ANSYS命令流学习笔记17-超弹性材料分析及WB-ABAQUS分析对比
ABAQUS与ANSYSWorkbench求解对比——接触分析
ABAQUS与ANSYSWorkbench求解对比——接触分析继上次进行静力学分析和模态分析对比后,本次带来ABAQUS与ANSYS Workbench接触求解对比。
选用模型如图1所示,下方长方体两侧固定,上方滑块施加10MPa表面压力,对比两款软件的求解误差。
图1 几何模型示意图为了保证两者网格、材料条件完全一致,采用Hypermesh进行网格划分,得到如下网格模型,同时在Hypermesh中完成材料定义以及单元类型设定,材料为steel(杨氏模量2.1e11Pa,泊松比0.3),单元类型为高阶全积分单元,并完成属性指派。
图2 网格模型01 ABAQUS分析一、前处理将设定好的网格模型在Hypermesh中导出为inp文件后导入ABAQUS中,进行后续设定。
由于几何模型、材料参数、网格系统均已完成设定,因此只需在ABAQUS中进行求解设置便可提交运算。
二、求解1、分析步创建:在Step模块创建Static,General分析步,分析步设定保持默认。
2、连接关系构建:长方体上表面与正方体下表面间创建接触,法向参数保持默认,切向通过Penalty方式设定摩擦系数为0.15。
3、边界条件设定:1)位移边界条件在Load模块单击Create Boundary Condition,选择Symmetry/Antisymmetry/Encastre,选择长方体两侧端面节点,施加完全固定约束。
2)载荷边界条件在Load模块单击Create Load,选择Pressure,选择正方体上表面,施加表面压力,大小为10MPa,完成载荷施加,得到的边界条件如图3所示。
图3 边界条件设定在Job模块中创建作业并提交求解,得到如下求解结果。
三、后处理在Job模块单击Results,进入后处理模块,得到的应力云图以及位移云图如下图所示。
图4 应力云图(ABAQUS)图5 位移云图(ABAQUS)02 ANSYS分析在Hypermesh得到的网格模型以inp文件形式导入ANSYS Workbench中,搭建静力学分析流程,如图6所示。
CAE-ANSYS Mechanical介绍(超弹性、粘弹性)
应用多种超弹性本构的案例:膝盖韧带分析
Cartilage(软骨) Isotropic Mooney-Rivlin
Ligament(韧带) Transversely isotropic Neo-Hookean
Meniscus(半月板)
Fung
W
2
I1
3
F2 (I4 )
Orthotropic Hyperelastic:
i 1
2i
3 i
3
第三类分子统计学本构模型,Neo-Hookean、Gent。
W
2
I1
3
5
超弹性模型 介绍
6
超弹性模型 选择
• 2阶项的 Mooney-Rivlin模型(ANSYS提供2,3,5,9参数的 模型)
W C1I1 3 C2 I2 3
W C1(I1 3) C2 (I2 3) C3 (I1 3)(I2 3)
Cauchy应力 剪切松弛模量 Green应变
t
0
2G t
de
d
d
t
I 0
K
t
d
d
d
式中σ——Cauchy应力(真实应力)
G(t)——为剪切松弛核函数
K(t)——为体积松弛核函数(由于体积几乎不变,可不考虑)
e——为应变偏量部分(剪切变形)
Δ——为应变体积部分(体积变形)
t——当前时间
τ——过去时间
粘弹性模型 静态 时温等效
• 时温等效原理 升高温度与延长时间对分子运动或高聚物的粘弹行为都
是等效的,这个等效性可以借助转换因子aT,将在某一温度 下测定的力学数据转换成另一温度下的数据.
静态下,升高温度与延长时间等效 降低温度与缩短时间等效
AnsysNastranAbaqus
AnsysNastranAbaqus Static分析结果⽐较
1. FastModel⾥导⼊⼀个长⽅体
2. 设置边界:长⽅体两端随机设置四点为固定约束,⼀端两点设置为集中⼒荷载X=5, Y=3,如图:
3. 材料库⾥选择⼀种材料
4. Element 属性设置为3D solid。
5. Mesh 属性设置为1阶,Tet 四⾯体Mesh
6. 将有限元模型分别导出为 Ansys,Nastran,Abaqus 格式,并进⾏求解
7. 查看计算结果:
1. Vonmises stress
1.1 Abaqus Stress结果
1.2. Ansys Stress结果
1.3. Nastran Stress结果
2. 位移结果
2.1. Abaqus 位移结果
2.2. Ansys 位移结果
2.3. Nastran位移结果
对于简单的模型,static分析,三软件计算结果完全相同,后续将陆续测试在FastModel中建⽴复杂有限元模型,利⽤ Mesh模块的Size function,测试⽹格质量对结果的影响,以及Ansys/Nastran/Abaqus/Comsol/Radioss 在buckling,
modal,Nonlinear,Thermal 分析的精度⽐较。
有兴趣的朋友可以提供复杂的CAD模型和仿真需求,共同研究。
ANSYS与ABAQUS软件介绍及对比
ANSYS与ABAQUS软件介绍及对比1.功能和应用领域:ANSYS是一款强大的通用有限元分析软件,包括结构、热力学、流体力学等多个领域,能够模拟各种复杂的物理现象。
它具有灵活的建模能力,可以进行静力学、热分析、模态分析、优化等多种分析,并且易于与其他软件集成。
ANSYS在航空航天、能源、汽车、电子等众多领域具有广泛的应用。
ABAQUS是由达索系统公司开发的有限元分析软件,主要用于结构和材料领域的分析。
它提供了丰富的分析类型,包括静力学、动力学、热分析、流体-结构耦合等。
ABAQUS具有强大的非线性分析能力,适用于复杂的材料行为和结构变形的仿真。
它在航空航天、汽车、能源等领域得到了广泛应用。
2.用户界面和建模:ANSYS提供了直观友好的用户界面,可以通过命令行或图形界面进行交互。
它具有丰富的建模和网格划分工具,能够快速创建几何模型并生成高质量的网格。
ANSYS还提供了强大的后处理工具,可以对计算结果进行可视化和分析。
ABAQUS的用户界面相对较为复杂,需要通过命令行或者Python脚本进行操作。
它的建模功能相对较少,对于复杂的几何模型需要使用其他软件进行前处理。
ABAQUS的后处理能力强大,可以进行详细的结果分析和可视化。
3.材料模型和求解算法:ANSYS提供了丰富的材料模型,包括线性弹性、非线性弹性、塑性、损伤等多种模型。
它使用有限元方法进行求解,可以选择不同的求解算法和求解器,如直接法、迭代法等。
ANSYS的求解速度较快,特别适用于大规模模型和复杂加载条件。
ABAQUS同样提供了多种材料模型,包括线性和非线性模型。
它使用显式和隐式求解算法,具有较好的稳定性和精度。
ABAQUS在非线性分析和大变形问题上有较好的表现,但对于大规模模型的求解速度相对较慢。
4.支持和学习资源:ANSYS和ABAQUS都拥有庞大的用户群体和丰富的学习资源。
两者均提供了官方文档、教程、培训等支持服务,用户可以从官方网站获取相关资料。
ANSYS与ABAQUS稳定性分析报告比较
ANSYS与ABAQUS稳定性分析比较(转载-来自结构工程师崔家春的个人空间)其实,这些东西很简单,大多数朋友应该都比较了解。
但是作为整个稳定性分析的一部分,觉得还是整理一下吧,也算是对后来者又抛了一块砖。
算例描述:为了能体现出一般性,我故意找了一个比较大的结构。
这是一个单层网壳结构,最大尺寸在90m左右,杆件长度在1.13m-3.63m之间,截面形式为箱型截面;构件布置见下图。
荷载任意挑选一个标准组合(具体是哪个不记得,只是验证软件单元特征,没有关系)。
在ANSYS软件中分别采用BEAM44、BEAM188和BEAM189进行计算。
分析结果见下文。
2阶屈曲荷载因子;由表格可以看出,利用ANSYS软件进行Buckling分析时,不同BEAM单元类型对单元剖分数量的要求。
(1)BEAM44和BEAM189对单元的剖分数量要求较低,每根构件采用1个单元和采用2、3、4个单元时计算结果相差不大,在工程上这种误差应该是可以接受的。
(2)BEAM188单元对单元剖分数量的要求要高一些,从结果来看,每根杆件采用5个BEAM188单元计算结果才与采用1个BEAM44或BEAM189单元计算结果相同。
(3)在利用ANSYS进行Buckling分析时,以选用BEAM44与BEAM189单元为佳。
(4)选用BEAM44单元时,虽然每根杆件采用1个单元和多个单元计算结果相差不大,但是本人还是建议每根杆件选用2至3个单元。
理论上对于每根构件而言,在设计时已经保证了其稳定性,但是我们也可以在整体稳定性分析过程中进一步对其进行校核。
如果采用1个单元,就达不到这个效果。
(5)理论上能选择189单元是最好不过啦,不过考虑其是3节点单元,有时候从其它软件数据转过来时可能会有点不方便。
(6)考虑到后期进行非线性稳定计算,由于BEAM44单元不能考虑材料非线性,在前后延续上还是采用BEAM189比较好,而且3节点单元在单元剖分数量上要求也较低。
Abaqus Ansys 对比
Abaqus PK Ansys和Ansys比起来,Abaqus的优势十分明显,下面主要通过比较Abaqus的三个主要模块来进行说明。
尤其在适合我所封装产品高效的前处理——CAE1.达索公司深厚的CAD背景是Abaqus\CAE的天然优势。
基于达索公司的CAD平台,Abaqus\CAE提供了一个完整、现代、易用、业界领先的前处理系统,采用现代化的Windows窗口设计,采用CAD方式建模和可视化视窗系统,强大的布尔运算、拖拉、旋转、拷贝、镜射、倒角等多种手段,可以建立起真实地反映工程结构的复杂几何模型,具有良好的人机交互特性。
尤其在封装模型的建立修改更加方便快捷2.封装结构收到的载荷是多种多样的,而且载荷形式非常复杂,abaqus/CAE具有强大的模型管理和载荷管理手段,为多任务、多工况实际工程问题的建模和仿真提供了方便。
能更加真实的仿真封装结构的实际载荷情况。
3.鉴于封装结构中存在着大量的接触问题,而且abaqus/CAE中单独设置了INTERACTION模块,可以精确地模拟封装结构在实际情况存在的多种接触问题。
4.具有很强的开放性,可以结合Python语言方便的定制用户化界面,方便用户操作。
目前存在大量插件,比如处理材料特性,数据后处理等,而且提供一个插件开发工具,很容易开发自己的插件,以简化操作。
5.Abaqus拥有所有有限元软件中最齐全的帮助,这个帮助系统拥有可准确解决目前遇到的疑惑。
6.针对中国市场,Abaqus\CAE有中文版,简单易学。
强大的隐式求解器——StandardAbaqus/Standard是一个通用分析模块,它能够求解广泛的线性和非线性问题,包括结构的静态、动态、热和电响应等。
对于通常同时发生作用的几何、材料和接触非线性采用自动控制技术处理。
Abaqus拥有CAE工业领域最为广泛的材料模型,它可以模拟绝大部分工程材料的线性和非线性行为,而且任何一种材料都可以和任何一种单元或复合材料层一起用于任何合适的分析类型。
ANSYS命令流学习笔记17-超弹性材料分析及WB-ABAQUS分析对比
ANSYS命令流学习笔记17-超弹性材料分析及WB-ABAQUS 分析对⽐! ANSYS 命令流学习笔记17-超弹性材料分析及WB-ABAQUS 分析对⽐ !学习重点:⾮线性材料建⽴在线性材料的基础上,理解好线性才⾏,在概念上就能理解好⾮线性材料。
但是⾮线性的计算⼜是另外⼀个概念,先学习材料部分知识吧。
理解应⼒应变的张量形式、应变能函数、⾼度⾮线性下应变能函数形式。
!1、应变张量张量最初是⽤来表⽰弹性介质中各点应⼒状态的,在三维坐标下,应⼒和应变的状态可以⽤9个分量来表⽰,超弹性材料主要使⽤应变张量及应变张量不变量这两个概念。
任意⼀点的应变状态可由矩阵表⽰:??z zy zxyz y yx xz xy x εγγγεγγγε存在三个相互垂直的⽅向。
在这三个⽅向上没有⾓度偏转,只有轴向的应变,该正应变称为主应变,此三⽅向成为主⽅向。
此时,该点应⼒状态由矩阵表⽰:但是应变张量表达中,某⼀点的应变状态矩阵,和坐标⽅向的选取有着很⼤关系。
为了表达坐标⽆关的某点应变状态,定义应变张量不变量I 1、I 2、I 3 ,分别为应变张量的第⼀,第⼆和第三不变量。
由下式表⽰:取= 1/3*I 1,将应变张量可以分解为应变球张量和应变偏张量,分别对应应变的形状改变部分和体积改变部分。
+---=m mm m z zyzx yzmy yxxzxy m x ijεεεεεγγγεεγγγεεε000000?=321000000εεεεij m ε!2、应变能函数⼀维应变能函数:⼀维应变能密度函数:W 或U 函数形式能够确定的话,应⼒与应变之间的关系也就完全确定了,反之应变应⼒关系确定可以反推应变能密度函数。
可以认为应变能密度函数是材料本构关系的⼀种表达形式。
!3、应变能函数形式(1)延伸率、不变量、体积⽐在确定应变能函数形式之前,⾸先要确定应变能函数的变量。
⾸先定义延伸率λ:其中,E ε⼀般称为⼯程应变或名义应变。
(此外,⼀般说的⼯程应⼒,真实应⼒)。
(3)[转载]ABAQUS、ANSYS、FLAC3D的比较
(3)[转载]ABAQUS、ANSYS、FLAC3D的比较相同之处:ABAQUS、 ANSYS、 FLAC3D 都是CAE数值模拟分析软件,其中ABAQUS 和ANSYS是大型通用有限元计算软件,应用于各个领域;而FLAC3D 是快速拉格朗日有限差分计算程序,应用范围只限于土木工程。
不同之处:前出理:ANSYS 要比其他两个计算软件强,ANSYS 可以为用户提供便于鼠标键盘操作的窗口。
在此窗口中,用户可以用点-线-面-体的方法建立三维几何模型。
ABAQUS/CAE 这方面仅此于ANSYS,需要把各个部分分别建立然后再进行组合。
FLAC3D 需要用户自己编写模型程序,形式复杂而且容易出错。
由于存在以上差异,运用ANSYS建立几何模型,利用FORTRAN 程序将模型数据转换为ABAQUS 或FLAC3D 可以读入的模型程序已经可以实现。
数值计算分析应用:就接触问题而言,ABAQUS 要好于其他软件;就结构优化设计或拓扑优化设计而言,ANSYS 较好;就计算锚固问题而言,FLAC3D 要比其他计算软件好;就编程序建模而言,ABAQUS 仅此于ANSYS;就应用范围而言,ABAQUS 和ANSYS 应用范围广。
后处理:FLAC3D 要强于ABAQUS、ANSYS,其操作简便,成图效果较好,文本编译也很方便。
ansys :基于连续介质力学,可以生成节理单元,但在考虑随即的节理裂隙网络上有所欠缺,考虑节理裂隙网络后,可能出现计算结果不容易收敛。
flac:基于连续介质,前处理可以在ansys生成,容易加入锚杆单元,在节理裂隙网络生成上和ansys 差不多,但是即使计算不受敛,获得计算结果也比较容易。
udec:基于非连续介质,主要用离散块体,通过运动+变形来求解。
容易生成节理,特别是整齐的节理网络(对随即节理网络生成不知道容不容易,我还不太了解),但是如果考虑衬砌对围岩的粘结摩擦效果肯定要考虑围岩的应力应变得变形效果,而由于udec 的block 主要是刚体单元(不知道能否考虑有弹塑性的可变形单元),所以这是本计算的困难点,而且udec 的收敛性也是一个困难点。
ansys与abaqus的对比学习
前段时间一直采用anasys模型来分析结构,由于结构所涉及到的非线性较多(预应力、接触、混凝土),结果总是不如人意,查阅网上所有资料均说abaqus非线性性能要比ansys好。
老一辈的人总说:“办法总比困难多”,在这句话的激励下,在ansys分析模型到达穷途末路的时候,想到了将ansys中的模型倒入abaqus中进行计算。
初始接触abaqus有点害怕,有点茫然。
原因之一为abaqus的学习资料少,会用的人少,精通的人更少,学习起来困难。
于是乎,看书,看帮助,打电话求教,磕磕碰碰走到今。
为了减少有志学习abaqus后生的学习难度,在此将abaqus初级关键词的用法与格式进行解释,并与ansys进行对照(虽然采用python语言编写的.inp文件更加简洁明朗,但对于初始学者,关键词也是一种快速入门的捷径)。
由于学习的时间不长(三天左右吧),难免有不知或不正确的地方,如有意请各看官加以指正与补充,在此先行谢过了。
(一)总规则1、关键词必须以*符号开头,且关键词前无空格;2、**为解释行,它可以出现在文件中的任何地方;2、当关键词后带有参数时,关键词后必须采用逗号相隔;3、参数间采逗号相隔;4、关键词可以采用简写的方式,只要程序能够识别就可以了;5、没有隔行符,如果参数比较多,一行放不下,可以另起一行,只要在上一行的末尾加逗号便可以;(二)建模部分关键词在我的学习过程中,是将ansys的模型倒入abaqus的,最简单的方法就是在ansys中提取单元与节点信息,将提取出来的信息在abaqus中形成有限元模型。
因此首先从节点的关键词来开始吧。
1、*heading描述行这是.inp文件的开头语,相当于你告诉abaqus,我要进行工程建模与分析了。
另起一行可以对模型进行描述,这个描述可有可无,只是为了以后阅读的方便。
abaqus中对每个模块没有清晰的界定,根据关键词的不同来判别进入哪个模块。
而在ansys中对模块要求比较严格,如/prep7为前处理模块,/solu为求解模块,/post26为后处理模块。
基于ANSYS与ABAQUS的赫兹接触问题有限元分析对比
基于ANSYS与ABAQUS的赫兹接触问题有限元分析对比郭波[长春设备工艺研究所,长春130012][ 摘要] 分别应用ANSYS软件与ABAQUS软件求解某精密部件的赫兹接触问题,并通过实验结果验证有限元分析结果的计算精度,结果显示ANSYS软件在求解精密部件的赫兹接触问题方面具有较高的求解精度。
[ 关键词]ANSYS,ABAQUS,赫兹接触,有限元Finite element analysis of Hertz contact problem based onANSYS and ABAQUSGUO Bo[Changchun Equipment &Technology Research Institute , Changchun 130012][ Abstract ] Solve Hertz contact problem both using ANSYS and ABAQUS, then verificate the computational accuracy of the Finite element analysis. The result shows, it hashigher calculation precision in terms of Hertz contact problem of ANSYS insolving precision components.[ Keyword ] ANSYS,ABAQUS, Hertz contact, Finite element analysis1前言接触分析能够解决典型的状态非线性问题,在工程中应用广泛。
由于传统的赫兹接触理论是在许多假设的前提下推导的近似解,而且在许多场合这些假设的前提是不成立的,因此运用赫兹理论来解决接触问题存在一定的局限性。
近年来,随着计算机技术的普及,各种商用有限元分析软件逐步发展,有限元方法已成为应用广泛并且实用高效的求解接触问题的数值分析方法。
ABAQUS与ANSYS对照
前段时间一直采用anasys模型来分析结构,由于结构所涉及到的非线性较多(预应力、接触、混凝土),结果总是不如人意,查阅网上所有资料均说abaqus非线性性能要比ansys好。
老一辈的人总说:“办法总比困难多”,在这句话的激励下,在ansys分析模型到达穷途末路的时候,想到了将ansys中的模型倒入abaqus中进行计算。
初始接触abaqus有点害怕,有点茫然。
原因之一为abaqus的学习资料少,会用的人少,精通的人更少,学习起来困难。
于是乎,看书,看帮助,打电话求教,磕磕碰碰走到今。
为了减少有志学习abaqus后生的学习难度,在此将abaqus初级关键词的用法与格式进行解释,并与ansys进行对照(虽然采用python语言编写的.inp文件更加简洁明朗,但对于初始学者,关键词也是一种快速入门的捷径)。
由于学习的时间不长(三天左右吧),难免有不知或不正确的地方,如有意请各看官加以指正与补充,在此先行谢过了。
(一)总规则1、关键词必须以*符号开头,且关键词前无空格;2、**为解释行,它可以出现在文件中的任何地方;2、当关键词后带有参数时,关键词后必须采用逗号相隔;3、参数间采用逗号相隔;4、关键词可以采用简写的方式,只要程序能够识别就可以了;5、没有隔行符,如果参数比较多,一行放不下,可以另起一行,只要在上一行的末尾加逗号便可以;(二)建模部分关键词在我的学习过程中,是将ansys的模型倒入abaqus的,最简单的方法就是在ansys中提取单元与节点信息,将提取出来的信息在abaqus中形成有限元模型。
因此首先从节点的关键词来开始吧。
1、*heading描述行这是.inp文件的开头语,相当于你告诉abaqus,我要进行工程建模与分析了。
另起一行可以对模型进行描述,这个描述可有可无,只是为了以后阅读的方便。
abaqus中对每个模块没有清晰的界定,根据关键词的不同来判别进入哪个模块。
而在ansys中对模块要求比较严格,如/prep7为前处理模块,/solu为求解模块,/post26为后处理模块。
论ANSYS与ABAQUS有限元软件区别
论ANSYS与ABAQUS区别在常用的有限元分析软件中,ANSYS,ABAQUS,NASTRAN,LS-DYNA等因为其友好的界面,强大的分析功能,丰富的前后处理,而占据了绝大部分CAE市场。
就应用而言,ANSYS在高校里面具有绝对的优势,在图书馆中,ANSYS的书籍多如牛毛。
而当我们离开象牙塔后,却发现ABAQUS在企业中占据了相当的份额,尽管在高校图书馆中,ABAQUS的书籍屈指可数。
本博客准备展开系列考察,对ANSYS和ABAQUS从各个方面进行比较,通过具体算例以考察各自的适用领域,各自的优缺点,从而方便CAE爱好者选择适合自己的工具进行分析。
请读者注意,这系列博文只是笔者个人的观点,因为视野的局限性,其中一定有偏颇之处,所以请朋友们带着怀疑的眼光来看待这些文章,既不要盲目相信笔者的观点,也不要因为自己习惯用ANSYS或者ABAQUS,就一味否定其它软件。
本篇博文是第一篇,主要阐述这两款软件在基本理念上的区别。
ABAQUS与ANSYS的第一个区别,笔者感觉是工程化与学术化的区别,ANSYS 偏学术,而ABAQUS则偏于工程。
这一点从二者划分网格形成有限元模型的时间点可以看出来。
在ANSYS的经典界面中,第一步就要选择单元类型,然后可以用直接法首先创建节点,根据节点创建单元,此后可以在单元上施加载荷,在节点上施加边界条件。
总之,这种操作一开始,就让人感觉到在使用有限元方法工作。
虽然在ANSYS WORKBENCH中内部隐藏了单元类型的选择问题,但是在得到几何模型后,接着立即是划分网格得到有限元模型,再次是施加边界条件进行求解。
总体上,ANSYS给人的感觉是,有限元模型味道浓厚。
但是ABAQUS则并不强调有限元模型。
对ABAUQS而言,划分网格是很靠后的事情,用户开始总是在与几何模型打交道,创建几何模型,设定材料,确定截面属性,并将截面赋予给几何体,接着从零件得到装配体,建立零件之间的关系,以及确定分析步,设置载荷与边界条件,这一切都结束以后,直到求解之前,ABAQUS才漫不经心的地开始划分网格,网格划分完毕后,立即就是求解了。
ANSYS与ABAQUS稳定性分析报告比较
ANSYS与ABAQUS稳定性分析比较(转载-来自结构工程师崔家春的个人空间)其实,这些东西很简单,大多数朋友应该都比较了解。
但是作为整个稳定性分析的一部分,觉得还是整理一下吧,也算是对后来者又抛了一块砖。
算例描述:为了能体现出一般性,我故意找了一个比较大的结构。
这是一个单层网壳结构,最大尺寸在90m左右,杆件长度在1.13m-3.63m之间,截面形式为箱型截面;构件布置见下图。
荷载任意挑选一个标准组合(具体是哪个不记得,只是验证软件单元特征,没有关系)。
在ANSYS软件中分别采用BEAM44、BEAM188和BEAM189进行计算。
分析结果见下文。
2阶屈曲荷载因子;由表格可以看出,利用ANSYS软件进行Buckling分析时,不同BEAM单元类型对单元剖分数量的要求。
(1)BEAM44和BEAM189对单元的剖分数量要求较低,每根构件采用1个单元和采用2、3、4个单元时计算结果相差不大,在工程上这种误差应该是可以接受的。
(2)BEAM188单元对单元剖分数量的要求要高一些,从结果来看,每根杆件采用5个BEAM188单元计算结果才与采用1个BEAM44或BEAM189单元计算结果相同。
(3)在利用ANSYS进行Buckling分析时,以选用BEAM44与BEAM189单元为佳。
(4)选用BEAM44单元时,虽然每根杆件采用1个单元和多个单元计算结果相差不大,但是本人还是建议每根杆件选用2至3个单元。
理论上对于每根构件而言,在设计时已经保证了其稳定性,但是我们也可以在整体稳定性分析过程中进一步对其进行校核。
如果采用1个单元,就达不到这个效果。
(5)理论上能选择189单元是最好不过啦,不过考虑其是3节点单元,有时候从其它软件数据转过来时可能会有点不方便。
(6)考虑到后期进行非线性稳定计算,由于BEAM44单元不能考虑材料非线性,在前后延续上还是采用BEAM189比较好,而且3节点单元在单元剖分数量上要求也较低。
ABAQUS软件与ANSYS软件的对比分析
ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件,其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。
ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。
并拥有各种类型的材料模型库,可以模拟典型工程材料的性能,其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。
作为通用的模拟工具,ABAQUS 除了能解决大量结构(应力/ 位移)问题,还可以模拟其他工程领域的许多问题,例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析(流体渗透/应力耦合分析)及压电介质分析。
7.与其它软件比较
ABAQUS是目前非线性计算很强的一个软件,结构计算方面比ANSYS强但是没有流体模块所以不能做流体计算,另外一个非线性很强的软件是ADINA它同时具备结构和流体分析模块目前是最好的流固耦合分析软件。
ANSYS与ABAQUS比较之实例7
ANSYS与ABAQUS比较之实例7本实例是ANSYS与ABAQUS比较之系列的第7个例子,该例子主要说明超弹性材料的受压分析。
本篇1使用ABAQUS分析,下篇2将使用ANSYS进行分析【问题描述】一橡胶支座如下图所示X下钢板底面被竖直支撑,在上钢板顶面上施加0.5MPa的压力,要求对橡胶支座做压缩仿真。
已知:钢材的弹性模量206e3MPa,泊松比0.3;橡胶则有三组试验数据:单轴拉伸,双轴拉伸,平面剪切试验数据如下表1 单轴拉伸试验数据表2 双轴拉伸试验数据表3 平面剪切试验数据橡胶支座的几何尺寸均已知(该图是通过支座旋转轴的一个半切面)【问题分析】•分析类型:静力学分析•非线性考虑:因为有大变形,需要考虑几何非线性;橡胶也钢材紧密结合,节点共享,不需要考虑接触问题;橡胶是典型的超弹性材料,要输入试验数据模拟应力-应变曲线。
钢材是线弹性。
•几何建模:轴对称问题,只需要取出一个截面,由于结构上下对称,再取该截面的一半建模,以减小计算量。
•分析步:只需要一个分析步。
•边界条件:对于对称面施加对称边界条件,在钢材表面施加均布载荷。
•网格划分:使用四边形杂交轴对称单元CAX8H.【求解过程】1. 创建部件根据上述尺寸创建草图,创建一个轴对称柔性部件,并分割为两部分,结果如下图。
2. 定义材料属性定义两种材料属性:钢材和橡胶。
对于钢材,只定义弹性模量和泊松比对于橡胶,定义超弹性材料,确定对于应变势能使用多项式,而该多项式是用试验数据插值得到的。
对于试验数据,分别输入单轴,双轴,平面试验数据。
进行数据插值,获取多项式的系数3. 定义并分配截面属性创建两种截面属性,分别索引两种材料模型将这两种截面属性分配到几何图形中对应的面域4. 装配部件只有一个部件,直接装配。
5. 设置分析步只设置一个分析步,打开大变形开关,设置初始时间步长为0.016. 定义载荷和边界条件对于上边线,定义对称边界条件对于下边线,在第一个分析步中施加均布载荷7. 划分网格对各边指定下图所示的网格划分份数使用四边杂交轴对称单元CAX8H划分网格,结果如下8. 创建作业并提交9. 后处理观察橡胶支座的变形。
ANSYS建模导入abaqus
一、Ansys中建模导入abaqus 中虽然很早就看到有人在ANSYS建模,然后得出几何模型数据,再进入到ABAQUS软件进行计算,但是过程相对来说比较繁琐一些。
某些设计院或者研究人员自己也编制了一些导入程序,但都属于内部使用。
前几天看到ABAQUS 6.10版本可以实现ANSYS模型的直接导入,便尝试了一下,发现效果还是很不错的。
基本流程如下:1. 首先在ANSYS模型中输入cdb格式的文件。
(下面是世博会中国的ANSYS模型)我用的输出的方法是:命令行中输入cdwrite,all,filename,cdb,然后在文件下便出现我们所需要的文件。
可能还有其他办法,我没有尝试。
2. 打开ABAQUS 6.10文件中的import命令,导入模型即可。
3. 在ABAQUS中即可显示出导入后的模型。
看效果还是很不错的。
然后查看信息,包含的还是很全的。
在导入的时候很顺利,没有遇到什么情况,但我对导入后的模型没有没有做详细的检查,大家有兴趣了可以自己试试看。
二、请问各位大侠:请问ABAQUS后处理云图中,其图例的字体大小怎样调整?谢谢。
如果我没有理解错的话。
viewport//viewport annotation options//进入viewport annotation options对话框,选择Legend标签,在Text区域选择Set Front按钮进行设置。
inp编码介绍(一).ABAQUS头信息文件段(1-4)1.*PREPRINT 输出求解过程所要求的信息(在dat文件中)ie:*PREPRINT, ECHO=YES, HISTORY=YES, MODEL=YES2.*HEADING 标题输出文件(出现在POST/VIEW窗口中,且出现在结果输出文件中)ie:*HEADINGSTRESS ANAL YSIS FOR A PLATE WITH A HOLE3.*RESTART 要求abaqus/standard输出其POST/view模块所需要的.res文件。
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! ANSYS 命令流学习笔记17-超弹性材料分析及WB-ABAQUS 分析对比 !学习重点:非线性材料建立在线性材料的基础上,理解好线性才行,在概念上就能理解好非线性材料。
但是非线性的计算又是另外一个概念,先学习材料部分知识吧。
理解应力应变的张量形式、应变能函数、高度非线性下应变能函数形式。
!1、 应变张量张量最初是用来表示弹性介质中各点应力状态的,在三维坐标下,应力和应变的状态可以用9个分量来表示,超弹性材料主要使用应变张量及应变张量不变量这两个概念。
任意一点的应变状态可由矩阵表示:⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛z zy zxyz y yx xz xy x εγγγεγγγε存在三个相互垂直的方向。
在这三个方向上没有角度偏转,只有轴向的应变,该正应变称为主应变,此三方向成为主方向。
此时,该点应力状态由矩阵表示:但是应变张量表达中,某一点的应变状态矩阵,和坐标方向的选取有着很大关系。
为了表达坐标无关的某点应变状态,定义应变张量不变量I 1、I 2、I 3 ,分别为应变张量的第一,第二和第三不变量。
由下式表示:取= 1/3*I 1,将应变张量可以分解为应变球张量和应变偏张量,分别对应应变的形状改变部分和体积改变部分。
⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛---=m mm m z zyzx yzmy yxxzxy m x ijεεεεεγγγεεγγγεεε000000⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=321000000εεεεij m ε!2、 应变能函数 一维应变能函数:一维应变能密度函数:W 或U 函数形式能够确定的话,应力与应变之间的关系也就完全确定了,反之应变应力关系确定可以反推应变能密度函数。
可以认为应变能密度函数是材料本构关系的一种表达形式。
!3、 应变能函数形式(1) 延伸率、不变量、体积比在确定应变能函数形式之前,首先要确定应变能函数的变量。
首先定义延伸率λ:其中,E ε一般称为工程应变或名义应变。
(此外,一般说的工程应力,真实应力)。
由三个主延伸率λ1,λ2和λ3,也可以表示变形,在ansys 中用主延伸率定义应变势能函数。
由延伸率定义应变不变量,如下:232221321232322222122322211λλλλλλλλλλλλ=++=++=I I I 体积比J 定义为材料变形后体积与未变形体积的比:(2) 应变能密度函数()()321321,,or ,,λλλW W I I I W W ==如果将应变能密度函数分解为偏差项和体积项(I3=J^2,所以定义中不用I3):式中,引入了偏差主延伸和偏差不变量:(3)应变能密度函数的多项式形式 下表为各函数形式的适用范围:所以这里主要说一说多项式形式:其中初始体积模量和初始剪切模量是:其中Cij 和 di 通常定义为材料性质,i+j 的值增加,参数数量增加,一般由实验数据拟合(最小二乘法)求得。
当材料完全-不可压缩状况时, J = 1,di = 0;应变能密度函数为下式,这就是完全不可压缩的Mooney-Rivlin 2参数模型:当01C 也为零时,则称为Neo-Hooke 模型。
如果橡胶材料基础试验数据齐全,有单轴拉伸、等轴拉伸、平面拉伸试验数据,尽量采用完全多项式或Ogden 模型。
如试验数据不全,如只有单轴拉伸,尽可能采用缩减多项式模型,如小应变的Neo-Hooke ,最好不要使用完全多项式或Ogden 模型。
!4、 橡胶材料特性超弹性 (hyperelastic) 是指材料存在一个弹性势能函数,该函数是应变张量的标量函数,其对应变分量的导数是对应的应力分量,在卸载时应变可自动恢复的现象。
应力和应变不再是线性对应的关系,而是以弹性能函数的形式一一对应。
超弹性是描述一种应力应变关系非线性的材料的一种模型,例如橡胶,泡沫等。
只要满足此定义的模型皆可称之为超弹性材料模型。
(百度百科)以橡胶为例,分子链高度扭转卷曲, 且在未变形状态下取向任意。
在拉伸载荷作用下, 分子链变得平直。
去除载荷后,分子链恢复最初的形态。
应力-应变关系是高度非线性的。
分子链的拉直引起变形, 所以在外加应力作用下, 体积变化很小。
因此, 高弹体几乎不可压缩。
拉伸状态下, 材料先软化再硬化,而压缩时材料急剧硬化。
如下图:!5、试验数据测量定义超弹性材料最好的方法就是提供试验数据,然后ANSYS/ABAQUS程序根据最小二乘法拟合。
这里要注意试验数据必须是名义应力和名义应变。
根据分析所需的应变范围,提供大于分析所需应变范围的试验数据。
压缩量作为负值输入。
橡胶材料基础试验大概上图的8种,从单轴拉伸、双轴拉伸、平面拉伸(平面剪切)及体积压缩实验中能够获得足够精确的试验数据。
所以常用此4类试验数据来定义橡胶材料的力学行为。
假设不可压缩(J=1),下列变形模式相同:(1)单轴拉伸--- 等双轴压缩(2)单轴压缩--- 等双轴拉伸(3)平面拉伸--- 平面压缩所以一般情况下,在ANSYS/ABAQUS中定义单轴拉伸、双轴拉伸、平面剪切这三种试验数据,以拟合求得应变能函数系数。
!5、有限元计算关于橡胶材料有限元计算中的计算方法及收敛判定,以后再详细讨论。
!问题描述! 在压缩机等回转结构中,常常有下图所示的防震缓冲结构(轴对称结构),上下为钢板,中间为橡胶。
!APDL命令:finish/clear/title,link modal !单位采用mm、MPa/prep7et,1,plane182,0, ,1 !四节点四边形单元,减缩积分,轴对称!!!当网格数量少的时候,ansys选择减缩积分导致零能变形(即沙漏模型),此例网格划分数量,不收敛。
如果继续细化网格,会趋向于收敛!!!!!!在ABAQUS中选择缩减积分,对应会选择沙漏控制,增强网格,可以达到很好的收敛效果!!!!!!一般来说,减缩和完全积分会有应力值上的差别,这就要谈到高斯积分,先挖一个坑,下次理一理!!!mp,ex,1,2.1e5mp,prxy,1,0.3 !定义材料1为结构钢tb,hype,2, 1,2,moontbdata, ,0.69,0.173,0.0124 !定义材料2为超弹性橡胶,2参数Mooney-Rivlin模型!!!以下为创建模型!!!k,1,2,0k,2,2,1k,3,3,2k,4,2,3k,5,3,4k,6,2,5k,7,3,6k,8,3,7l,i,i+1*enddok,9,2.4,0k,10,2.4,1k,11,3.4,2k,12,2.4,3k,13,3.4,4k,14,2.4,5k,15,3.4,6k,16,3.4,7*do,i,9,15l,i,i+1*enddo*do,i,1,6lfillet,i,i+1,0.2*enddo*do,i,8,13lfillet,i,i+1,0.2*enddol,1,9l,8,16al,allgplotrect,0,4,0,-0.25rect,0,4,7,7.25aglue,all !用胶水把面粘起来!!!以上为创建模型!!!type,1mat,1lesize,all,0.08amesh,4,5type,1mat,2amesh,1 !根据不同材料,分别划分网格lsel,s,loc,y,-0.25allsel !定义约束lsel,s,loc,y,7.25dl,all, ,ux,-3.75allsel !定义位移加载!!!以下为定义接触!!!mp,mu,2,0.2 !橡胶材料摩擦系数0.2,并应用于接触r,3, , , , , ,-0.1 !注意pinb为负值,表示radius实际值,如果为正,则是factor mat,2real,3et,2,TARGE169et,3,CONTA172 !创建ET,默认Augmented Lagrangian接触算法!由于是2D单元选择169-171/172,若为3D单元可选择170-173/174lsel,s,loc,y,0.1,6.9type,2nsll,s,1esln,s,0esurf !根据线创建target169type,3!nsll,s,1!esln,s,0esurf !创建contact172allsel!!!以上为定义接触!!!finish/soluantype,static !定义分析类型为静力分析nlgeom,on !打开大变形选项nsubst,100,1000,10 !初始子步数定义为100solvefinish/post1plnsol,u,sumplnsol,s,eqvfinish!WorkBench分析:1.首先定义橡胶材料,注意单位2.创建模型,定义摩擦接触,pinball半径为0.1,摩擦接触系数0.23.划分网格,edge sizing 0.08,选择线性单元(二次单元容易体积自锁也无法用于接触分析,二次减缩积分大变形也会体积锁死),pinball半径为0.1,摩擦接触系数0.24.施加相应载荷,打开大变形,然后设置求解步数5.求解查看应力结果,最大应力为1.9045,和APDL存在4.6%的误差。
不过误差来源主要是因为网格不同;可以看到WB网格好于APDL,虽然同样的lsize。
!ABAQUS分析:1.首先建立模型,定义上下线体为刚体,简化分析;并在线上定义参考点RP,方便施加约束和位移载荷;并设置好面的set,方便后续接触设定,载荷施加等。
2.定义橡胶材料属性,并赋予属性到面上;3.实例化模型;定义一个新的载荷步compression,此载荷步打开大变形开关,载荷步定义如下;然后定义load,固定约束定义到initial,位移载荷定义到compression;4.定义接触interaction;一、上下面与橡胶的Tie,注意线体面的选择;二、橡胶的自身接触,定义接触属性fric摩擦系数为0.2,接触形式罚函数,创建自接触self-contact,load选择initial;5.设定网格尺寸为0.08,划分橡胶部分网格,单元类型CAX4R(减缩积分,网格增强,线性四边形单元);上下线体网格尺寸0.1,单元类型RAX2;6.提交作业,查看结果;(ABAQUS 应力位移结果)7.对比WB中的结果,位移变化一致,发现其最大应力不是在同一位置,提取同一位置应力值,发现WB与ABAQUS之间有5%的误差;原因多种多样,都值得下一步探究(意思就是现在不会):一、网格;网格还是最重要的,后续会用同一种网格模型,来做对比,这里可以看到ABAQUS的自动网格好于WB;二、单元类型;ANSYS利用一次单元,选择减缩积分;ABAQUS选择一次单元,减缩积分并有自动控制的网格强化;三、接触算法也不同(penalty / augment Lagrange),不知影响有多少。
(WorkBench 应力结果)。