ABAQUS有限元素法处理原则
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。
(仅供参考)《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 DISKSPACE 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 QUOTAEXCEEDED.(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 MOREBE ALLOCATED BUT THE HARDWARE IN USE SUPPORTS ALLOCATION OF AT MOST 3GIGABYTES OF MEMORY. EITHER PRE_MEMORY MUST BE DECREASED OR THE JOBMUST 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 THESETTING FOR PRE_MEMORY. THIS ERROR IS CAUSED BY PRE_MEMORY BEINGGREATER THAN THE MEMORY AVAILABLE TO THIS PROCESS. POSSIBLE CAUSES AREINSUFFICIENT MEMORY ON THE MACHINE, OTHER PROCESSES COMPETING FORMEMORY, 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 10.00MBYTES. 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【常见问题2-5】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【常见问题3-6】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。
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。
ilovenili_ABAQUS有限元网格划分基础

ABAQUS有限元网格划分基础Simwe会员ilovenili摘要:ABAQUS中的MESH步可以产生一个集合的网格划分,根据分析的需要,你可以对网格划分的方式进行控制,系统会自动产生不同的网格划分。
当你修改PART步和ASSEMBLY步中的参数时,系统在此步会自动生成适合于这个模型的网格划分。
当然,由于ABAQUS在网格划分方面的功能还不够强大,不能够完全按照作者的意图随心所欲的进行划分,因此,可以用Patran或Hypermesh等软件生成网格,然后导入至CAE中。
下面我们讲述一下ABAQUS对二维的结构化网格划分。
关键词:网格,逻辑,二维,三结点单元,四结点单元1二维结构化网格划分:具有以下特征的二维区域才可以进行结构化网格划分:1.1区域内没有孔洞,孤立的边,或者是孤立的点。
1.2模型区域有三到五条逻辑边(我们可以把近乎直线的两条边看作是一条逻辑边,如下图所示)组成,每条边之间相互连接。
(如红线所示的两条边均可以看作是一条逻辑边)一般来讲,在三种划分方法中,结构化划分方法能够最好的对CAE所产生的网格进行控制。
如果你想用完全四边形元素对一个四条边区域进行网格划分,那么网格单元的边在边界上必须分布均匀。
对于三边形或五边形区域,限制条件将会更加复杂。
当使用结构化划分时,系统会考虑种子分布(所谓的种子分布是指种子的空间排布,与种子的数量无关。
比如说,种子分布关心的是种子到底是沿着一条边均匀的排列还是在这条边的末端更加集中一些).不过,在两个区域过渡的地方网格必须协调,比如说,两个相邻的区域分别用的是结构化和自由网格划分,那么系统就可能调节网格区域的结点以使得过渡区域的网格划分协调,正因为如此,可能使得实际的元素结点不相互匹配。
当你用结构化主导四边形元素划分一个四边形区域时,系统会插入一个单独的三角形,由此产生的网格很好的与种子相匹配,如下图所示:然而,当你用结构化主导四边形元素划分三边或五边形区域时,系统将不会插入任何三角形,由此产生的网格使用的是完全四边形元素;而且网格也可能与种子不匹配。
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-铝合金A357切削加工有限元模拟

铝合金A357切削加工有限元模拟 1铝合金A357切削加工有限元模型金属切削加工有限元模拟,是一个非常复杂的过程。
这是因为实际生产中,影响加工精度、表面质量的因素很多,诸如:刀具的儿何参数、装夹条件、切削参数、切削路径等。
这些因素使模拟过程中相关技术的处理具有较高的难度。
本文建立的金属正交切削加工热力耦合有限元模型是基于以下的假设条件: (1)刀具是刚体且锋利,只考虑刀具的温度传导;(2)忽略加工过程中,由于温度变化引起的金相组织及其它的化学变化; (3)被加工对象的材料是各向同性的; (4)不考虑刀具、工件的振动;(5)由于刀具和工件的切削厚度方向上,切削工程中层厚不变,所以按平面应变来模拟;1.1材料模型1.1.1A357的Johnson-Cook 本构模型材料本构模型用来描述材料的力学性质,表征材料变形过程中的动态响应。
在材料微观组织结构一定的情况下,流动应力受到变形程度、变形速度、及变形温度等因素的影响非常显著。
这些因素的任何变化都会引起流动应力较大的变动。
因此材料本构模型一般表示为流动应力与应变、应变率、温度等变形参数之间的数学函数关系。
建立材料本构模型,无论是在制定合理的加工工艺方面,还是在金属塑性变形理论的研究方面都是极其重要的。
在以塑性有限元为代表的现代塑性加工力学中,材料的流动应力作为输入时的重要参数,其精确度也是提高理论分析可靠度的关键。
在本课题研究中,材料本构模型是切削加工数值模拟的必要前提,是预测零件铣削加工变形的重要基础,只有建立了大变形情况下随应变率和温度变化的应力应变关系,才能够准确描述材料在切削加工过程的塑性变形规律,继而才能在确定的边界条件和切削载荷下预测零件的变形大小及趋势。
在切削过程中,工件在高温、大应变下发生弹塑性变形,被切削材料在刀具的作用下变成切屑时的时间很短,而且被切削层中各处的应变、应变速率和温度并不均匀分布且梯度变化很大。
因此能反映出应变、应变速率、温度对材料的流动应力影响的本构方程,在切削仿真中极其关键。
abaqus有限元实验报告

abaqus有限元实验报告Abaqus有限元实验报告引言有限元分析是一种工程分析方法,它通过将复杂的结构分割成许多小的有限元素,利用数值方法来模拟结构的行为。
Abaqus是一款常用的有限元分析软件,广泛应用于工程领域。
本实验报告旨在通过使用Abaqus软件进行有限元实验,分析结构的力学性能,为工程设计提供参考。
实验目的本实验旨在通过Abaqus软件进行有限元分析,研究结构在不同载荷下的应力、应变和变形情况,探讨结构的强度和稳定性,为工程设计提供依据。
实验步骤1. 确定实验模型:选择适当的结构模型,包括几何形状、材料性质等。
2. 建立有限元模型:使用Abaqus软件建立结构的有限元模型,包括网格划分、边界条件等。
3. 施加载荷:根据实验要求,施加不同的载荷条件,如静载荷、动载荷等。
4. 进行分析:通过Abaqus软件进行有限元分析,得出结构在不同载荷下的应力、应变和变形情况。
5. 结果分析:对实验结果进行分析,评估结构的强度和稳定性。
实验结果通过Abaqus软件进行有限元分析,得出了结构在不同载荷下的应力、应变和变形情况。
实验结果表明,在静载荷作用下,结构的应力分布均匀,变形较小;在动载荷作用下,结构的应力分布不均匀,存在局部应力集中现象。
通过对实验结果的分析,可以评估结构的强度和稳定性,为工程设计提供依据。
结论本实验通过Abaqus软件进行了有限元分析,研究了结构在不同载荷下的应力、应变和变形情况。
实验结果表明,在不同载荷条件下,结构的力学性能存在差异,需要针对不同情况进行合理设计。
本实验为工程设计提供了参考依据,也为Abaqus软件在工程实践中的应用提供了实验数据。
总结通过本次有限元实验,我们深入了解了Abaqus软件在工程分析中的应用,研究了结构在不同载荷下的力学性能。
有限元分析是一种重要的工程分析方法,通过模拟结构的行为,为工程设计提供依据。
希望通过本实验报告的分享,能够对工程领域的同行们有所帮助。
《ABAQUS有限元分析常见问答解答》常见问答汇总

《ABAQUS有限元分析常见问答解答》常见问答汇总1.什么是ABAQUS有限元分析?ABAQUS是一种有限元分析软件,用于模拟和分析结构、材料、流体等物体的力学行为。
它通过将实际物体离散化成有限数量的元素,并利用数值方法,计算出这些元素的力学行为。
ABAQUS可以模拟各种静态和动态问题,并且在工程和科学研究中被广泛应用。
2.如何创建一个模型?在ABAQUS中创建模型的第一步是定义几何形状。
可以通过绘制几何形状、导入CAD文件或使用预定义的几何模板来创建几何模型。
接下来,需要定义材料属性、边界条件和加载条件。
最后,生成网格并进行求解,得到模型的力学行为。
3.如何选择适当的网格密度?网格密度是指模型中网格单元的数量。
选择适当的网格密度是非常重要的,因为粗网格会导致模型不准确,而细网格则会增加计算时间。
通常,需要根据具体问题的复杂程度和计算资源的限制来选择适当的网格密度。
4.是否需要考虑材料非线性?当材料的应力-应变关系不是线性的时候,需要考虑材料的非线性行为。
ABAQUS提供了各种材料模型来模拟不同类型的非线性行为,如弹塑性、强化、断裂等。
5.如何处理接触问题?在模拟接触问题时,需要定义接触对面并选择适当的接触算法。
ABAQUS提供了多种接触算法,如基于面间距离的接触和基于面接触力的接触。
还可以定义接触的摩擦性质。
6.如何评估模拟结果的准确性?评估模拟结果的准确性可以通过与实验结果进行比较来实现。
可以比较模拟结果和实验数据之间的有关物理量,如应力、位移、应变等。
此外,还可以进行敏感性分析和验证分析来评估模拟结果的稳健性和可靠性。
7.如何处理大变形问题?当分析问题涉及到大变形时,需要使用ABAQUS中的非线性分析功能。
非线性分析可以考虑材料的非线性行为和结构的大变形。
此外,还需要定义适当的材料模型和边界条件。
8.如何处理复杂的加载条件?ABAQUS提供了各种加载条件的定义方法,如施加预定义的位移、施加预定义的力和施加定义的速度。
abaqus仿真的原理

abaqus仿真的原理ABAQUS仿真是一种强大的计算机辅助工程软件,它的核心原理就是有限元法。
有限元法是一种将复杂的物理系统简化成若干个简单的有限元素,通过将这些元素组合在一起,建立一个包含大量有限元素的模型,从而对物理系统的行为进行模拟和分析的方法。
ABAQUS仿真采用的是一种隐式求解器,这种求解器可以处理动态问题,比如高速撞击、爆炸等等。
其工作原理大多数情况下都是基于拉格朗日方法,也就是典型的有限元方法,即将大的物理体系划分成无数个小的单元(有限元),再把它们汇集到一起,形成一个整体。
有限元方法是一种数值方法,它的任务是基于初值来寻求最終数值解,数值解代表实际问题的近似解。
在ABAQUS仿真系统中,有限元法的具体实现主要包括以下几个步骤:第一步是建立物理模型。
在建立物理模型时,首先需要确定模型的尺寸和形状,然后确定物理基础方程式。
物理基础方程式包括宏观方程式(比如力学方程式)和微观方程式(比如热传导方程式)。
在建立物理模型时,还需要考虑材料的力学性质、热学性质等。
第二步是网格剖分。
网格剖分是将物理模型分解成几何上简单的部分,形成计算的单元。
划分网格后,每个网格被定义为单元,并与与相邻单元之间建立关系。
第三步是定义边界条件。
边界条件是指模型边缘处所受到的限制。
应该在模型边缘处设置适当的边界条件,以适当模拟模型在实际条件下的表现。
第四步是求解模型。
通过计算力学、热学以及其他问题,可以得到一个与初始条件相符的仿真结果。
计算结果将反映材料如何随时间和空间的变化而发生变化。
第五步是分析计算结果。
在计算结果中,可能会出现一些不合理的行为,需要找出原因并对模型进行调整,然后重新计算。
模型调整后,应该重新运行模拟和分析,并对结果进行评估和比较。
总之,ABAQUS仿真利用有限元法进行模拟和分析,在工程学科领域有广泛的应用前景。
通过建立准确的物理模型、合理的网格剖分和边界条件的定义,并使用高效的求解算法,可以为工程领域提供精准的分析和预测,从而为实际问题的解决奠定了基础。
ABAQUS有限元软件基本操作说明

Abaqus仿真分析操作说明1.单位一致性(未列出参照国际单位)长度:米(m)力:牛(N)质量:千克(kg)时间:秒(s)强度(压力):帕(Pa)能量:焦耳(J)密度:千克/立方米(kg/m3)加速度:米/平方秒(m/s2)2.模型(part)的建立首先用三维绘图软件(CAD、PROE、SOLIDEDGE、SOLIDWORKS等)将模型画好。
3.模型(part)导入ABAQUS软件①将模型另存为sat或stp(step),示意图如下;文件名最好存为英文字母。
②模型另存为sat或stp(step)格式后,到“选项”进行设置,设置完成后将模型另存好(存放位置自设,能找到就好),示意图如下;③打开已经安装好的ABAQUS 软件,选中左上角“文件→导入→部件”,示意图如下;4. 模型(part)的参数设置和定义导出模型单位由mm 改为m 。
选中后隐藏的部件不能导入ABAQUS 软件。
版本设为ABAQUS 软件版本。
双击所有参数均为默认,确定就好。
到上面这一步骤,模型导入已经完成,接下来就是一些参数的设置和分析对象的定义。
具体的分析步骤按照下图所示一步一步完成即可。
(1)“属性”步完成材料的定义。
具体参数设置见下图:(1)(2)(3)(4)(5)(7)(6)1.双击“创建材料”2.自定义名称4.在“通用”下双击“密度”进行参数设置5.输入材料密度,单位kg/m3。
6.在“力学”下双击“弹性”进行参数设置。
7.输入材料杨氏模量(Pa)和泊松比(无单位),单击“确定”完成参数设置。
8.双击“创建截面”,“类别”和“类型”默认。
9.单击“继续”。
10.参数默认,单击“确定”。
11.双击“指定截面”。
(2)“装配”步完成分析对象的选定。
具体操作见下图:12.单击模型指定截面。
13.单击“完成”,完成截面指定。
14.模型变绿,指定截面成功;同时“属性”步参数定义结束。
1.切换到下一步(装配)。
3.选中要分析的部件,单击“确定”,完成“装配”步。
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。
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离散化方法

ABAQUS是一款广泛应用于工程模拟的有限元分析软件,其离散化方法对于模拟结果的精确性至关重要。
离散化是将连续的物理场离散为更小的元素,这些元素在ABAQUS中被称为"单元"。
以下是ABAQUS中的一些常见的离散化方法:1. 空间离散化:这是通过将物理域划分为有限数量的网格来实现的。
这种方法的优点是可以对模型进行高度准确的数值计算。
然而,网格划分必须考虑到许多因素,例如模型的几何形状、材料性质、载荷和边界条件等。
通常,一个适当的网格数量和精细度可以提供足够精度的模拟结果。
2. 时间离散化:在ABAQUS中,时间离散化是将连续的时间域划分为更小的时间段。
这种方法通常用于解决动态问题,例如冲击、振动和热传导等。
时间步长必须足够小以避免模拟不准确或振荡。
过大的时间步长可能会导致模拟结果不准确或失去稳定性。
3. 有限元素法(FEM):在ABAQUS中,有限元素法是一种常用的离散化方法,它将连续的物理场划分为有限数量的元素,并将每个元素视为一个刚性体或弹性体。
这种方法允许对复杂的几何形状和材料性质进行精确建模,并且可以通过使用不同的边界条件和载荷进行优化模拟。
4. 子模型方法:在ABAQUS中,子模型方法是一种高级的离散化技术,它允许用户仅对模型中的关键区域进行详细建模,并将其他区域简化为较少的元素或采用区域映射方法。
这种方法可以显著减少模型的规模和计算时间,同时仍然能够提供足够准确的模拟结果。
总之,在ABAQUS中进行离散化需要考虑到许多因素,包括模型的大小、形状、材料性质、载荷和边界条件等。
为了获得准确的结果,必须仔细选择离散化方法和参数,并对模型进行仔细的分析和验证。
对于复杂的问题,可能需要采用不同的离散化技术和方法组合来获得最佳的结果。
最后需要注意的是,ABAQUS软件还提供了许多高级的工具和选项,如多重单元、细化分区、材料分区等,这些工具可以帮助用户更好地控制离散化过程并获得更准确的模拟结果。
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。
ABAQUS有限元分析方法

ABAQUS有限元分析方法有限元分析是一种通过将结构分割成许多小的有限元单元,并将公式应用于每个单元来近似求解结构响应的方法。
ABAQUS将这种方法应用于现实世界的问题,提供了一个功能强大的平台来进行各种类型的分析,例如线性和非线性静态和动态分析、热力学分析、耦合场分析等。
要进行有限元分析,首先需要建立一个准确的模型。
ABAQUS提供了多种建模工具,例如部件建模、装配件和总装建模。
在进行建模时,需要选择适当的材料属性和边界条件。
这些参数将影响最终的分析结果的准确性。
一旦建立了模型,就可以进行有限元网格划分。
ABAQUS提供的网格生成工具可以自动划分结构,并根据用户需求进行网格优化。
划分的有限元单元数量越多,模型将越准确,但计算时间也将增加。
完成网格划分后,可以进行求解。
ABAQUS使用了迭代解算器来计算结构的响应。
迭代解算器根据预设的收敛准则进行迭代,直至达到收敛性。
ABAQUS还提供了多种线性算法和非线性求解器,以应对不同类型的问题。
一旦求解完成,可以进行后处理。
ABAQUS提供了丰富的后处理工具,包括生成应力和应变云图、振动模态分析、动态响应分析、瞬态分析等。
这些工具帮助分析师更好地理解结构的行为。
需要注意的是,在使用ABAQUS进行有限元分析时,需要对软件进行适当的验证和验证。
这可以通过与实验数据进行比较来确定模型的准确性。
此外,还应考虑材料的非线性行为、接触和接触分析等现实世界中的复杂问题。
总而言之,ABAQUS是一种功能强大的有限元分析软件,通过准确的建模、网格划分、求解和后处理工具,可以提供准确的结构响应分析。
然而,分析师需要具备一定的专业知识和经验来正确使用该软件,并对分析结果进行适当的解释和验证。
abaqus有限元实验报告

abaqus有限元实验报告Abaqus有限元实验报告引言:有限元分析是一种广泛应用于工程领域的数值计算方法,它通过将复杂的连续体问题离散化为有限数量的简单元素,从而近似求解连续体的行为。
Abaqus是一款常用的有限元分析软件,具有强大的建模和求解能力。
本实验报告将介绍在使用Abaqus进行有限元分析时所进行的一系列实验。
实验一:材料力学性质分析在材料力学性质分析实验中,我们选择了一块钢材进行测试。
首先,我们使用Abaqus建立了一个包含钢材样本的三维模型,并定义了材料的弹性模量和泊松比等力学性质参数。
通过施加不同的载荷和边界条件,我们模拟了材料在拉伸、压缩和弯曲等不同加载情况下的应力和应变分布。
通过分析模型的应力-应变曲线,我们可以得到材料的屈服强度、延伸率等重要力学性能指标。
实验二:结构静力学分析在结构静力学分析实验中,我们以一座桥梁为例进行研究。
首先,我们使用Abaqus建立了桥梁的有限元模型,包括桥墩、梁体和支座等组成部分。
通过施加不同的荷载和边界条件,我们模拟了桥梁在正常使用状态下的受力情况。
通过分析模型的位移、应力和应变分布,我们可以评估桥梁的结构稳定性和安全性。
此外,我们还可以通过模拟不同荷载情况下的桥梁响应,预测桥梁在极端情况下的破坏模式和承载能力。
实验三:热传导分析在热传导分析实验中,我们研究了一个导热材料的温度分布和传热性能。
我们使用Abaqus建立了一个包含导热材料的二维模型,并定义了材料的热导率和热容等热学性质参数。
通过施加不同的热源和边界条件,我们模拟了导热材料在不同温度场下的热传导行为。
通过分析模型的温度分布和传热速率,我们可以评估材料的导热性能和热响应特性。
实验四:流体力学分析在流体力学分析实验中,我们研究了一个液体在容器内的流动行为。
我们使用Abaqus建立了一个包含液体和容器的三维模型,并定义了液体的密度、粘度和流动速度等流体性质参数。
通过施加不同的入口流速和边界条件,我们模拟了液体在容器内的流动速度、压力分布和涡旋形态等。
ABAQUS有限元解析方法#

3. ABAQUS/POST模块 对ABAQUS计算所得数据进行后处理的功能,
能够把输入和输出的图形和数据以各种方式显示出 来。可以绘制的图形有网格(变形前和变形后)、 加载时间步骤、应力-位移、应变-位移、载荷-时间、 应力-时间和应变-时间的关系图等。
0.607
a-crack grow th length
600
400
200
0 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0
D istance from original crack tip, m m
,MPa
2800 2400 2000 1600 1200 800 400
0 0.0
P/Pgy=1.0 0.8 0.6 0.4 0.2
非对称四点弯曲试验装置图
2. ABAQUS/Standards(ABAQUS/Explicit)分析模块
ABAQUS CAE 生成的Input文件(job) 提交ABAQUS/Standards 或ABAQUS/Explicit进行分析计算。
ABAQUS/Standards是一个通用的分析软件:可以用来分析线性和非线 性的问题,包括静态、动态、热力学,还有电场等众多场变量。
力.
几何形状,而且能够模拟大多数工程材料的 行为,是一个通用的计算工具。
它不仅能解决结构力学问题,而且能够 模拟热传导,辐射和声音传播。它能解决一 大批工程实际中所遇到的结构分析问题,对 固体,结构及结构-流体系统做静、动位移和
应力进行线性和非线性分析。 程序包括的单元类型有:桁元、二维平 面应力和平面应变元、三维平面应力元、等 参梁元、板/壳元及二维、三维流体元等。 程序可选用的材料种类也很多:对二维 元问题,可用材料种类有:各向同性线弹性、 正交异性线弹性、弹塑性材料(包括等向强
ABAQUS有限元分析软件中CAE常见技巧

ABAQUS有限元分析软件中CAE常见技巧ABAQUS有限元分析软件是一种常用的工程仿真软件,可以用于各种工程问题的数值模拟和分析。
在使用ABAQUS进行CAE分析时,有一些常见的技巧可以帮助提高工作效率和分析准确性。
以下是一些常见的ABAQUSCAE技巧:1.网格划分:网格质量对分析结果有重要影响。
在进行网格划分时,应尽量保持网格单元的形状正交、尺寸均匀、网格大小合适。
可以使用ABAQUSCAE的网格划分工具进行分割和划分。
2.模型建模:在建模过程中,应尽量使用简化的模型进行分析,以降低计算复杂度。
在模型建模过程中,应合理选择单元类型、约束和加载条件。
3.边界条件:边界条件的设定是有限元分析的关键。
ABAQUSCAE提供了多种约束和加载条件的设定功能,如约束、载荷、变形和绘制。
在设定约束和边界条件时,应仔细考虑工程实际情况,并确保其与实际情况一致。
4.材料属性:材料属性的设定对分析结果影响很大。
ABAQUSCAE提供了多种材料模型,可以满足不同材料的性能分析需求。
在设定材料属性时,应准确输入材料的各项性能参数,并合理选择适当的材料模型。
5.结果分析:分析完成后,可以使用ABAQUSCAE提供的结果分析工具对结果进行后处理和可视化分析。
ABAQUSCAE提供了多种结果显示和分析功能,如变形图、位移图、应力应变云图等。
6.参数化建模:ABAQUSCAE提供了参数化建模和参数化分析的功能,可以通过定义参数和参数之间的关系,快速进行批量分析和参数优化。
参数化建模可以大大提高工作效率,并便于进行设计优化。
8. 脚本编程:ABAQUS CAE支持Python脚本编程,可以使用脚本实现一键式批处理和自动化分析。
脚本编程可以大大提高工作效率,并方便记录和复现分析过程。
9.多物理场耦合分析:如果需要进行多物理场耦合分析,如热力耦合、流固耦合、磁固耦合等,可以使用ABAQUSCAE提供的多物理场耦合功能。
多物理场耦合分析可以更准确地模拟工程实际情况。
ABAQUS有限元软件使用知识

工具区(Toolbox area) 画布和作图区(Canvas and drawing area) 视区(Viewport) 提示区(Prompt area) 信息区(Message area) 命令行接口(Command line interface)
ABAQUS6.4主窗口界面
ABAQ US6. 4主窗 口如 图所 示
鼠标基本示意图
鼠标 按键 的示 意图
完整分析过程的组成
前处理(ABAQUS/CAE或其它软件) 通常的做法是使用ABAQUS/CAE或其它前处理 程序(如ANSYS,PATRAN,PRO/E),以人机交 互方式生成模型 模拟计算 (ABAQUS/Standard、ABAQUS/Explicit) 后处理(ABAQUS/Viewer) 通常可以通过ABAQUS/CAE的可视化模块 ABAQUS/Viewer或其它后处理软件在图形环境 下人机交互式进行
ABAQUS的简单介绍
ABAQUS是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一,
是美国ABAQUS公司(原Hibbitt,Karlsson&Sorensen,Inc)的产品 特别是它的非线性力学(几何、材料、接触)分析功能具有世界 领先水平,在北美、欧洲和亚洲许多国家的机械、化工、土木、 水利、材料、航空、船舶、冶金、汽车、电气工业设计等领域中 得到广泛的应用 它可以进行结构的静态和动态分析,如应力、变形、振动、冲击、 热传导和对流、质量扩散、声波、力电耦合分析等 它具有丰富的单元模式 ,它具有丰富的单元模式,如杆、梁、刚 架、板壳、实体、无限体元等 可以模拟广泛的材料性能,如金属、橡胶、钢筋混凝土、弹性泡
沫、岩石和土壤等
鼠标的基本操作
单击(Click) 按下并快速松开鼠标键,除非特别指出, 均指单击鼠标左键 拖动(Drag) 按住左键移动鼠标 指向(Point) 移动鼠标使光标到达指定项的位置 选取(Select) 使光标指向某一项后,单击左键 [Shift]+单击(Click) 按住[Shift],单击左键,然后松开[Shift] 键 [Ctrl]+单击(Click) 按住[Ctrl],单击左键,然后松开[Ctrl]键 ABAQUS/CAE设计使用的鼠标为三键鼠标,也可以使用二键鼠标 二键鼠标的左右两个键相当于三键鼠标中的左右键 同时按下二键鼠标中的两个键相当于三键鼠标中的中键
ABAQUS有限元软件基本操作说明

ABAQUS有限元软件基本操作说明1.软件界面:安装完ABAQUS软件后,打开软件,会出现ABAQUSCAE主界面。
主界面中包括工具栏、菜单栏、导航栏、视图窗口、模型树等。
2.创建模型:在ABAQUS CAE中,创建模型首先需要选择参考平面,常常通过二维或三维的方式来进行。
点击工具栏上的"Create Part"按钮,选择合适的几何形状并设置尺寸,然后在模型树中可见一个新建模型。
3.设置材料属性:4.设置边界条件:边界条件用于模拟结构的约束和载荷。
点击工具栏上的"Create Step"按钮,选择合适的分析步类型,例如静力分析或动力分析。
然后点击工具栏上的"Create Boundary Condition"按钮,选择约束类型和载荷类型,并在模型中指定对应的边界。
5.网格划分:网格划分是有限元分析的关键步骤之一、点击工具栏上的"Mesh"按钮,选择合适的网格划分方法,并设置划分参数。
然后选择要划分的模型或模型的部分,在模型中生成网格。
6.求解和后处理:完成了模型的网格划分后,可以进行求解和后处理。
点击工具栏上的"Job"按钮,选择创建一个新的求解作业。
设置求解过程的参数,并提交作业。
求解完成后,可以进行后处理,可视化结果,进行应力分析、变形分析等。
7.模型修改和优化:在进行有限元分析时,可能需要对模型进行修改和优化。
通过ABAQUSCAE的相关工具可以进行几何和网格的修改,并重新求解。
8.结果输出:完成有限元分析后,可以将计算结果输出为图像、数据文件等,便于进一步分析和报告撰写。
9.脚本编程:以上是ABAQUS有限元软件的基本操作说明,包括创建模型、设置材料属性、边界条件、网格划分、求解和后处理等。
通过熟练掌握这些基本操作,用户可以进行各种类型的有限元分析,从而解决工程问题。
当然,还有更多的高级功能和技巧需要进一步学习和实践,并根据实际情况进行应用。
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[ B] matrix, also called the element strain - displacement matrix:
[
B]
=
d[N(ξ)]
dx
=
d[N(ξ)]
dξ
dξ dx
=
d[N1(ξ), N2(ξ)]
dξ
x2
2 −
x1
∵ξ = 2(x − x1) − 1 x2 − x1
[B]
=
⎡⎣⎢−
∫ ∫ ∫ f δu A dx = Le
Le f [ N ]{δ d} A dx = ={δ d}T ⎛⎝⎜ f Ae
1 [ N]T
−1
e
2
dξ ⎞⎠⎟
{ } = {δ d}T f e
{ } ∫∫ f e
=
Ae e f 2
⎧ ⎪ ⎨ ⎪ ⎩
1
−1 1
N1
dξ
⎫ ⎪ ⎬
=
−1
N
2
dξ
⎪ ⎭
Ae e f 2
in an average (integral) sense ( starting point for finite
element approximation: equilibrium will be satisfied, not at
every point in V, but at some finite number of nodes.
如此内差的表示方式最大的优点就是,不论 shape functions 的形式如何, 所有的函数都可以同一内差形式表示,因此我们可以建立所谓的 element library,library 中含所有的 shape functions,需要时呼叫出来即可。
Quadratic Shape Functions
∫ ∫ ∫ ∑ E du dδu A dx =
L dx dx
f δu A dx + Tδu dx +
L
L
i
Piδui
∀δu such that δu = 0 on Su
Finite Element Discretization
Geometry
Finite Element Mesh (网格)
分割的准则:由使用者判断(通常依准确度的要求以及题目的特性而定,如 本题在有外力作用的点上应置入节点)
e
T δu dx +
Le
i
Piδui
using the same interpolation for δ u : δ u = [ N ]{δ d}, we have
∫ ∫ E du dδu A dx = E[B]{d}[B]{δ d}Adx
Le dx dx
Le
∫= {d}T [B]T E[B]{δ d}Adx Le
Summary
[ ] { } { } ∑ ∑ ∑ ∑ {δ d}T k e {d} = {δ d}T f e + {δ d}T Te + δ di Pi
)
=
1 2
ξ(1
+
ξ)
N3(ξ) = (1 + ξ) (1 − ξ) (1) = (1 + ξ)(1 − ξ)
+
3
∑ Nα (ξ) = 1
1
α =1
Linear and Quadratic Interpolations
f
f2 f=N1 f1+N2 f2 f1
f f=N1 f1+N2 f2+N3 f3
∫ dv u
=
∫ v u - v du
∫ ∫ ∫ d E du δu dV =
V dx dx
S
nx
⎛⎝⎜
E
du dx
δu⎞⎠⎟
dS
−
E du dδu dV V dx dx
B.C.’s: ( S = Su + ST + SP ), Su 與 ST 或 SP 不应重叠,很容易在 fem 中犯错!
Su: u(0) = 0 ⇒ δu = 0
⎧1⎫ ⎨⎩1⎬⎭
N1
=
1
− 2
ξ
N2
=
1+ξ 2
is called the element body force vector.
∫ { } T δu dx ={δ d}T T e Le
{ }Te
=
Te 2
⎧1⎫ ⎨⎩1⎬⎭
is called the element traction force vector.
知,但在此先假设节点上的位移为已知,在元素中任何
位置的位移则由节点上的位移内差而得。
Note: (1) 使用 index 表示法时,顺序不重要,但使用 matrix 表示法时,
要注意变数的先后顺序。你不一定要精通推导公式,但
一定要看得懂!
(2) 以上的表示方法并不限于两点的线性元素,这是用形状函数内差的好
dx
=
d[ N]{x}
=
d[N]
dξ
dξ{x}
[ ] = {δ d}T k e {d}
[ ] =
−1 2
,
1 2
{x}dξ
=
e
2
dξ
[ ]k e
= Ee Ae
e[B]T [B]
=
Ee Ae
e
⎡1 ⎣⎢− 1
− 1⎤ 1 ⎦⎥
[B] = 1 [− 1,1]
e
is called the (symmetric) element stiffness matrix.
处!
also
x = [ N ]{x}, {x} = [x1, x2 ]T , x1, x2 are nodal coordinates
When same order of shapes functions are used to interpolate the coordinates and displacements, it is called the isoparametric interpolation.
Galerkin 方法: Multiply differential equations by an arbitrary variable: (u
and integrate over the volume
∫V
⎛⎝⎜
d dx
E
du dx
+
f
⎞⎠⎟
δu dV
=
0
Integration by parts (for the 2nd order term)
元素进行处理即可。
Finite Element Interpolation (2-node element)
f(x) = a + b x f1 = f(x1)
= a + b x1
两节点的元素: 仅允许线性的变化
f2 = a + b x2
⎡1 ⎣⎢1
x1 x2
⎤⎧a⎫ ⎦⎥⎨⎩b⎬⎭
=
⎧ ⎨ ⎩
f1 f2
Writing shape N1(ξ) = (1 − ξ) functions
ξ
(−
1 2
)
=
−
1 2
ξ
(1
−
ξ)
Nα (ξβ ) = δαβ
N1(ξ1) = N1(−1) = 1 N1(ξ3) = N1(0) = 0
N1(ξ2 ) = N1(1) = 0
N2 (ξ) = (1 + ξ) ξ
(
1 2
f2 f3 f1
Isoparametric Interpolation (for 2-node elements)
Within each element,
u(x) = [ N ]{d},
[
N
]
=
[
N1,
N2
]
=
⎡1 ⎣⎢
− 2
ξ
,
1
+ 2
ξ
⎤ ⎦⎥
for linear elements
{d} = [d1, d2 ]T : d1, d2 是节点上的位移。在结果尚未解出前, {d} 是未
1, 2
1⎤ 2 ⎦⎥
x2
2 −
x1
=
x2
1 −
x1
[− 1,1]
[
N
(ξ)]
=
⎡1 ⎣⎢
− 2
ξ
,
1
+ 2
ξ
⎤ ⎦⎥
for linear elements, [B] is a constant matrix.
Stress
σ = Eε = E du = E[ B]{d} = E d2 − d1 constant stress element
If (u is regarded as the virtual displacement, then the Galerkin method becomes the principle of virtual work.
dV → Adx, dS → dx (T is defined as traction force per unit length)
N1 ( x)
=
x2 − x x2 − x1
N2 ( x)
=
x − x1 x2 − x1
these are called the shape functions
They can also be expressed as
N1(ξ)
=
1
− 2
ξ
N
2