Abaqus螺栓有限元分析
abaqus有限元分析过程
一、有限单元法的基本原理有限单元法(The Finite Element Method)简称有限元(FEM),它是利用电子计算机进行的一种数值分析方法。
它在工程技术领域中的应用十分广泛,几乎所有的弹塑性结构静力学和动力学问题都可用它求得满意的数值结果。
有限元方法的基本思路是:化整为零,积零为整。
即应用有限元法求解任意连续体时,应把连续的求解区域分割成有限个单元,并在每个单元上指定有限个结点,假设一个简单的函数(称插值函数)近似地表示其位移分布规律,再利用弹塑性理论中的变分原理或其他方法,建立单元结点的力和位移之间的力学特性关系,得到一组以结点位移为未知量的代数方程组,从而求解结点的位移分量. 进而利用插值函数确定单元集合体上的场函数。
由位移求出应变, 由应变求出应力二、ABAQUS有限元分析过程有限元分析过程可以分为以下几个阶段1.建模阶段: 建模阶段是根据结构实际形状和实际工况条件建立有限元分析的计算模型――有限元模型,从而为有限元数值计算提供必要的输入数据。
有限元建模的中心任务是结构离散,即划分网格。
但是还是要处理许多与之相关的工作:如结构形式处理、集合模型建立、单元特性定义、单元质量检查、编号顺序以及模型边界条件的定义等。
2.计算阶段:计算阶段的任务是完成有限元方法有关的数值计算。
由于这一步运算量非常大,所以这部分工作由有限元分析软件控制并在计算机上自动完成3.后处理阶段: 它的任务是对计算输出的结果惊醒必要的处理,并按一定方式显示或打印出来,以便对结构性能的好坏或设计的合理性进行评估,并作为相应的改进或优化,这是惊醒结构有限元分析的目的所在。
下列的功能模块在ABAQUS/CAE操作整个过程中常常见到,这个表简明地描述了建立模型过程中要调用的每个功能模块。
“Part(部件)用户在Part模块里生成单个部件,可以直接在ABAQUS/CAE环境下用图形工具生成部件的几何形状,也可以从其它的图形软件输入部件。
Abaqus有限元分析从入门到精通(2022版)
6.5实例:T型接头焊接分析
6.5.1问题描述 6.5.2温度场计算 6.5.3应力场计算
6.6实例:平板激光焊焊接分析
6.6.1问题描述 6.6.2求解过程
6.7生死单元技术
6.7.1单元的删除 6.7.2单元的再激活 6.7.3完整的inp语法结构
6.8实例:平板接头两层两道焊温度场
6.8.1问题描述 6.8.2求解过程
6.9焊接分析常见问题与解决思路
6.9.1没有温度场分布 6.9.2温度场分布不合理 6.9.3熔池中心温度过高但熔合线基本正确
01
7.1复合材 料分析介绍
02
7.2各向异 性材料本构
03
7.板受 力分析
06
7.6实例: 基于CMA的 构件铺层设 计
目录分析
1.1 Abaqus软件发 展
1.2 Abaqus软件组 成
1.3 Abaqus帮助文 档
1.4 Abaqus的汉化
1.3 Abaqus帮助文档
1.3.1使用EXALEAD CloudView进行搜索 1.3.2使用在线帮助文档进行搜索 1.3.3 Abaqus帮助文档的内容 1.3.4一些帮助文档相关的DOS命令
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8.6实例:基于壳单元的焊缝疲劳仿真计算
abaqus螺栓约束
abaqus螺栓约束在工程领域中,使用Abaqus软件进行有限元分析是一种常见的方法。
在进行这类分析时,经常需要考虑螺栓约束的问题。
螺栓约束是指通过螺栓将不同部件或组件连接在一起,并使其在加载下保持稳定。
在Abaqus中,我们可以使用约束边界条件来模拟螺栓约束。
本文将介绍使用Abaqus进行螺栓约束的方法。
首先,我们需要创建一个模型来模拟我们的系统。
在Abaqus中,模型由几何、材料和边界条件组成。
为了模拟螺栓约束,我们需要将螺栓和螺母分别建模为零件,并将它们与主要部件连接起来。
接下来,我们可以使用Abaqus的装配功能将所有零件组装成一个完整的系统。
在装配过程中,我们需要确保螺栓和螺母与主要部件之间有正确的约束关系。
可以使用Abaqus提供的约束工具来定义螺栓与主要部件之间的连接方式,例如固定、绑定等。
完成约束后,我们需要定义加载条件。
在实际应用中,螺栓约束通常是在承受一定载荷的情况下进行的。
可以使用Abaqus的载荷工具来定义加载条件,例如施加预载、施加力或施加位移等。
在进行有限元分析之前,我们还需要定义材料属性和网格。
对于螺栓和螺母材料,我们可以选择合适的材料模型,并根据实际材料特性定义相应的材料参数。
对于主要部件,我们需要对其进行合适的网格划分以确保精确的分析结果。
完成以上准备工作后,我们可以开始进行有限元分析。
可以使用Abaqus的求解器对整个系统进行求解。
在求解过程中,Abaqus会根据定义的约束、加载条件和材料属性计算系统在加载下的应力、应变和变形等结果。
在分析完成后,我们可以使用Abaqus的后处理工具来显示和评估计算结果。
可以查看模型中各部件的应力和变形分布情况,并进行必要的结果分析和验证。
总结而言,使用Abaqus进行螺栓约束的有限元分析是一种有效的方法。
在分析过程中,我们需要合理地设置约束、加载条件和材料属性,并且仔细分析计算结果。
通过合理使用Abaqus软件,我们可以更好地理解系统在螺栓约束下的工作原理,并对设计进行优化和改进。
ABAQUS螺栓接触分析
ABAQUS螺栓接触分析螺栓连接是结构连接的⼀种主要⽅式,在CAE分析中经常遇到,针对不同的情况,通常我们会采取不同的⽅法来处理。
如果仿真的重点在于模拟螺栓,要求输出螺栓的应⼒、变形数据等,则将其创建为三维部件进⾏精细建模;如果螺栓在仿真过程中是次要的,只起简单的连接和紧固作⽤,则可以使⽤MPC约束和梁单元对螺栓进⾏简化建模。
作为⼀款功能强⼤的通⽤CAE软件,ABAQUS处理普通螺栓连接的⽅式有三种:带螺纹的实体螺栓、不带螺纹的实体螺栓和MPC与梁单元组合的螺栓简化模型。
1.带螺纹的实体螺栓对于带螺纹的实体螺栓仿真,只需在ABAQUS中定义适当的接触关系,选择合适的摩擦系数即可,通常使⽤通⽤接触即可满⾜计算的要求。
采⽤这种实体螺栓的仿真计算,虽然得到的结果很精确,但却⼤⼤增加了螺栓模型前处理的⼯作量(螺栓和螺纹均⽤六⾯体⽹格建模),且计算量⼤,计算过程中接触收敛困难。
因此,在精度要求不⾼的情况下,不采⽤这种实体螺栓模型。
2.不带螺纹的实体螺栓为了简化模型,提⾼计算的效率,可以创建不带螺纹的实体螺栓模型。
这种情况下,只需在ABAQUS的接触定义中设置跟实际螺纹形状有关联的参数,如⽛⾓、螺距、螺栓⼩径等,即可以模拟真实的螺栓连接接触状况,得到⾜够精确的结果,同时节省了分析的时间,提⾼分析效率。
若对结果的精度要求不⾼,或螺栓并不是分析的重点,则直接对不带螺纹的实体螺栓进⾏接触关系设置即可满⾜计算要求。
3.使⽤MPC约束和梁单元模拟螺栓⼀般在螺栓只起连接和紧固作⽤,且不设置相应输出时使⽤这种模拟螺栓的⽅式。
这种⽅式需要预先在Part功能模块中创建⼀维(wire)部件,并为其设置相应的梁单元截⾯属性,之后才能在Interaction功能模块中创建MPC约束,完成螺栓的模拟。
这种模拟⽅式下,MPC单元只在Interaction功能模块中可见,但是其不影响计算的结果,且在后续的后处理模块中可以打开⼀维单元显⽰开关将其显⽰出来。
基于Huth公式的螺栓连接有限元模型简化研究
基于Huth公式的螺栓连接有限元模型简化研究摘要:螺栓连接是民用航空飞机最重要的连接方式之一,在飞机上存在着数量众多,规格不一的螺栓连接结构,对螺栓连接的强度分析是飞机强度研究中最重要的课题之一。
本文使用ABAQUS有限元软件基于Huth公式建立了两套螺栓连接简化模型,并将其仿真结果与精细化有限元模型结果形对比,证明了基于Huth 公式的螺栓连接有限元模型的有效性和实用性。
关键词:民机;螺栓连接;Huth公式;强度分析;ABAQUSResearch of Finite Element Model Simplification of Bolt Connections Based on Huth FormulaXiuGang LuAbstract: Bolt connection is one of the most important structures of civil aircraft. There are a large number of bolts with different specifications on the aircraft. The strength analysis of bolt connection is one of the most important topics in aircraft research. In this paper, two simplified finite element bolt models were developed based on Huth formula, and compared with the refined model with regard to the solution accuracy to prove the effectiveness and practicability of the simplified models.Key words: Civil aircraft; Bolt connection; Huth formula; Strength analysis; ABAQUS1 引言民用飞机大量采用了紧固件连接结构,常见的紧固件有:铆钉、螺栓、销类等。
abaqus螺栓本构
abaqus螺栓本构Abaqus, as a powerful finite element analysis software, is widely utilized in simulating the mechanical behavior of bolts and other fasteners. When modeling the constitutive behavior of bolts in Abaqus, it is crucial to accurately capture their material properties and deformation characteristics. This involves defining the elastic and plastic behavior, as well as considering factors like yield strength, ultimate tensile strength, and strain hardening.Abaqus作为一款强大的有限元分析软件,在模拟螺栓等紧固件的机械行为方面得到了广泛应用。
在Abaqus中模拟螺栓的本构行为时,准确捕捉其材料属性和变形特性至关重要。
这涉及到定义弹性和塑性行为,并考虑屈服强度、极限抗拉强度以及应变硬化等因素。
The constitutive model in Abaqus for bolts typically involves several key components. Firstly, the elastic behavior is described by the modulus of elasticity and Poisson's ratio, which determine how the bolt responds to applied loads within its elastic limit. Secondly, the plastic behavior is captured through a yield criterion and a flow rule, which govern the onset and progression of plastic deformation. Common yield criteria include the Tresca and von Mises criteria, while the flow rule typically follows the associative or non-associative form.在Abaqus中,螺栓的本构模型通常包含几个关键组成部分。
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 螺栓预紧固定长度
一、概述螺栓预紧技术在工程结构中起着至关重要的作用,它可以有效地防止螺栓在后续使用过程中松动,保证结构的安全和稳定。
而在螺栓预紧技术中,螺栓的预紧固定长度是一个关键参数,直接影响着预紧效果和结构的安全性。
二、螺栓预紧固定长度的定义螺栓预紧固定长度指的是在预紧过程中螺栓被拉伸的长度,它是通过对螺栓施加一定的拉力来实现的。
预紧固定长度的大小决定了螺栓在结构中的紧固程度,直接影响着结构的承载性能和使用寿命。
合理确定螺栓的预紧固定长度对于工程结构的安全性和稳定性至关重要。
三、abaqus在螺栓预紧固定长度分析中的应用abaqus是一种常用的有限元分析软件,它可以用于对工程结构进行力学性能及预紧效果的模拟和分析。
在螺栓预紧固定长度分析中,abaqus可以通过建立螺栓与结构的连接模型,应用适当的荷载和边界条件,模拟螺栓在预紧过程中的变形和应力状态,从而得出螺栓预紧固定长度的合理数值。
四、影响螺栓预紧固定长度的因素1. 螺栓材料的性能:螺栓的材料性能对预紧固定长度具有重要影响,通常情况下,螺栓的屈服强度和拉伸强度决定了其能够承受的预紧力。
2. 螺纹设计:螺纹设计的合理性直接影响着螺栓在预紧过程中的变形和应力分布,从而影响预紧固定长度。
3. 摩擦系数:螺栓与螺母、结构之间的摩擦系数会影响到预紧力的传递效果,进而影响固定长度。
4. 紧固力矩:施加在螺栓上的紧固力矩会直接影响螺栓的拉伸程度,进而影响预紧固定长度。
五、如何确定螺栓的预紧固定长度1. 根据结构设计要求:结构设计阶段需要根据实际的工程需要确定螺栓的预紧固定长度,根据结构的承载要求和螺栓材料的性能进行合理设计。
2. 使用仿真模拟软件:结合有限元分析软件,进行螺栓预紧固定长度的仿真模拟,通过对螺栓受力状态的分析,得出合理的预紧固定长度。
3. 现场实测:在实际应用中,可以结合现场实测数据,对螺栓的预紧固定长度进行调整和优化,确保其与实际工程的需要相符。
六、结论螺栓的预紧固定长度对于工程结构的安全性和稳定性具有重要意义,合理确定螺栓的预紧固定长度需要考虑多种因素的综合影响。
Abaqus螺栓有限元分析(汇编)
将截面属性赋予模型。选择Assign->Section,选择Bolt模型,然后将刚刚建立的截面属性赋予它。如图13所示。同样,给螺母nut赋予截面属性。
1.
1.1.
1.2.
如果将Pro/E中的3D造型直接导入Abaqus中进行计算,则会出现裂纹缝隙无法修补,给后期的有限元分析过程造成不必要的麻烦,因此,在Abaqs中进行计算之前,对原来的零件模型进行一些简化和修整。
A.法兰部分不是分析研究的重点,因此将其简化掉;
B.经计算,M24×3的螺纹的升角很小,在度,因此可以假设螺旋升角为0;
图112
图113
图114
第六步,定义接触面。接触面是Abaqus分析中非常重要的一环。进入Abaqus中的Interaction模块,先在Tools->Surface菜单中设置我们要定义的两个相互接触的面。如图115所示,螺栓上的接触面主要是螺纹的下表面,按着Shift键依次将其选中。如图116所示,螺母上的接触面主要是螺纹的上表面,同样按着Shift键依次将其选中。设置接触面的属性。选择Interaction->Manager->Creat中创建接触面,类型选择面和面接触,选择Mechanical->TangentialBehavior,输入摩擦系数为0.14,选择Mechanical->NormalBehavior,接受默认设置,最终设置如图117所示。选择Interaction->Creat,创建螺栓和螺母之间的接触,接触,类型选择刚刚定义的接触类型,设置结果如图118所示。
Abaqus螺栓有限元分析报告
1.分析过程1.1.理论分析1.2.简化过程如果将Pro/E中的3D造型直接导入Abaqus中进行计算,则会出现裂纹缝隙无法修补,给后期的有限元分析过程造成不必要的麻烦,因此,在Abaqs中进行计算之前,对原来的零件模型进行一些简化和修整。
A.法兰部分不是分析研究的重点,因此将其简化掉;B.经计算,M24×3的螺纹的升角很小,在度,因此可以假设螺旋升角为0;C.忽略螺栓和螺母的圆角等细节;1.3.Abaqus中建模查阅机械设计手册,得到牙型如下图所示,在Abaqus中按照下图所示创建出3D模型,如图 1-1所示。
同样的方式,我们建立螺母的3D模型nut,如图 1-2所示。
图 1-1图 1-2建立材料属性并将其赋予模型。
在Abaqus的Property模块中,选择Material->Manager->Create,创建一个名为Bolt&Nut的新材料,首先设置其弹性系数。
在Mechanical->Elastic中设置其杨氏模量为193000Mpa,设置其泊松比为0.3,如图 1-4所示。
建立截面。
点击Section->Manager->Creat,建立Solid,Homogeneous的各向同性的截面,选择材料为Bolt&Nut,如图 1-5所示。
将截面属性赋予模型。
选择Assign->Section,选择Bolt模型,然后将刚刚建立的截面属性赋予它。
如图 1-3所示。
同样,给螺母nut赋予截面属性。
图 1-3图 1-4图 1-5然后,我们对建立的3D模型进行装配,在Abaqus中的Assembly模块中,我们同时调入两个模型,然后使用Constraint->Coaxial命令和Translate和Instance命令对模型进行移动,最终的装配结果如图 1-6所示。
图 1-6第四步,对模型进行网格划分。
进入Abaqus中的Mesh模块,然后选择Bolt 零件,使用按边布种的方式对其进行布种,布种结果如图 1-7所示。
基于ABAQUS螺栓接头的接触有限元分析
法兰 密封是 由法 兰 和 垫 片组 成 的一 种 静 密封 结构形 式 。螺栓 法 兰 接 头广 泛 应 用 于 石 油 化工 设
础 , 用平 均垫 片应 力为计 算标 准 。然而 在预 紧和 采 载荷 工 况下 , 片应 力 沿 着 表 面 是变 化 的 , 用 平 垫 采 均 垫片 应力 评估 接头 的行 为将产 生 问题 。因此 , 有
A ay i o e l gP ro ma c f ln eCo p i gB sd o A n ls f ai e f r n eo a g u l a e n AB QUS s S n F n
Z HOU h— n Z i g,F i r ENG in fn Ja —e ,GU u — io Ch n xa
周 芝庭 ,冯建 芬 ,谷 春 笑
( 南 大 学 机 械 工 程 学 院 , 苏 南 京 东 江 209 ) 1 0 6
摘
要 : 栓 接 头 是 一 种 广 泛 应 用 的 管 道 连 接 方式 。工 程实 践 证 明 , 兰 强 度 的破 坏 极 为罕 见 , 泄 漏 则 是 连 接 螺 法 而
(ote t n e i , a i 106 C i ) Su a i rt N mn 209 , h a h sU v sy g n
A s at Fa g opigi a ido dl ue u l gmehd ntepat a eg er gpoet tspo e bt c: l e u l n f e sdc pi to .I h rci l n i ei rj ,ii rvd r n c n s k wi y o n c n n c
失效的主要形式 , 因此 法 兰 的密 封 性 能成 为研 究 的重 点 。采 用 接 触 有 限元 方 法 , 算 了螺 栓 、 兰 和 垫 片 三 者 之 计 法
《ABAQUS有限元分析常见问题解答》常见问题汇总
《ABAQUS有限元分析常见问题解答》常见问题汇总第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题第⼀篇基础篇第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题1.1 Abaqus 的基本约定1.1.1 ⾃由度的定义【常见问题1-1】Abaqus 中的⾃由度是如何定义的?1.1.2 选取各个量的单位【常见问题1-2】在 Abaqus 中建模时,各个量的单位应该如何选取?1.1.3 Abaqus 中的时间【常见问题1-3】怎样理解 Abaqus 中的时间概念?第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题1.1.4 Abaqus 中的重要物理常数【常见问题1-4】Abaqus 中有哪些常⽤的物理常数?1.1.5 Abaqus 中的坐标系【常见问题1-5】如何在 Abaqus 中定义局部坐标系?1.2 Abaqus 中的⽂件类型及功能【常见问题1-6】Abaqus 建模和分析过程中会⽣成多种类型的⽂件,它们各⾃有什么作⽤?【常见问题1-7】提交分析后,应该查看 Abaqus 所⽣成的哪些⽂件?1.3 Abaqus 的帮助⽂档1.3.1 在帮助⽂档中查找信息【常见问题1-8】如何打开 Abaqus 帮助⽂档?第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题【常见问题1-9】Abaqus 帮助⽂档的内容⾮常丰富,如何在其中快速准确地找到所需要的信息?1.3.2 在 Abaqus/CAE 中使⽤帮助【常见问题1-10】Abaqus/CAE 的操作界⾯上有哪些实时帮助功能?【常见问题1-11】Abaqus/CAE 的 Help 菜单提供了哪些帮助功能?1.4 更改⼯作路径【常见问题1-12】Abaqus 读写各种⽂件的默认⼯作路径是什么?如何修改此⼯作路径?1.5 Abaqus 的常⽤ DOS 命令【常见问题1-13】Abaqus 有哪些常⽤的 DOS 命令?第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题1.6 设置 Abaqus 的环境⽂件1.6.1 磁盘空间不⾜【常见问题1-14】提交分析作业时出现如下错误信息,应该如何解决?***ERROR: UNABLE TO COMPLETE FILE WRITE. CHECK THAT SUFFICIENT DISK SPACE IS AVAILABLE. FILE IN USE AT F AILURE IS shell3.stt.(磁盘空间不⾜)或者***ERROR:SEQUENTIAL I/O ERROR ON UNIT 23, OUT OF DISK SPACE OR DISK QUOTA EXCEEDED.(磁盘空间不⾜)1.6.2 设置内存参数【常见问题1-15】提交分析作业时出现如下错误信息,应该如何解决?***ERROR: THE SETTING FOR PRE_MEMORY REQUIRES THAT 3 GIGABYTES OR MORE BE ALLOCATED BUT THE HARDWARE IN USE SUPPORTS ALLOCATION OF AT MOST 3 GIGABYTES OF MEMORY. EITHER PRE_MEMORY MUST BE DECREASED OR THE JOB MUST BE RUN ON HARDWARE THAT SUPPORTS 64-BIT ADDRESSING.(所设置的pre_memory 参数值超过3G,超出了计算机硬件所能分配的内存上限)或者***ERROR: THE REQUESTED MEMORY CANNOT BE ALLOCATED. PLEASE CHECK THE SETTING FOR PRE_MEMORY. THIS ERROR IS CAUSED BY PRE_MEMORY BEING GREATER THAN THE MEMORY AVAILABLE TO THIS PROCESS. POSSIBLE CAUSES ARE INSUFFICIENT MEMORY ON THE MACHINE, OTHER PROCESSES COMPETING FOR MEMORY, OR A LIMIT ON THE AMOUNT OF MEMORY A PROCESS CAN ALLOCATE.(所设置的 pre_memory 参数值超出了计算机的可⽤内存⼤⼩)第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题或者***ERROR: INSUFFICIENT MEMORY. PRE_MEMORY IS CURRENTLY SET TO 10.00 MBYTES. IT IS NOT POSSIBLE TO ESTIMATE THE TOTAL AMOUNT OF MEMORY THATWILL BE REQUIRED. PLEASE INCREASE THE VALUE OF PRE_MEMORY.(请增⼤pre_memory 参数值)或者***ERROR: THE VALUE OF 256 MB THAT HAS BEEN SPECIFIED FORSTANDARD_MEMORY IS TOO SMALL TO RUN THE ANALYSIS AND MUST BEINCREASED. THE MINIMUM POSSIBLE VALUE FOR STANDARD_MEMORY IS 560 MB.(默认的standard_memory 参数值为256 M,⽽运⾏分析所需要的standard_memory 参数值⾄少为560 M)1.7 影响分析时间的因素【常见问题1-16】使⽤ Abaqus 软件进⾏有限元分析时,如何缩短计算时间?【常见问题1-17】提交分析作业后,在 Windows 任务管理器中看到分析作业正在运⾏,但 CPU 的使⽤率很低,好像没有在执⾏任何⼯作任务,⽽硬盘的使⽤率却很⾼,这是什么原因?1.8 Abaqus 6.7新增功能【常见问题1-18】Abaqus 6.7 版本新增了哪些主要功能?第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题1.9 Abaqus 和其它有限元软件的⽐较【常见问题1-19】Abaqus 与其他有限元软件有何异同?第2章关于 Abaqus/CAE 操作界⾯的常见问题第2章关于Abaqus/CAE 操作界⾯的常见问题2.1 ⽤⿏标选取对象【常见问题2-1】在 Abaqus/CAE 中进⾏操作时,如何更⽅便快捷地⽤⿏标选取所希望选择的对象(如顶点、线、⾯等)?2.2 Tools 菜单下的常⽤⼯具2.2.1 参考点【常见问题2-2】在哪些情况下需要使⽤参考点?2.2.2 ⾯【常见问题2-3】⾯(surface)有哪些类型?在哪些情况下应该定义⾯?第2章关于 Abaqus/CAE 操作界⾯的常见问题2.2.3 集合【常见问题2-4】集合(set)有哪些种类?在哪些情况下应该定义集合?2.2.4 基准基准(datum)的主要⽤途是什么?使⽤过程中需要注意哪些问题?2.2.5 定制界⾯【常见问题2-6】如何定制 Abaqus/CAE 的操作界⾯?【常见问题2-7】6.7版本的 Abaqus/CAE 操作界⾯上没有了以前版本中的视图⼯具条(见图2-6),操作很不⽅便,能否恢复此⼯具条?图2-6 Abaqus/CAE 6.5版本中的视图⼯具条第3章Part 功能模块中的常见问题第3章Part 功能模块中的常见问题3.1 创建、导⼊和修补部件3.1.1 创建部件【常见问题3-1】在 Abaqus/CAE 中创建部件有哪些⽅法?其各⾃的适⽤范围和优缺点怎样? 3.1.2 导⼊和导出⼏何模型【常见问题3-2】在 Abaqus/CAE 中导⼊或导出⼏何模型时,有哪些可供选择的格式?【常见问题3-3】将 STEP 格式的三维 CAD 模型⽂件(*.stp)导⼊到 Abaqus/CAE 中时,在窗⼝底部的信息区中看到如下提⽰信息:A total of 236 parts have been created.(创建了236个部件)此信息表明 CAD 模型已经被成功导⼊,但是在 Abaqus/CAE 的视图区中却只显⽰出⼀条⽩线,看不到导⼊的⼏何部件,这是什么原因?第3章Part 功能模块中的常见问题3.1.3 修补⼏何部件【常见问题3-4】Abaqus/CAE 提供了多种⼏何修补⼯具,使⽤时应注意哪些问题?【常见问题3-5】将⼀个三维 CAD 模型导⼊ Abaqus/CAE 来⽣成⼏何部件,在为其划分⽹格时,出现如图3-2所⽰的错误信息,应如何解决?图3-2 错误信息:invalid geometry(⼏何部件⽆效),⽆法划分⽹格3.2 特征之间的相互关系在 Part 功能模块中经常⽤到三个基本概念:基本特征(base feature)、⽗特征(parent feature)和⼦特征(children feature),它们之间的关系是怎样的?第3章Part 功能模块中的常见问题3.3 刚体和显⽰体3.3.1 刚体部件的定义【常见问题3-7】什么是刚体部件(rigid part)?它有何优点?在 Part 功能模块中可以创建哪些类型的刚体部件?3.3.2 刚体部件、刚体约束和显⽰体约束【常见问题3-8】刚体部件(rigid part)、刚体约束(rigid body constraint)和显⽰体约束(display body constraint)都可以⽤来定义刚体,它们之间有何区别与联系?3.4 建模实例【常见问题3-9】⼀个边长 100 mm 的⽴⽅体,在其中⼼位置挖掉半径为20 mm 的球,应如何建模?『实现⽅法1』『实现⽅法2』第4章Property 功能模块中的常见问题第4章 Property 功能模块中的常见问题4.1 超弹性材料【常见问题4-1】如何在 Abaqus/CAE 中定义橡胶的超弹性(hyperelasticity)材料数据?4.2 梁截⾯形状、截⾯属性和梁横截⾯⽅位4.2.1 梁截⾯形状【常见问题4-2】如何定义梁截⾯的⼏何形状和尺⼨?【常见问题4-3】如何在 Abaqus/CAE 中显⽰梁截⾯形状?4.2.2 截⾯属性【常见问题4-4】截⾯属性(section)和梁截⾯形状(profile)有何区别?第4章Property 功能模块中的常见问题【常见问题4-5】提交分析作业时,为何在 DAT ⽂件中出现错误提⽰信息“elements have missing property definitions(没有定义材料特性)”?『实例』出错的 INP ⽂件如下:*NODE1, 0.0 , 0.0 , 0.02, 20.0 , 0.0 , 0.0*ELEMENT, TYPE=T3D2, ELSET=link1, 1, 2*BEAM SECTION, ELSET=link, MATERIAL= steel, SECTION=CIRC15.0,提交分析作业时,在 DAT ⽂件中出现下列错误信息:***ERROR:.80 elements have missing property definitions The elements have been identified inelement set ErrElemMissingSection.4.2.3 梁横截⾯⽅位【常见问题4-6】梁横截⾯⽅位(beam orientation)是如何定义的?它有什么作⽤?【常见问题4-7】如何在 Abaqus 中定义梁横截⾯⽅位?【常见问题4-8】使⽤梁单元分析问题时,为何出现下列错误信息:***ERROR: ELEMENT 16 IS CLOSE TO PARALLEL WITH ITS BEAM SECTION AXIS.第4章Property 功能模块中的常见问题DIRECTION COSINES OF ELEMENT AXIS 2.93224E-04 -8.20047E-05 1.0000. DIRECTIONCOSINES OF FIRST SECTION AXIS 0.0000 0.0000 1.0000。
ABAQUS有限元分析实例详解 3
弹性杆具有均匀的横断面,面积为A, 长度为L,承受轴向载荷,处于静力平衡 状态,U1、U2是结点1和2处的位移。
L
F1
1
2
F2
X
U1
U2
因此,单元具有两个自由度。
下步任务是找到一个方程把力与位移相关 起来。
F F1 F2 0
F 2 F1 (1)
在轴向方向,杆长度 变化为 L 。与位移相
体单元 六面体单元 CHEXA 五面体单元 CPENTA 四面体单元 CTETRA
约束元(刚体元 RBE2) 其它单元 质量元 CONM2
2、输入文件结构
执行控制(求解类型、允许时间、系统 诊断)
情况控制(输出请求、选择模型数据集)
数据:节点、单元(结构模型定义)、 几何和材料性质、载荷、约束(求解条 件参数)
2、单元 弹簧元(拉伸或扭转)CELAS1、CELAS2、 CELAS3、CELAS4
线单元 杆元 CROD CONROD 直梁元 CBAR CBEAM 曲梁元 CBEND
面单元 三或六节点的三角形板元 CTRIA3、CTRIA6
四或八节点四边形板元 CQUAD4、CQUAD8 四节点剪力板元 CSHEAR
U 1
F
2
Ka,
(Ka
Kb),KbU
2
F 3 0,Kb, Kb
U 3
既 {F}=[K]{U} [K]总刚度阵 {F}载荷向量 {U}位移向量 求解线性代数方程组得出{U}向量
4)求解的基本步骤(线性静力) 将结构离散为单元 由单元性质,几何和材料形成单元刚度矩阵 把单刚装配成总刚 将边界条件施加与约束模型 将载荷(力、弯矩、压力等)施加于分析模型 求解矩阵方程得位移 从位移结果计算应力和反力
abaqus螺栓约束
abaqus螺栓约束当使用Abaqus进行有限元分析时,约束是一个重要的概念。
在一些工程问题中,螺栓的约束是非常常见的情况。
本文将介绍在Abaqus中如何对螺栓进行约束。
在Abaqus中,有许多可以用来约束螺栓的方法。
一种常见的方法是使用关节约束(Joints)来固定螺栓的位置。
关节约束是指在两个零件之间定义一个关节来限制它们的相对运动。
可以使用关节约束来模拟螺栓与其他零件的连接。
在创建关节约束之前,首先需要将螺栓和其他部件进行建模,并生成网格。
然后,选择一个与螺栓连接的零件上的节点作为关节的固定点。
接下来,选择固定点所在的螺栓零件上的一个节点作为相对点。
最后,定义一个关节,并选择这两个节点。
除了关节约束,还可以使用其他约束方法来模拟螺栓的连接。
例如,可以使用固定约束(Fixed Constraint)来将螺栓的一侧固定在一个位置。
还可以使用等效刚度(Equivalent Stiffness)约束来对螺栓进行约束。
等效刚度是指在零件的相应区域上施加一个足够大的刚度来限制装配件的运动。
在进行螺栓约束时,需要注意以下几点。
首先,需要确保约束的准确性和合理性。
约束应该准确地模拟实际情况,并且应该能够提供所需的约束效果。
其次,需要考虑螺栓的刚度和强度。
在进行有限元分析之前,需要对螺栓的材料性能和几何参数进行准确的建模。
最后,需要进行合适的验证和结果分析,以确保所施加的约束符合预期,并且对结果的影响可控。
总之,在Abaqus中进行螺栓约束时,可以使用关节约束、固定约束和等效刚度约束等方法。
根据具体的情况选择适合的约束方法,并注意约束的准确性和合理性。
通过合适的验证和结果分析,确保所施加的约束符合预期,并对结果的影响可控。
这样可以更准确地模拟螺栓约束的行为,为工程设计提供可靠的参考。
abaqus 螺栓 矢量 定义
Abaqus中螺栓矢量的定义在ABAQUS有限元软件中,螺栓是常见的连接元件,在工程中有着重要的作用。
在进行螺栓连接的有限元分析时,需要定义螺栓的几何形状和材料特性,其中螺栓的矢量定义是非常重要的一步。
通过定义螺栓的矢量,可以准确地描述其受力情况和变形形态,为工程分析提供重要的输入数据。
1. 定义螺栓的几何形状在ABAQUS中,通过定义螺栓的几何形状来确定其尺寸和形态。
首先需要定义螺栓的直径、长度和螺纹的信息,包括螺距、螺纹角等参数。
在定义螺栓的几何形状时,通常可以使用实体建模工具来创建螺栓的几何模型,然后根据实际情况进行参数化调整,最终确定螺栓的几何形状。
2. 定义螺栓的材料特性螺栓的材料特性对于螺栓的受力行为有着重要的影响。
在ABAQUS中,可以通过定义螺栓的材料来确定其杨氏模量、泊松比和屈服强度等材料特性参数。
通常情况下,螺栓的材料可以选择常见的金属材料,如碳钢、不锈钢等,并根据实际情况确定其材料特性参数。
3. 定义螺栓的负载在进行螺栓连接的有限元分析时,需要定义螺栓所受的负载情况。
通常螺栓连接受到的负载包括轴向拉伸、剪切和扭矩等。
通过定义螺栓的负载情况,可以确定其在不同工况下的受力情况,为螺栓连接的设计和优化提供重要参考。
4. 定义螺栓的约束条件在进行螺栓连接的有限元分析时,需要定义螺栓的约束条件。
通常情况下,螺栓连接会受到多种约束条件的限制,如法兰面的固定约束、轴向受力约束等。
通过定义螺栓的约束条件,可以模拟其在实际工况下的受力和变形情况,为螺栓连接的可靠性评估提供重要依据。
总结在ABAQUS中,螺栓矢量的定义是进行螺栓连接有限元分析的重要步骤。
通过准确地定义螺栓的几何形状、材料特性、负载和约束条件,可以准确地模拟螺栓连接在不同工况下的受力和变形情况,为工程设计和优化提供重要依据。
希望通过以上的介绍,可以对ABAQUS中螺栓矢量的定义有更加清晰的认识。
技术性的文章,并且对ABAQUS软件有一定了解的读者来说,了解螺栓矢量定义在有限元分析中的重要性以及如何进行准确定义是非常有帮助的。
abaqus螺栓预紧力施加方法
abaqus螺栓预紧力施加方法一、背景介绍在工程设计中,螺栓预紧力的施加是非常重要的一步。
正确的预紧力可以保证螺栓在使用过程中不会松动,从而保证机器设备的安全运行。
为了保证螺栓预紧力的准确施加,本文将详细介绍abaqus软件中螺栓预紧力施加方法。
二、abaqus软件简介Abaqus是由法国达索公司(Dassault Systemes)开发的有限元分析软件,它可以用来进行结构、流体和电磁场等多个领域的仿真分析。
Abaqus软件拥有强大的建模能力和求解能力,可以对各种复杂问题进行仿真分析。
三、abaqus中螺栓预紧力施加方法1. 创建模型首先,在abaqus中创建一个新模型。
选择“Part”创建一个新零件,并命名为“Bolt”。
然后选择“Sketch”创建一个新草图。
在草图中画出一条线作为螺栓轴线,并用圆弧连接两端点以形成一个圆柱形状。
接下来,在草图上画出一个正方形作为螺母,并将其拉伸至适当长度。
2. 定义材料属性在abaqus中,需要为零件定义材料属性。
选择“Material”创建一个新材料,并命名为“Steel”。
在材料属性中,定义杨氏模量、泊松比和密度等参数。
3. 定义截面属性在abaqus中,需要为零件定义截面属性。
选择“Profile”创建一个新截面,并命名为“BoltSection”。
在截面属性中,定义螺栓的直径和长度等参数。
4. 定义边界条件在abaqus中,需要为零件定义边界条件。
选择“Assembly”创建一个新装配体,并将零件放置到装配体中。
然后选择“Interaction”创建一个新接触关系,并将螺母和螺栓连接起来。
最后,在装配体上添加固定边界条件以限制模型的运动。
5. 添加预紧力在abaqus中,可以通过施加荷载来模拟预紧力的施加。
选择“Load”创建一个新荷载,并命名为“Preload”。
在荷载属性中,定义施加的预紧力大小和方向等参数。
6. 进行分析完成以上步骤后,可以进行仿真分析了。
abaqus fastener机理
Abaqus Fastener 机理一、介绍Abaqus Fastener是一种用于模拟及分析复杂结构中螺栓的行为的工具。
螺栓作为机械连接中的重要组成部分,其性能对结构的整体安全性和稳定性起着至关重要的作用。
Abaqus Fastener通过有限元分析方法,能够准确地预测螺栓在不同载荷下的变形情况、应力分布以及疲劳寿命,为工程师提供了重要的设计指导。
二、工作原理Abaqus Fastener利用了ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit软件的强大功能,在螺栓分析中考虑了材料的非线性、接触的非线性、摩擦效应以及变形的大范围等因素,从而能够在真实工况下准确模拟螺栓的行为。
在进行螺栓分析时,用户需要提供几何参数、材料参数、加载条件等信息,并设置适当的边界条件和网格划分,然后进行模拟计算。
三、功能特点1. 螺栓预紧分析:Abaqus Fastener可以模拟螺栓在预紧过程中的非线性行为,包括摩擦、松动和变形等因素,为工程师提供了重要的设计参考。
2. 载荷作用下的螺栓行为分析:Abaqus Fastener能够精确地模拟在不同载荷下螺栓的变形情况和应力分布,帮助工程师评估结构的安全性。
3. 螺栓疲劳寿命预测:通过Abaqus Fastener,工程师可以准确地预测螺栓在循环载荷下的疲劳寿命,帮助设计出更加可靠的结构。
四、优势Abaqus Fastener具有以下几个明显的优势:1. 精确性:Abaqus Fastener采用了高级的有限元分析技术,能够考虑材料非线性、接触非线性等因素,模拟结果精确可靠。
2. 多功能性:Abaqus Fastener不仅可以进行螺栓的静态分析,还可以进行疲劳寿命预测和动态加载下的螺栓行为分析,满足了不同工程应用的需求。
3. 用户友好性:Abaqus Fastener提供了直观的用户界面和丰富的后处理功能,方便工程师对模拟结果的分析和理解。
五、应用领域Abaqus Fastener广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑结构、机械设备等领域。
基于Abaqus的木结构螺栓节点刚度有限元分析
基于Abaqus的木结构螺栓节点刚度有限元分析孙小鸾; 刘伟庆; 袁盛林; 陆伟东【期刊名称】《《结构工程师》》【年(卷),期】2019(035)004【总页数】9页(P21-29)【关键词】木结构; Abaqus; 螺栓节点; 刚度【作者】孙小鸾; 刘伟庆; 袁盛林; 陆伟东【作者单位】南京工业大学土木工程学院南京210009【正文语种】中文0 引言钢填板螺栓节点作为常见的节点形式,在国内外木结构工程实例中应用广泛,但由于木结构的特殊性,节点因加工精度、安装误差等因素,受力变形往往有滑移现象,达不到完全的刚接,具有明显的半刚性特征。
此类节点在结构整理分析时,常常被简化为铰接,忽略了其在结构中的刚度贡献。
另外,对于类似单层网壳的结构体系,要求连接节点为非铰接,国内多高层木结构规范也要求各层框架承担一部分地震剪力,节点若简化为铰接则无法满足结构受力要求,也限制了此类节点在木结构建筑中的应用。
木结构螺栓节点在有限元模拟领域,Kharouf[1]、Chen[2]以及Santos[3]等人分别建立了二维、三维有限元模型,对单螺栓节点销槽承压开展研究,但忽略了螺栓变形滑移对节点刚度的影响。
He等[4]采用预制裂缝法,通过Abaqus对螺栓节点进行破坏分析,得到的极限承载力与试验结果接近。
Bouchaïr等[5]引入弹簧单元针对群螺栓节点建立二维模型,得出了节点的荷载-位移关系,但未能对节点区域的受力状态得到直观的表达。
王明谦、宋晓滨等[6]基于有限元分析软件建立的节点三维实体模型对于木结构螺栓节点的初始刚度和极限弯矩有较好的模拟精度,在进行模型参数分析时,仅考虑了螺栓直径和边距对节点性能的影响。
张盛东等[7]采用Abaqus对内填三块钢板销式连接胶合木梁的抗弯性能进行了有限元分析,其中胶合木选用弹性阶段正交各向异性以及塑性阶段遵循Hill准则的各向异性模型,模拟结果与试验结果符合较好。
本文采用Abaqus软件对钢填板螺栓节点进行精细化分析,考虑木材的材料非线性、螺栓直径与侧材厚度的比值、螺栓与螺孔间隙、钢填板与侧材间隙、螺栓预紧力以及螺帽接触传力等因素,分析各种因素对螺栓节点的转动刚度与承载力的影响,从而揭示影响节点刚度的关键因素,为螺栓节点更加广泛地应用于木结构实践提供技术参考。
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1.分析过程
1.1.理论分析
1.2.简化过程
如果将Pro/E中的3D造型直接导入Abaqus中进行计算,则会出现裂纹缝隙无法修补,给后期的有限元分析过程造成不必要的麻烦,因此,在Abaqs中进行计算之前,对原来的零件模型进行一些简化和修整。
A.法兰部分不是分析研究的重点,因此将其简化掉;
B.经计算,M24×3的螺纹的升角很小,在度,因此可以假设螺旋升角为0;
C.忽略螺栓和螺母的圆角等细节;
1.3.Abaqus中建模
查阅机械设计手册,得到牙型如下图所示,在Abaqus中按照下图所示创建出3D模型,如图1-1所示。
同样的方式,我们建立螺母的3D模型nut,如图1-2所示。
图1-1
图1-2
建立材料属性并将其赋予模型。
在Abaqus的Property模块中,选择Material->Manager->Create,创建一个名为Bolt&Nut的新材料,首先设置其弹性系数。
在Mechanical->Elastic中设置其杨氏模量为193000Mpa,设置其泊松比为0.3,如图1-4所示。
建立截面。
点击Section->Manager->Creat,建立Solid,Homogeneous的各向同性的截面,选择材料为Bolt&Nut,如图1-5所示。
将截面属性赋予模型。
选择Assign->Section,选择Bolt模型,然后将刚刚建
立的截面属性赋予它。
如图1-3所示。
同样,给螺母nut赋予截面属性。
图1-3
图1-4
图1-5
然后,我们对建立的3D模型进行装配,在Abaqus中的Assembly模块中,我们同时调入两个模型,然后使用Constraint->Coaxial命令和Translate和Instance 命令对模型进行移动,最终的装配结果如图1-6所示。
图1-6
第四步,对模型进行网格划分。
进入Abaqus中的Mesh模块,然后选择Bolt 零件,使用按边布种的方式对其进行布种,布种结果如图1-7所示。
在菜单Mesh->Control中进行如图1-8所示的设置使用自由网格划分,其余设置使用默认。
在菜单Mesh->Element type中选用如图1-9所示的设置。
按下Mesh图标,对工件进行网格划分,最终的结果如图1-10所示。
同样的方式对螺母模型nut 进行网格划分,最终结果见图1-11所示。
图1-7
图1-8
图1-9
图1-10
图1-11
第五步,创建分析步。
在Step模块中,点击Step->Manager图标,创建新的分析步,类型为Static,General,名称为Step-Load,其余使用默认设置即可。
第六步,添加约束条件和载荷。
在Interaction模块中,选择Tools->Surface-Manager,创建如图1-12所示的表面为集合Load_shang和Load_xia,分别用作加载载荷和约束。
选择Load模块,在BC->Manager->Creat中创建约束BC-ENCASTED,选择刚刚定义的Load_xia集合,将6个自由度全部约束,如图1-13所示。
下面我们为模型添加约束,选择Load->Create,进入约束创建界面,选择约束施加的表面为我们之前设定的Load_shang,施加的载荷的类型为Pressure,大小为372.835Mpa,具体设置如图1-14所示。
图1-12
图1-13
图1-14
第六步,定义接触面。
接触面是Abaqus分析中非常重要的一环。
进入Abaqus 中的Interaction模块,先在Tools->Surface菜单中设置我们要定义的两个相互接触的面。
如图1-15所示,螺栓上的接触面主要是螺纹的下表面,按着Shift键依次将其选中。
如图1-16所示,螺母上的接触面主要是螺纹的上表面,同样按着Shift键依次将其选中。
设置接触面的属性。
选择Interaction->Manager->Creat中创建接触面,类型选择面和面接触,选择Mechanical->Tangential Behavior,输入摩擦系数为0.14,选择Mechanical->Normal Behavior,接受默认设置,最终设置如图1-17所示。
选择Interaction->Creat,创建螺栓和螺母之间的接触,接触,类型选择刚刚定义的接触类型,设置结果如图1-18所示。
图1-15
图1-16
图1-17
图1-18
最后,创建任务,接受默认设置,并提交计算。
1.4.仿真结果
将任务提交计算之后,得到的3维应力云图如图1-19所示。
为了观察更为方便,我们将云图剖开,如图1-20所示。
从云图中我们可以看出,螺栓头部与螺杆相接触的地方的应力较大,螺栓的螺纹处,由于截面发生变化也聚集着较大的应力。
由于在仿真过程中,将压力施加在螺母的下表面,因此螺母的下方的变形较大,螺母的下方的几条螺纹的受力较大,顶层的两层螺纹几乎不受力。
使用Abaqus中的工具对题目要求的节点的应力进行测量,结果如表1所示。
图1-19
图1-20表1。