构和构件在不同外力作用下的变形和应力分布情况，从而确定其安全性和稳定性。
要在abaqus中进行弯曲应变的分析，首先需要建立材料的有限元模型。
有限元模型是对实际结构和材料进行离散化处理的数学模型，在分析过程中使用各种数学和力学原理进行计算和模拟。
建立有限元模型时，需要确定结构的几何形状、材料的力学性质和外力的加载方式等。
在abaqus中，可以通过几种方式来定义材料的弯曲应变模型。
最常用的一种方式是使用线弹性模型。
这种模型假设材料在弯曲过程中遵循胡克定律，即应力与应变成正比。
根据胡克定律，可以通过弯曲应变与材料的弹性模量和截面形状参数之间的关系来计算结构的应力分布。
在abaqus中定义弯曲应变模型时，还需要考虑材料的截面形状和尺寸。
不同的截面形状和尺寸会影响弯曲应变的分布和大小。
在实际工程中，常用的截面形状包括矩形、圆形和梁形等。
根据不同的截面形状和尺寸，可以通过abaqus中的预定义单元类型来建立相应的有限元模型。
除了截面形状和尺寸，外力的加载方式也是进行弯曲应变分析时需要考虑的因素之一。
在实际工程中，外力的加载方式有很多种，如均布载荷、集中力和弯矩等。
根据不同的外力加载方式，在abaqus中可以选择相应的加载条件进行分析。
一旦建立了材料的有限元模型，并定义了弯曲应变模型和外力加载方式，就可以使用abaqus进行弯曲应变分析了。
在分析过程中，abaqus会根据已定义的模型和加载条件，计算结构在受到外力作用时的变形和应力分布情况。
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图 ２为 管件 弯 曲成 型 整体 约 束及 载荷 情 况 ， 胎 模 保 留绕 Ｚ轴 的转 动 ； 前 卡 和 镶块 保 留绕 Ｚ轴 的转 动 ， 并 对管 件与镶 块 、 管件 与前 卡均采 用绑定 约束 处理 ， 以 此 模拟 实际 中前 卡 、 镶 块 与 胎模 的相 对 静止 的位 置 关 系， 保证 完全 夹 紧管件 ； 滑板组 及 芯棒均 约束其 全部 自 由度 ， 模 拟实 际 中各 自相对位 置 的不变化 ； 胎膜 中心 施 加转 速 ， 模拟 实 际 中对 管 件 施 加 的 弯 曲载 荷 。在 图 ２ 基础 上 建立 的三维 模 型和 ＡＢ ＡＱＵＳ有 限元模 型 如 图 ３ 、 图 ４所示 。弯 曲成型 仿真 条件 如表 １ 所示。
图 １ Ｐ Ｃ ２ １ ９ Ａ 数 控 弯 管 机 管 件 弯 曲成 型 实 例
图 ２ 管 件 弯 曲成 型 约 束 及 载 荷 图 ３ 管 件 弯 曲三 维 模 型
图一 １ 管 件 弯 曲 的 有 限 元模 型
＊国家 科 技 支 撑 计 划 项 目 （２ Ｏ ｌ ４ Ｂ ＡＦＩ ２ Ｂ ０ ０ ） 收稿 日期 ：２ ０ １ ７ — ０ ２ — １ ３ ；修 订 日期 ：２ ０ １ ７ 一 Ｏ Fra bibliotek 一 Ｏ ８
提 供 了理 论 基 础 和 参 考 依 据 。 关 键 词 ： 弯 曲成 型 ； 有 限 元 ； 塑 性 变 形 ； 管 件 中 图分 类号 ：ＴＰ ３ ９ １ ． ７ 文献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
船舶 管道 配件 的生产在 船舶 建造 中 占有 的地 位极 其重 要 。对大 连船 舶重 工集 团舾 装有 限公 司调 查 中发 现， 在一 艘 船 舶 相 应 的 管 件 加 工 中 。 弯 曲管 件 约 占 ６ １ ， 因此提 高管 件 弯 曲成 型 的 加 工 质量 对 船 舶 行业 整 体水平 的提 升有 显 著的影 响 。 管件 数控 弯 曲成 型 过 程受 到材 料 、 几 何 和 接 触 等 诸 多非线 性 因素 的影 响 ， 变 形 过 程 中 的应 力 应 变 状 况 复杂 多 变＿ １ － ２ ｊ ， 这 些 因素 直 接 促 使 管 件 弯 曲 成 型 出 现 外侧 壁厚 减 薄 、 内侧壁 厚增 厚 、 截 面 圆 度 误 差 甚 至 褶 皱 等缺 陷 ， 形成 质 量 不 合格 产 品 。因此 针 对 管 件 弯 曲 成 型过程 研究 其应 力应 变分 布及 塑性 变形 区 的变化 规 律， 对于 解释 弯管 成型 缺陷 产生 的原 因 、 控 制弯 管成 型 质量 等有 着 重要 的意 义 。 １ 管 件 弯 曲成 型 的 主 要 缺 陷 管件 的弯 曲成 型 是 一 个 涉及 到 几 何 非 线性 、 材 料 非线 性 及边界 条 件 等 多 因素 相 互 作 用 的 过 程 ， 由管 件 弯曲成 型理 论可 知其 复杂 的应 力应 变状 态会 导致 成 型管 件 出现 各种各 样 的 质 量缺 陷 ， 主要 表 现 为 弯 管 外 侧容 易减 薄甚 至开 裂 、 内侧 容易增 厚甚 至褶 皱 、 外侧 容 易塌 陷 而导致 截 面畸变 、 前 卡卸载 后 易产生 回弹等 ｊ 。 上述 弯 管缺陷 的产 生将 直接 影响 产 品的成 型精 度 及使 用性 能 ， 因此 对管 件 弯 曲 成 型进 行 研 究 是 生 产 的
第 ４期 （ 总第 ２ ０ ３ 期）
２ ０ １ ７年 ８ 月
机 械 工 程 与 自 动 化 ＭＥ ＣＨ ＡＮＩ ＣＡＩ ＥＮＧＩ ＮＥＥ ＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵ Ｆ ＯＭ ＡＴＩ （ ） Ｎ
ＮＯ ． ４ Ａｕ ｇ．
文章编号 ： １ ６ ７ ２ ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ４ — ０ ０ １ ９ ０ ３
区的 应 力 应 变 变 化 以及 塑 性 应 力 应 变 的 变 化特 点 ， 以及 成 型 后 变 形 区 的 拉 切 应 力 应 变 和 截 面 质 量 的 分 布 规
律 ， 结 果 表 明 应 力 集 中 以及 应 变 主 要 在 弯 管 的 内 、外 两 侧 ， 为后 续 设 计 工 艺参 数和 管件 弯 曲成 型 的质 量 评 估
基 于 ＡＢ ＡＱＵＳ 的 管 件 弯 曲成 型 的有 限 元 分 析 睾
钱 峰 ，潘 笑誉 ，叶 小 奔
（ 大 连 理 工 大 学 机 械 工 程 学 院 ．辽 宁 大连 １ １ ６ ０ ２ ４ ）
摘 要 ： 通过 在 Ａ Ｂ ＡＯ ＵＳ环 境 下 对 管 件 的弯 曲成 型 进 行 有 限元 分 析 。研 究 得 出 了 管 件 在 弯 曲 成 型 过 程 中变 形
迫 切需 要 。随着 有 限元模 拟软 件 的快 速 发展 ， 有 限 元 法 被广 泛应 用到 复 杂 塑性 变 形 问 题 的研 究 中 ， 因 而 对 管件 弯 曲成型 过程进 行数 值模 拟是一 种降低 工作 量 及成本 的行 之有 效 的研 究方 法 。 ２ 管 件弯 曲成型 有 限元分 析 管 件在 数控 弯 曲成 型过 程 中涉 及到 与胎模 、 前卡 、 滑块 和芯棒 等 多 个 模 具 问 的复 杂 相互 作 用 ， 如 图 １所 示 。本文将 对 船 舶 行 业 中广 泛 应 用 的 型号 为 ｌ １ ４ × ８ ． ５ ×３ ４ ２ ｍ ｍ３的 ２ ０ ＃普通 船用 钢管 的 弯 曲成 型 进 行 有 限元 仿真 ， 研究 弯 曲过程 中变形 区 的应力应 变 、 弯 曲 成 型后 变形 区应 力应 变 的 分 布规 律 ， 以及 弯 曲过 程 中 截 面质 量和 弯 曲成 型后 截 面质 量 ， 为 后 续研 究 工 艺 参 数 对该 种管 件弯 曲成 型截 面质量 的影 响规律提 供理 论