abaqus复合材料薄壁圆筒建模流程
基于ABAQUS的内压厚壁圆筒的弹塑性分析
基于ABAQUS的压厚壁圆筒的弹塑性分析学院：航空宇航学院专业：工程力学指导教师：：学号：1. 问题描述一个受压的厚壁圆筒（如图1），半径和外半径分别为mm a 10=和mm b 15=（外径与径的比值2.15.11015b >==a ），受到均匀压p 。
材料为理想弹塑性钢材（如图2），并遵守Mises 屈服准则，屈服强度为MPa Y 380=σ，弹性模量GPa E 200=，泊松比3.0=υ。
图1 压作用下的端部开口厚壁圆筒 图2 钢材的应力-应变行为首先通过理论分析理想弹塑性材料的厚壁圆筒受压作用的变形过程和各阶段的应力分量，确定弹性极限压力e p 和塑性极限压力p p ；其次利用ABAQUS 分析该厚壁圆筒受压的变形过程，以及各个阶段厚壁筒的应力分布，与理论分析的结果进行对比，验证有限元分析的准确性。
2. 理论分析2.1基本方程由于受到压p 的作用，厚壁圆筒壁上受到径向压应力r σ、周向压应力θσ和轴向应力z σ的作用，由开口的条件可推出0=z σ。
因为这是一个轴对称问题，所有的剪应力和剪应变均为零。
平衡方程和几何方程用下式表示：0-=+rd d r r r θσσσ （1）r u dr du r r r ==θεε, （2） 弹性本构关系为：()()r r r E E συσεσυσεθθθ****1,1-=-= （3） 由于此问题为平面应变问题，所以上式中2*1υ-=E E υυυ-=1* 相应的边界条件为：0,=-===b r r a r r p σσ （4）2.2弹性阶段根据弹性力学中的应力解法：取应力分量r σ，θσ为基本未知函数，利用平衡方程和应力表示的协调方程联合求解，可得应力分量的通解⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=221221-r C C r C C r θσσ 将边界条件带入可得应力分量为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=11--2222222222r b a b p a r b a b p a r r σσ （5） 因为b r a ≤≤，所以00>≤θσσ且r ，可以观察到：r z σσσθ≥=>0，分析采用Mises 屈服准则，表达为()()()()222222226Y z rz r z z r r στττσσσσσσθθθθ=+++-+-+- （6）该厚壁圆筒是轴对称平面应变问题，即0===θθτττz rz r ，由Mises 屈服条件其表达式可得到：Y Y r σσσσθ155.132==- （7）当压p 较小时，厚壁圆筒处于弹性状态，在a r =处，()r σσθ-有最大值，筒体由壁开始屈服，此时的压为e p ，由式（5）、（7）联立可求得弹性极限压力为()2222155.1b a b p Y e σ-= （8） 代入题目所给数据得到弹性极限压力为：()MPa p e 92.1211521015380155.1222=⨯-⨯= 2.3 弹塑性阶段当e p p <时，圆筒处于弹性状态，当e p p >的情况，在圆筒壁附近出现塑性区，产生塑性变形，随着压的增大，塑性区逐渐向外扩展，而外壁附近仍为弹性区。
基于ABAQUS的典型薄壁件加工变形仿真与试验研究
S tudy on the M ach in ing D eform ation by F in ite E lem en tM ethod and Experim en t
由于铣削力是引起 薄壁件 加工 变形的 主要 因素, 很多文献对切削力引起的加工变形进行了研究。但目 前对薄壁 件加 工 精度 的研 究, 还 有许 多不 清 楚的 地 方, 很多研究工作往往只针对特定结构和加工条件建 立受力模型, 为控制铣削残余应力的产生提供理论依 据, 但由于无法预测零件加工的整体变形, 实用性有 限。因此, 为了从根本上提高大型整体结构件的加工 精度, 必须进行数控铣削加工变形产生机理的理论研 究, 通过有限元模拟技术比较准确地预测工件的加工 变形。针对典型薄壁件本文首先介绍了铣削加工受力 模型和有限元法在薄壁件铣削加工中的应用, 针对薄 壁零件铣削加工中的变形问题进行了分析研究, 确定 了有限元分析的加载方法和过程, 然后以此为基础基 于 Ab aqu s建立典 型薄壁 件的 有限元 分析 模型, 应 用 有限元法分析加工中工件的变形情况, 获得了典型薄 壁件加工变形的基本规律, 最后通过加工试验验证了 有限元模型的有效性。
为了计算 Z 向 力, 首 先引 入轴 向 单元 力 计算 表
达式:
DFA = KA DF t tanAhx
其中: DFA 表 示 单元 的轴 向切 削 力, Ahx 为刀 具螺 旋 角, KA 为轴向常量, 这样得到 Z向平均力表达式:
NH Nz Nf
F½z
=
E
j= 1
(整理)复合材料Abaqus仿真分析图文教程.
复合材料Abaqus仿真分析图文教程
本文以一个非常简单的复合材料层合板为例，应用Abaqus/CAE对其进行线性静态分析。
一块边长为254mm的方形两层层合板，两层厚度均为2.54mm，第一层铺层角45°,第二层铺层角-45°；板的四边完全固支，板的上表面受到689.4kpa的压强。
各单层的材料相同，材料属性如下：
E1=276GPa，E2=6.9GPa，E3=5.2GPa，γ12=0.25，G12=3.4GPa，G13=3.4GPa，G23=3.4G。
定义模型的几何形状
创建一个具有平面壳体单元基本特征的三维变形体，在草图环境绘制板的几何形状如下图：
定义材料属性和局部材料方向
定义局部坐标系，对于像本例这样的简单几何体，本可以不用另外建立局部坐标系，但笔者还是在本例中用了局部坐标系，主要是考虑到以后再复杂问题中会经常用到这一方法。
创建铺层
最后，指派材料方向到模型。
可以通过工具——查询来检查铺层
生成装配件、定义分析步和输出要求
定义分析步，保留各项默认值即可。
场输出要求和历史输出要求都按默认的输出方式。
规定边界条件和施加载荷
定义完边界条件和载荷后模型会有如下显示
划分网格和定义作业
定义单元类型S8R5
划分8X8结构性网格
定义作业并检查提交求解
在作业管理器中，当状态显示成功后点击“结果”可直接进入结果可视化模块。
后处理
查看各单层的Mises应力
整个层板的Mises应力图。
abaqus复合材料计算
abaqus复合材料计算Abaqus是一种常用的有限元分析软件，可以用于复合材料的计算和分析。
复合材料是由两种或两种以上不同材料组成的材料，具有优异的力学性能和特殊的工程应用。
下面我将从多个角度回答关于Abaqus复合材料计算的问题。
1. 复合材料的建模，在Abaqus中，复合材料可以通过将不同的材料属性和几何形状分配给不同的元素来进行建模。
可以使用不同类型的元素，如二维平面应力、平面应变、轴对称、三维等元素。
可以通过定义材料属性、层厚度、层堆叠顺序等来描述复合材料的几何形状和组成。
2. 材料属性的输入，Abaqus提供了多种材料模型和材料属性的输入方式，用于描述复合材料的力学行为。
可以选择线性弹性模型、非线性弹性模型或其他更复杂的材料模型。
可以输入弹性模量、剪切模量、泊松比、弯曲刚度、拉伸刚度等材料属性。
3. 边界条件的设置，在进行复合材料计算时，需要设置适当的边界条件来模拟实际工程中的加载情况。
可以设置固定边界条件、施加力或位移边界条件等。
边界条件的设置应该根据实际情况和分析目的进行合理选择。
4. 分析类型的选择，Abaqus提供了多种分析类型，如静力分析、动力分析、热分析等。
在进行复合材料计算时，需要根据具体的问题选择合适的分析类型。
例如，可以进行弯曲分析、层合板分析、冲击分析等。
5. 结果输出和后处理，Abaqus可以输出各种计算结果，如位移、应力、应变、应力应变曲线等。
可以使用Abaqus提供的后处理工具对结果进行可视化和分析。
可以绘制图表、动画、云图等，以便更好地理解和解释计算结果。
总结起来，Abaqus是一种功能强大的有限元分析软件，可以用于复合材料的计算和分析。
通过合理的建模、材料属性输入、边界条件设置、分析类型选择和结果输出与后处理，可以对复合材料的力学行为进行全面的研究和分析。
希望以上回答能够满足你的需求。
abaqus画圆柱
Abaqus画圆柱在工程分析和建模领域，Abaqus是一个用于有限元分析的强大工具。
它提供了丰富的功能和灵活性，可用于处理各种结构和材料问题。
在本文中，我们将介绍如何使用Abaqus软件来绘制一个简单的圆柱。
步骤1：创建模型首先，我们需要在Abaqus中创建一个新的模型。
在开始之前，请确保已经打开Abaqus软件。
1.打开Abaqus软件并选择“创建模型”选项。
2.在弹出的对话框中，输入模型的名称并选择适当的单位系统。
3.点击“确定”按钮来创建模型。
步骤2：绘制圆柱在模型创建完成后，我们可以开始绘制圆柱。
1.在模型视图中，右键单击“Part”项，并选择“绘制”选项。
2.在弹出的对话框中，选择“圆柱体”工具。
3.输入圆柱的半径和高度。
4.设置圆柱的位置和方向。
5.点击“确定”按钮来绘制圆柱。
步骤3：生成网格一旦圆柱绘制完成，我们需要为其生成网格。
1.在模型视图中，选择“Mesh”工具。
2.在弹出的对话框中，选择适当的网格生成参数。
3.点击“确定”按钮来生成圆柱的网格。
步骤4：分析模型完成网格生成后，我们可以对圆柱进行分析。
1.在模型视图中，选择“Assembly”选项。
2.在弹出的对话框中，选择“分析步”选项，并设置分析类型和相应的加载条件。
3.点击“确定”按钮来进行模型分析。
步骤5：查看结果最后，我们可以查看圆柱分析的结果。
1.在模型视图中，选择“Visualization”选项。
2.在弹出的对话框中，选择要查看的结果类型，如位移、应变或应力。
3.调整显示设置并点击“确定”按钮来显示分析结果。
结论本文介绍了如何使用Abaqus软件绘制一个简单的圆柱并进行分析。
使用Abaqus的强大功能，我们可以轻松地处理各种结构和材料问题，从而得到准确的工程分析结果。
这使得Abaqus成为工程师和研究人员的首选工具之一。
通过掌握Abaqus的基本操作和功能，我们可以更好地应对现实世界中的工程挑战。
abaqus复合材料
abaqus复合材料Abaqus提供了不同方式对复合结构进行建模的功能。
根据被建模的复合材料的类型，可用的材料数据，边界条件以及期望的结果，某种特定方法可能比其他方法更好。
什么是复合结构？复合材料是嵌入基质材料内的增强材料的宏观混合物。
复合结构由复合材料制成，并且可以具有许多形式，如单向纤维复合材料，织物或蜂窝结构。
Abaqus使用几种不同的方法来模拟复合结构1）微观：在这种方法中，基体和增强材料被建模为单独的可变形连续体2）宏观：在这种方法中，基体和增强材料被建模为整体可变形连续体。
当单个纤维的微观行为及其与基体的相互作用不太重要的时，可以使用这种方法。
3）混合建模：在该方法中，复合结构被建模为单一正交各向异性（或各向异性）材料。
当结构的整体行为比微观层面的行为更重要时，这一点很重要。
单个材料定义（通常是各向异性的）足以预测全局行为。
复合材料层压板的分析：复合层压材料由多层制成。
每层具有独自的厚度，并且每层中的增强纤维以不同方式对齐。
布置层以形成层压板的顺序称为叠层或堆叠顺序。
在Abaqus中对此进行建模的最简单方法是使用混合建模方法。
这将包括为每个层定义正交各向异性，厚度，纤维取向和堆叠顺序，这反过来又决定其结构行为。
通常，层压性能直接从实验或其他应用中获得。
这些性质可以是A，B，D基质的形式，其定义了层压材料的刚度。
在这种情况下，宏观方法可用于层压板的结构分析。
这种方法在本质上可以被认为是宏观的，因为在Abaqus部分定义中导出并使用等效的截面属性。
还可以认为它是一种混合建模方法，因为截面刚度是基于层板铺设得出的。
下面的示例显示了A，B，D矩阵是如何从可用的上层信息中派生出来的，并在Abaqus的General Shell Section定义中使用。
经典层压理论的假设：这里显示的层压复合材料的宏观建模方法基于经典层压理论（CLT）。
为了准确实现CLT，假设需要满足：•通过层压材料的厚度的位移分量是连续的，并且在层压材料的相邻层之间没有滑动。
abaqus复合材料
abaqus复合材料复合材料不只是几种材料的混合物。
它具有普通材料所没有的一些特性。
它在潮湿和高温环境，冲击，电化学腐蚀，雷电和电磁屏蔽环境中具有与普通材料不同的特性。
复合材料的结构形式包括层压板，三明治结构，微模型，编织预成型件等。
复合材料的结构和材料具有同一性，并且可以在结构形成时同时确定材料分布。
它的性能与制造过程密切相关，但是制造过程很复杂。
由于复合结构不同层的材料特性不同，复合结构在复杂载荷作用下的破坏模式和破坏准则是多种多样的。
在ABAQUS中，复合材料的分析方法如下1，造型它的结构形式决定了它的建模方法，并且可以使用基于连续体的壳单元和常规壳单元。
复合材料被广泛使用，但是复合材料的建模是一个困难。
铺设复杂的结构光需要一个月2，材料使用薄片类型（层材料）建立材料参数。
材料参数可以工程参数的形式给出，或者材料强度数据可以通过子选项给出。
这种材料仅使用平面应力问题。
ABAQUS可以通过两种方式定义层压板：复合截面定义和复合层压板定义复合截面定义对每个区域使用相同的图层属性。
这样，我们只需要建立壳体组合即可将截面属性分配给二维（在网格中定义的常规壳体元素）或三维（三维的大小应与壳体中给定的厚度一致）。
基于网格中定义的连续体的壳单元）ABAQUS复合材料分析方法介绍复合叠加定义是由复合布局管理器定义的，它主要用于在模型的不同区域中构造不同的层。
因此，应在定义之前对区域进行划分，并且应将不同的层分配给不同的区域。
可以根据常规外壳的元素和属性进行定义。
传统的壳单元定义了每个层的厚度，并将其分配给二维模型。
应该给基于连续体的壳单元或实体单元提供3D模型（厚度是相对于单元长度的系数，因此厚度方向可以分为一层单元）。
提示：堆栈参考坐标系的定义（放置方向）和每个堆栈坐标系的定义（层方向）。
定义正确的层角度，层厚度和层顺序。
ABAQUS无法分析单层法线变化超过90度的情况，因此有必要定义多层。
坐标系可以任意定义。
(完整版)ABAQUS中Cohesive单元建模方法讲解
复合材料模型建模与分析1. Cohesive单元建模方法1。
1 几何模型使用内聚力模型(cohesive zone）模拟裂纹的产生和扩展，需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive 层。
建立cohesive层的方法主要有：方法一、建立完整的结构（如图1（a)所示）,然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive单元，用这种方法建立的cohesive单元与其他单元公用节点,并以此传递力和位移.方法二、分别建立cohesive层和其他结构部件的实体模型，通过“tie”绑定约束,使得cohesive单元两侧的单元位移和应力协调，如图1（b)所示。
（a）cohesive单元与其他单元公用节点 (b）独立的网格通过“tie"绑定图1.建模方法上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效，第一种方法划分网格比较复杂；第二种方法赋材料属性简单，划分网格也方便，但是装配及“tie"很繁琐;因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。
1.2 材料属性应用cohesive单元模拟复合材料失效，包括两种模型：一种是基于traction-separation描述；另一种是基于连续体描述。
其中基于traction-separation描述的方法应用更加广泛.而在基于traction—separation描述的方法中，最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。
它给出了材料达到强度极限前的线弹性段和材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段. 注意图中纵坐标为应力，而横坐标为位移,因此线弹性段的斜率代表的实际是cohesive单元的刚度。
曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。
因此在定义cohesive的力学性能时,实际就是要确定上述本构模型的具体形状：包括刚度、极限强度、以及临界断裂能量释放率,或者最终失效时单元的位移。
常用的定义方法是给定上述参数中的前三项，也就确定了cohesive的本构模型。
基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析
基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析由于玻璃钢复合材料的薄壁圆筒结构具有强度高、重量轻、刚度大、耐腐蚀，电绝缘及透微波等优点，目前已广泛应用于航空航天和民用领域中。
工程中广泛使用的这些薄壁圆筒，当它们受压缩、剪切、弯曲和扭转等荷载作用时，最常见的失效模式为屈曲。
因此，为了保证结构的安全，需要进行屈曲分析。
对结构进行屈曲分析，涉及到较复杂的弹(塑)性理论和数学计算，要通过求解高阶偏微分方程组，才能求解失稳临界荷载，而且只有少数简单结构才能求得精确的解析解。
因此，只能采用能量法、数值方法和有限元方法等近似的分析方法进行分析。
近20年来，随着计算机和有限元方法的迅猛发展，形成了许多的实用分析程序，提高了对复杂结构进行屈曲分析的能力和设计水平。
ABAQUS 就是其中的杰出代表。
1.屈曲有限元理论有限元方法中，对结构的屈曲失稳问题的分析方法主要有两类：一类是通过特征值分析计算屈曲载荷，另一类是利用结合Newton—Raphson迭代的弧长法来确定加载方向，追踪失稳路径的几何非线性分析方法，能有效分析高度非线性屈曲和后屈曲问题。
1.1线性屈曲假设结构受到的外载荷模式为P0。
，幅值大小为λ，结构内力为Q，则静力平衡方程应为λP0=λQ进一步考察结构在(λ+△λ)P0载荷作用下的平衡方程，得到K E+K S S+λ△S+K G u+λu△u=△λP0由于结构达到保持稳定的临界载荷时有△λ，代入上式得K E+λK S△σ+K G△u△u=0该方程对应的特征值问题为det K E+λK S△σ+K G△u=0如果忽略几何刚度增量的影响，屈曲分析的方程又可进一步简化为det K E+λK S△σ=0该方程即为求解线性屈曲的特征值方程。
λ为屈曲失稳载荷因子，△u为结构失稳形态的特征向量。
1.2非线性屈曲非线性屈曲分析方法多采用弧长法进行分步迭代计算，在增量非线性有限元分析中，沿着平衡路径迭代位移增量的大小(也叫弧长)和方向，确定载荷增量的自动加载方案，可用于高度非线性的屈曲失稳问题。
（最新）基于ABAQUS的内压厚壁圆筒的弹塑性有限元分析报告
1. 问题阐述一个开口厚壁圆筒（如图1），内半径和外半径分别为mm a 20=和mm b 25=（壁厚为mm t 5=，壁厚与内径的比值20151255>==b t ），受到均匀内压p 。
材料为理想弹塑性碳钢（如图2），并遵守Mises 屈服准则，屈服强度为MP as 235=σ，弹性模量GPa E 210=，泊松比3.0=υ。
确定弹性极限内压力e p 和塑性极限内压力p p ，并观察塑性应变的增长。
图1 内压作用下的端部开口厚壁圆筒 图2 理想弹塑性模型 2. 基本理论计算2.1 基本方程由于受到内压p 的作用，厚壁圆筒壁上受到径向压应力r σ、周向压应力θσ和轴向应力z σ的作用，由开口的条件可推出0=z σ。
因为这是一个轴对称问题，所有的剪应力和剪应变均为零。
平衡方程和应变—位移关系用下式表示： 0=--rd d r r r σσσθ （1） r u dr du r r r ==θεε, （2） 弹性本构关系为：()()r r r EE υσσευσσεθθθ-=-=1,1 （3） 这些控制方程利用下面的边界条件联立求解：0,=-===b r r a r r p σσ （4）2.2 弹性情况联立式（2）、（3）和（4）可得⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=22222222221,1r b a b p a r b a b p a r θσσ （5） 因为b r a ≤≤，所以00>≤θσσ且r ，可以观察到：r z σσσθ≥=>0，分析采用Mises 屈服准则，表达为()()()()222222226s z rz r z z r r στττσσσσσσθθθθ=+++-+-+- （6）该厚壁圆筒是轴对称平面应变问题，即0===θθτττz rz r ，由Mises 屈服条件其表达式可得到：s s r σσσσθ155.132==-（7） 当内压p 较小时，厚壁圆筒处于弹性状态，令a r =，筒体内壁开始屈服，此时的内压为e p ，由式（5）、（7）联立可求得弹性极限压力为()2222155.1b a b p s e σ-= （8） 代入题目所给数据得到弹性极限强度为：()MPa p e 86.482522025235155.1222=⨯-⨯=。
(整理)基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析
基于ABAQUS复合材料薄壁圆筒的屈曲分析由于玻璃钢复合材料的薄壁圆筒结构具有强度高、重量轻、刚度大、耐腐蚀，电绝缘及透微波等优点，目前已广泛应用于航空航天和民用领域中。
工程中广泛使用的这些薄壁圆筒，当它们受压缩、剪切、弯曲和扭转等荷载作用时，最常见的失效模式为屈曲。
因此，为了保证结构的安全，需要进行屈曲分析。
对结构进行屈曲分析，涉及到较复杂的弹(塑)性理论和数学计算，要通过求解高阶偏微分方程组，才能求解失稳临界荷载，而且只有少数简单结构才能求得精确的解析解。
因此，只能采用能量法、数值方法和有限元方法等近似的分析方法进行分析。
近20年来，随着计算机和有限元方法的迅猛发展，形成了许多的实用分析程序，提高了对复杂结构进行屈曲分析的能力和设计水平。
ABAQUS 就是其中的杰出代表。
1.屈曲有限元理论有限元方法中，对结构的屈曲失稳问题的分析方法主要有两类：一类是通过特征值分析计算屈曲载荷，另一类是利用结合Newton—Raphson迭代的弧长法来确定加载方向，追踪失稳路径的几何非线性分析方法，能有效分析高度非线性屈曲和后屈曲问题。
1.1线性屈曲假设结构受到的外载荷模式为。
，幅值大小为，结构内力为Q，则静力平衡方程应为进一步考察结构在载荷作用下的平衡方程，得到由于结构达到保持稳定的临界载荷时有，代入上式得该方程对应的特征值问题为如果忽略几何刚度增量的影响，屈曲分析的方程又可进一步简化为该方程即为求解线性屈曲的特征值方程。
为屈曲失稳载荷因子，为结构失稳形态的特征向量。
1.2非线性屈曲非线性屈曲分析方法多采用弧长法进行分步迭代计算，在增量非线性有限元分析中，沿着平衡路径迭代位移增量的大小(也叫弧长)和方向，确定载荷增量的自动加载方案，可用于高度非线性的屈曲失稳问题。
与提取特征值的线性屈曲分析相比，弧长法不仅考虑刚度奇异的失稳点附近的平衡，而且通过追踪整个失稳过程中实际的载荷、位移关系，获得结构失稳前后的全部信息，适合于高度非线性的屈曲失稳问题。
基于ABAQUS的薄壁圆筒零件车削加工变形补偿计算
文 章 编 号 ：０ １—２ ６ ２ ０ ） １—０ ３ １０ ２ ５（ ０ ８ １ ０ ３—０ ３
设计 与研 究 ・
基于 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ的 薄壁 圆 筒 零 件 车 削 加工 变 形 补偿 计 算
陈 双喜
（ 四川 大学 制 造科 学 与工程 学 院 ， 成都 ６ ０ ６ ） １ ０ ５
ｅｔｂ ｉ ｅ ， ｍｂ ｅ ｔ ｕ ｔ ｇｆｒｅｃ ｌ ｌｔ ｇｍｅｈ ｄａ ｄｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｄ ｔｓＡＢＡＱＵＳｓ ｆｗａｅａ ｄＰ ｓａ ｌ ｈ ｄｃ ｓ ｏ ｉ ｓｗｉ ｃ ｔｉ ｃ ａｃ ａｉ ｔ ｏ ｎ ｘ ｅｉ ｔｌ ａａ ， ｎ ｈ ｎ ｏ ｕ ｎ ｍｅ ｏ ｔ ｒ ｎ Ｙ－
二 乘法 、 线性 回 归法 ） 归纳 出切 削力 计 算公 式 ， 最后 利 用 Ａ ａｕ 软 件 的 数 据 输入 输 出接 口， 改工 件 车 ｂｑ ｓ 修
削加 工 的输入 参数 ， 通过 多步循 环施 加 裁荷 ， 算 工件 的 弹性 变形 和 刀 具 的 实际吃 刀深 度 ， 计 即可 确 定 刀
ｏ ｅ ｔｓ ｃｍ ｅ ｔ ｎ ｂ ｅ ｏ ｄｎｇ ｉｓｓｚ ｓｂ ｆ ｒ ｎ ｆｅ ａ ｈｉｉ ｇｔ ｅ ｅａ ｔｃｄｅｏ ｍａ ｉｎ ｃ ｕ ｄ ｂｅｃ ｌｕ— ｎ ｔ ｓ ｐｅ ｉ ｎ， ｈｅ ｙ ｒ ｃ ｒ ｉ ｔ ｉｅ ｅ ｏ ｅ ａ ｄ ａｔ ｒｍ ｃ ｎｎ ｈ ｌｓｉ ｆ ｒ ｔｏ ｏ ｌ ａｃ
具轨 迹 。试验 表 明 ： 所得 计算 结果 可 以直接 应 用 于薄壁 圆筒零 件 加 工 变形补 偿 ， 实现 了刀具轨 迹 和 切 削
参数 的优 化 。
关键 词 ： 薄壁 零件 ； 削力 ； 车 弹性 变形 ； 差补 偿 误
abaqus复合材料薄壁圆筒建模流程
abaqus复合材料薄壁圆筒建模流程1,建立模型Part Module：类型三维，solid，旋转；按尺寸绘图，done，设置旋转角此处为360度。
2,建立参考面，将圆筒分成两半3，Assembly Module：类型Independent分区partition截面4，Mesh module：点击remove，选择cells消隐分区撒种子时，需要分几层就在边缘上撒多少个种子，在每条边上尽量都撒相同数量的种子，生成结构网格，生成的网格才比较规整。
（注意，此处的mesh，对象为assembly，而不是part）生成网格后，Mesh: Create Mesh Part4，Job Module：Create Job，例如job-007-01，运行生成job-007-01.inp文件，保存成007-01.cae文件。
5, File：New打开新窗口6,File：Import : Model 选择job-007-01.inp打开7,Mesh Module:Tools: Surface manager: create: by angle定义surface集合Tools: Set manager: create: Element: by angle定义Element 集合用以下三个命令操作，选择恰当的面。
Select the Entity Closest to the Screen,Select From Exterior EntitiesSelect From Interior Entities（左键点击第二个图标不放拖出即可）注：定义Element集合时，可以从外到内，定以一层后，在display中把定义的那层remove掉再定义下面一层。
8,Mesh: Edit :Mesh：Mesh Offset (create solid layers)：Surfaces（选择相应的面）：T otal thickness 定义厚度，生成cohesive单元，把其之前定义的几层surface，都生成cohesive单元。
abaqus建模流程——学习笔记
Abaqus 建模流程Abaqus标准版共有“部件part”、“材料特性propoterty”、“装配assemble”、“计算步骤step”、“交互interaction”、“加载load”、“单元划分mesh”、“计算job”、“后处理visualization”、“草图sketch”十大模块组成;建模方法：1首先建立“部件”1根据实际模型的尺寸决定绘图区的大小,一般为模型的1.5倍,间距大小可以在edit菜单sketcher options选项里调整;2在绘图区分别建立部件中的各个特征体,建立特征体的方法主要有挤压、旋转、平扫三种;同一个模型中两个不同的部件可以有同名的特征体组成,也就是说不同部件中可以有同名的特征体,同名特征体可以相同也可以不同;部件的特征体包括用各种方法建立的基本特征体、数据点datum point、数据轴datum axis、数据平面datum plane等等;选择多个元素时,可以同时按住shift键,或者按住鼠标左键进行窗选；如果取消对某个元素的选择可以同时按住ctrl键;同时按住ctrl、shift和鼠标左键中键、右键然后平移鼠标可以进行旋转平移、缩放;如果想修改或撤销已经完成的操作,可以在窗口左侧的模型树中找到此项操作,在上面点击右键,选择Edit或delete;3编辑部件可以用部件管理器进行部件复制,重命名,删除等,部件中的特征体可以是直接建立的特征体,还可以间接手段建立,如首先建立一个数据点特征体,通过数据点建立数据轴特征体,然后建立数据平面特征体,再由此基础上建立某一特征体,最先建立的数据点特征体就是父特征体,依次往下分别为子特征体,删除或隐藏父特征体其下级所有子特征体都将被删除或隐藏;4部件类型：•可变形体：任意形状的,可以包含不同维数的特征实体、表面、线；在荷载作用下可以变形;•不连续介质刚体：任意形状的；在荷载作用下不可变形;•解析刚体：只可以用直线、圆弧和抛物线创建的形状；在荷载作用下不可变形•欧拉部件：实体区域；定义在欧拉分析中材料可以流动的区域刚体是不能够施加质量、惯性轴等特性的,建立刚体后必须给刚体指定一个参考点reference point,在加载模块里对参考点施加约束和定义其运动,对参考点施加的荷载或运动就相当于施加给了整个刚体;除了刚形体有旋转的情况或者要求绕刚体中的某一轴的反力矩情况外,参考点的位置并不重要,上述两种情况,参考点应该位于绕其转动的轴上;在创建部件时需要指定部件的类型,一旦建立后就不能更改其类型;对于形状简单的刚性部件,使用解析刚体可以精确模拟部件的几何形状,而且可以减小计算代价,但如果刚性部件的几何形状较复杂,无法用解析刚体来建模,就需要使用离散刚体;解析刚体不需要画网格,离散刚体需要画网格边界由网格节点控制,且要在发生接触的部位划分足够细的网格,以保证不出现大的尖角;创建刚体的三种方法：1.离散刚体和解析刚体；2.Interaction模块中的刚体约束和显示体约束,可以将变形体变为刚体；3.定义一块钢板,其属性定义弹模无限大、泊松比无限小,可以模拟刚体;5分区将部件再细分为不同的区域,区域可以用于创建几何集,还可以用于划分网格,一般在Assembly和Mesh 模块创建可划分网格的分区效果更好;6在修改部件几何形状时,尽量修改顶点位置或编辑尺寸,而不要创建或删除线段,这样可以减少对已定义的部件特征、集合和面的影响;在修改几何模型后,必须对原模型的截面属性、面、集合、载荷、边界条件和约束进行全面检查,以便确定原模型是否受到影响;7在创建轴对称部件时,ABAQUS/CAE要求旋转轴必须是竖直方向的辅助线,而且轴对称部件的整个平面图都要位于旋转轴的右侧;8ABAQUS/CAE 推荐的建模方法是把整个数值模型如材料、边界条件、荷载等都直接定义在几何模型上,而不是像其他前处理器那样定义在单元和节点上,这样在修改网格时不必重新定义材料和边界条件等模型参数;在处理复杂问题时,可以先简单地划分粗网格,得到初步的模拟结果,然后再在适当的区域细化网格;一般先划分网格,这样做的好处是,往往在划分网格的过程中,会发现部件的几何模型需要进一步修改,例如存在过小的圆角或线段,导致不必要的细化网格；而经过这些修改后,已经定义好的边界条件、载荷和接触等可能变为无效的,需要再重新定义;9利用Sketch模块创建独立的草图;该种方法创建的草图不与任何的部件相关联,可以保留,作后继使用;Sketch 约束定义了几何实体之间的逻辑关系,如平行、垂直、切线、一致、同心等等;2建立材料特性1输入材料特性参数如弹性模量、泊松比等大多数实验数据常常是用名义应力和名义应变的值给出的;这时,必须把塑性材料的数据从名义应力/应变的值转换为真实应力/应变的值;当应变很小时,真实值和名义值之间差别很小,而当应变很大时,二者之间就会有明显的差别；因此,如果模拟的应变比较大,就一定要向ABAQUS提供合适的应力－应变数据,这是极为重要的;对一般多维应力状态,用屈服准则确定应力属于弹性还是弹塑性范围;定义截面属性时,平面应力单元、平面应变单元和轴对称单元都应该定义为实体截面属性SOLID SECTION,而不是壳截面属性SHELL SECTION ;在进行弹塑性分析时,同样可以使用分区的方法,将部件中重要的、塑性变形较大的区域定义为弹塑性材料,将不重要的、几乎不发生塑性变形的区域定义为弹性材料,以便使分析更容易收敛,缩短计算时间;尽量不要对塑性材料施加点载荷,而是根据实际情况来使用面载荷或线载荷;如果必须在某个节点上施加点载荷,可以使用耦合约束来为载荷作用点附近的几个节点建立刚性连接,这样这些节点就会共同承担点载荷;材料方向：对于壳、梁和桁架单元,局部的材料方向总是随着变形而转动;对于实体单元,仅当单元中提供了非默认的局部材料方向时,它的局部材料方向才随着变形而转动,否则,默认的局部材料方向在整个分析中将始终保持不变;2建立截面section特性,如均质的、各项同性、平面应力平面应变等等,截面特性管理器依赖于材料参数管理器3分配截面特性给特征体,把截面特性分配给部件的某一区域就表示该区域已经和该截面特性相关联3模型装配在装配assemble模块里首先建立部件实例part instance,一个部件实例可以看作部件的代表,但并不是原部件的拷贝;实例一直和原部件保持关联,当原部件几何形状发生变化时,实例也发生相应变化;一个装配模型可以包含一个部件的多个实例,在创建第一个实例时所生成的装配模型总体坐标系是该装配模型的一个实例;同一个部件中所有特征体在装配模块中对该部件建立实例时会形成一个整体,选择该实例时,该实例在装配之前原部件中所有特征体都被选择了;后续所有模块的操作对象就是所生成的部件实例,也即装配模型中的特征体,而不是原来的部件;对于各部件的实例,可以在view菜单assembly display options选项里选择instance标签对现有的各实例决定其是否显示在当前视窗中,这一功能对选择视窗中的对象很有帮助;1部件实例有独立的和非独立的两种,缺省状态是非独立实例;2在交互模块、加载模块和单元划分模块里操作的对象都是装配模型中各个部件实例;3创建了一个部件实例后,ABAQUS需要生成一个装配体的总体坐标系定位该实例,该装配体的总体坐标系与部件的总体坐标系是两个不同的坐标系;创建部件基特征体时的绘图sketch坐标原点与装配体的总体坐标系原点重合,并且xy坐标平面和装配体总体坐标系xy平面平行;创建了第一个实例后,ABAQUS定位该实例的方法就是将该实例基特征体的坐标原点绘制平面草图的坐标原点与装配体总体坐标系原点重合;4定位各个部件实例常见的定位标准包括：平行面、面对面、平行边、边对边、共轴、点重合、坐标系平行、接触;各定位标准之间互不影响,可以用新的定位标准替换原定位标准;箭头指向相同的方向;每一个定位标准都作为装配模型的特征体而保存,可以在特征体管理器里进行编辑;5集和面如果当前的功能模块是Assembly、Interaction、Load或Mesh处在为装配件划分网格的状态下,则使用主菜单Tools定义的面或集合是属于整个装配间的；而如果当前的功能模块式Part或Mesh处在为部件划分网格的状态下,则使用主菜单Tools定义的面或集合只是属于此部件,不能在Assembly、Interaction 或Load 功能模块中使用;因此,创建集合或面时,要注意首先选择正确的功能模块恰当的做法是在需要的模块中建立集和面;在定义约束、边界条件、载荷、接触或场变量等模型参数时,都应事先定义相应的集合和面,并给出容易识别的名称,这样在建立复杂模型时,会大大降低出错的可能性;4设置分析步step51对模型施加荷载和边界条件之前或者定义模型的接触问题之前,必须定义不同的分析步骤;然后可以指定在哪一步施加荷载,在哪一步施加边界条件,哪一步确定相互关联;6 2 CAE缺省地创建初始步initial7分析步创建完成后会自动生成输出结果管理器8 3 输出结果要求9ABAQUS求解器通常计算每一个增量步的许多变量值,而往往我们只对其中某一小部分计算数据感兴趣,软件提供了指定要输出到计算结果数据库中的某些变量结果的功能;输出要求包括以下一些信息：10a所需要的变量或者变量分量；11b模型中某一特定区域和积分点的计算结果；12c写到计算结果数据库中各变量值的写入频率；建立了第一分析步后,CAE缺省地选择和相应的分析过程中输出变量集;缺省的情况下,CAE输出模型中每个节点或积分点的计算值;在一般分析步中,载荷必须以总量而不是以增量的形式给定;例如,如果在分析步1中有一个10kN的集中载荷,而在分析步2中此载荷变为40kN,那么在这两个分析步中,对载荷的定义应该分别是10kN和40kN,而不是10kN和30kN;场变量输出field和历程输出history●a场变量输出：●在通常情况下,用于绘制模型的变形、云图和X–Y图,由于ABAQUS生成的实时输出结果数据库文件都很大,因此可以通过修改输出要求来限制结果数据库的大小;●b历程输出：●ABAQYUS对模型中指定点产生历程输出数据;使用后处理模块在XY坐标系中查看历史输出结果;结果的输出频率依赖于如何使用计算生成的各种数据,输出频率可以很高;可以建立历史输出要求,通过该要求限制历史输出频率;在建立历史输出要求时可以指定某一个独立的变量写入输出结果数据库;●通用分析步general step和线性摄动分析步linear perturbation step●分析步包括通用步和线性摄动步两大类,当在已有的分析步中插入新的通用分析步或者线性摄动分析步时,其上一个分析步相应的输出结果要求会自动传递给该分析步;如果删除一个分析步,相应的结果输出要求以及其后由该步传递的各分析步的输出结果要求都将被删除;如果某一个分析步没有相应的结果输出要求,在计算模块job里生成输入文件时将会给出警告;1通用分析步定义的是一个接一个顺序的分析流程,可以用于线性和非线性分析,主要有以下类型：-static,general 使用ABAQUS/standard进行静力分析-dynamics,implicit 使用ABAQUS/standard进行隐式动力分析-dynamics,explicit 使用ABAQUS/explicit进行显式动态分析2线性摄动分析分析“基础状态”基础上的线性响应,而基础状态是前溯最近的general step通用分析步,下一个分析步和Linear perturbation steps是没有关系的;只能用于分析线性问题,在ABAQUS/explicit不能用线性摄动分析,以下类型总是采用线性摄动分析步：-buckle 线性特征值屈曲-frequency 频率提取分析-modal dynamics 瞬时模态动力分析-random response 随机响应分析-response spectrum 反应谱分析-steady-state dynamic 谐波激励稳态动力分析线性分析是基状态初始构型或当前构型的线性摄动,基状态之前的响应可以是非线性的;但是,模型必须是静态平衡的在进行线性摄动分析之前,只有先利用STATIC分析步达到静力平衡,才可以应用∗DYNAMIC 选项;在摄动分析步之后,可以继续进行非线性分析步;在Abaqus/Explicit中,只有通用分析步;●时间增量步的设置（1）增量步的类型：ABAQUS/Standard使用Newton-Raphson算法来求解非线性问题,把所有载荷按一定的要求分成若干载荷步step,每一步step根据ABAQUS自动载荷增量,分成若干增量increments,每一增量施加一定的载荷,然后每一增量通过若干迭代步iteration 进行迭代,当系统达到平衡时,迭代结束,完成一个增量;当所有的增量都完成后,计算结束,所有增量响应的总和就是非线性分析的近似解；反之,计算可能出现发散;这时,可以通过采用多钟方法如调整放大质量系数,单元网格优化等调整增量大小,使计算继续进行;ABAQUS/Explicit在求解非线性问题时不需要进行迭代,而是显示地从上一个增量步的静力学状态来推出动力学平衡方程的解;ABAQUS/Explicit 的求解过程需要大量的增量步,但由于不进行迭代,也不需要求解全体方程组,其每个增量步的计算成本很小,可以很高效地求解复杂的非线性问题;Automatic即增量步的大小由ABAQUS自动控制,根据分析结果的收敛情况自动增大或减小增量步;在默认情况下,如果经过16次迭代的解仍不能收敛或者结果显示出发散,ABAQUS/Standard就放弃当前增量步,并将增量步的值设置为原来值的25%,重新开始计算;利用比较小的载荷增量来尝试找到收敛的解答;若此增量仍不能使其收敛,ABAQUS/Standard将再次减小增量步的值;在中止分析之前,ABAQUS/Standard 默认地允许至多5次减小增量步的值;如果连续两个增量步都只需少于5次的迭代就可以得到收敛解,ABAQUS/Standard 会自动地将增量步的值提高50%;2允许的增量步最大数目：100,即如果经过100个增量步后结果还不收敛,则分析中止;3初始增量步大小：0.1;用户只需在每个分析步模拟中给出第1个增量步的值,然后,ABAQUS/Standard 自动地调整后续增量步的值;对于简单的问题,可以直接令初始增量步等于分析步时间例如令初始增量步等1;对于复杂的非线性问题例如模型中有复杂的接触或大的塑性变形,ABAQUS/Standard不得不反复减小增量步,从而导致占用了CPU时间以及甚至不能收敛,可以尝试减小初始增量步;4允许的最小增量步：10-5允许的最大增量步：15在静态分析中,如果模型中不包含阻尼或与速率相关的材料性,“时间”就没有实际的物理意义;方便起见,一般都把分析步时间设为默认的1;6对于复杂的三维问题,如果出现收敛困难,可以使用额外的分析步和边界条件,将荷载逐步施加到模型上;即在接触分析中,如果在第一个分析步中就把全部载荷施加到模型上,有可能分析无法收敛,建议先定义一个只有很小载荷或位移的分析步,让接触关系平稳地建立起来,然后在下一个分析步中再施加真实的载荷;这样虽然分析步的数目增多了,但减小了收敛的困难, 计算时间可能反而会缩短;●设定自适应网格分析锻压、拉拔和轧制等大变形问题时,模型的几何形状发生显著变化,网格会产生严重的扭曲变形,导致分析精度下降,稳定步长缩短,甚至无法达到收敛;ABAQUS的自适应网格功能允许单元网格独立于材料移动,从而在大变形分析过程中也能始终保证高质置的网格;自适应网格主要用于ABAQUS/Explicit, 以及ABAQUS/Standard中的表面磨损过程模拟;在一般的ABAQUS/Standard分析中尽管也可以设定自适应网格,但不会起到明显的作用;点击Step 功能模块的主菜单Other——Adaptive Mesh Domain可以设定自适应网格的有效区域,点击主菜单Other——Adaptive Mesh Controls可以设置自适应网格的参数;ABAQUS的自适应网格不改变网格的拓扑结构单元和连接关系,它结合了纯拉格朗日分析网格跟随材料终动和欧拉分析网格位置固定,材料在网格中流动,被称为“任意拉格朗日- 欧拉ALE 分析”; 它通常比纯拉格朗日分析更有效、更精确和更稳定;对于ABAQUS/Standard 的通用分析步,可以点击Step功能模块的主菜单Other—General Solution Controls来控制收敛算法和时间积分精度;对于静力问题的通用分析步和线性摄动分析步,以及稳态传热问题,可以点击主菜单Other->Solver Controls 来控制迭代线性方程求解器的参数;●设定几何非线性Nlgeom进行弹塑性分析时,如果模型的位移较大,则设定几何非线性为on;当然弹塑性分析中并不一定要考虑几何非线性,几何非线性的含义是位移的大小对结构的响应发生影响,例如大位移、大转动、初始应力、几何刚性化和突然翻转等;●分析控制•为Abaqus/Explicit分析定义自适应网格区域和自适应网格控制;•为接触问题定制求解控制;•定制一般求解控制,用于控制Abaqus中的收敛控制参数和时间积分精度算法;13选择监视自由度14在分析过程中,可以有效的显示求解历程,为求解过程提供简单的指示;选定某个自由度,指示当前解的位置;比如在结构突变分析过程中,监控选定薄板拱形结构的中点;15建立交互作用接触、约束ABAQUS/CAE中的接触分析主要包括以下建模步骤：1)在Interaction功能模块、Assembly功能模块或Load功能模块中定义各个接触面;2)在Interaction功能模块中定义接触属性包括法向接触属性和切向的摩擦属性;3)在Interaction功能模块中定义接触包括主面、从面、滑动公式、从面位置调整、接触属性、接触面距离和接触控制等;4)在Load功能模块中定义边界条件,保证消除模型的刚体位移;在Interaction功能模块中,主要可以定义模型的以下相互作用：1 主菜单Interaction定义模型的各部分之间或模型与外部环境之间的力学或热相互作用,例如接触、弹性地基、热辐射等;2 主菜单Constraint 定义模型各部分之间的约束关系;3 主菜单Connector 定义模型中的两点之间或模型与地面之间的连接单元,用来模拟固定连接、铰接、恒定速度连接、止动装置、内摩擦、失效条件和锁定装置等;4 主菜单Special—Inertia 定义惯量包括点质量/ 惯量、非结构质量和热容;5 主菜单Special—Crack 定义裂纹;6 主菜单Special—Springs/Dashpots 定义模型中的两点之间或模型与地面之间的弹簧和阻尼器;7 主菜单Tools常用的菜单项包括Set 集合、Surface 面和Amplitude 幅值等;•接触接触分析中的关键问题是定义接触属性、接触面和接触关系;即使两个实体之间或一个装配件的两个区域之间在空间位置上是互相接触的,ABAQUS/CAE也不会自动认为它们之间存在着接触关系,需要使用Interaction 模块中的主菜单Interaction来定义这种接触关系;相互作用与分析步有关,必须规定相互作用是在哪些分析步中起作用;在必要的时候,利用接触管理器激活/不激活接触,以分析其区别;在三维模型中可以使用自动约束探测快捷方便地定义接触和绑定约束;接触对中的slave surface 应该是材料较软,网格较细的面;接触面之间有微小的距离,定义接触时要设定“Adjust=位置误差限度”,此误差限度要大于两触面之间的距离,否则ABAQUS 会认为个面没有接触;由于模型中存在数值误差,所以一般要设置这个位置误差限度0.02;小滑移问题的接触压强总是根据未变形时的接触面积来计算的,有限滑移问题的接触压强则是根据变化的接触面积来计算;如果模型中有塑性材料,或分析过程中会发生很大的位移或局部变形,或施加载荷后会使接触状态发生很大的变化,则应设置较小的初始时间增量步;在对分析步的定义中可以使用下面关键词CONTACT PRINT将接触信息输出到DAT文件ABAQUS/CAE不支持;CPRESS和CFN的区别是：CPRESS是从面各个节点上各自的接触压强,而CFN代表接触面所有节点接触力的合力,它包含四个变量：CFNM、CFN1、CFN2和CFN3;接触面所有节点在垂直于接触面方向上接触力的合力称为法向接触力;如果接触面是曲面,就无法由CFN直接得到法向接触力,这时可以通过各个从面节点的CPRESS来计算法向接触力法向接触力=从面上所有节点的CPRESS之和X 从面的面积/从面上的节点数摩擦力=法向接触力X 摩擦系数利用MSG文件可以查看分析迭代的详细过程,从面节点有开放和闭合两种接触状态;如果在一次迭代中节点的接触状态发生了变化,称为“严重不连续迭代SDI”;如果分析能够收敛,每次严重不连续迭代中CLOSURES和OPENINGS的数目会逐渐减少,最终所有从面节点的接触状态都不再发生变化,就进入平衡迭代,直至收敛;如果CLOSURES和OPENINGS的数目逐渐减少,但最终不断重复出现“0 CLOSURES,1OPENINGS”和“1 CLOSURES,0 OPENINGS”此处的数字也可以大于1,即所谓“振颤”;如果CLOSURES和OPENINGS的数目逐渐减少,但减小的速度很慢,达到第12次严重不连续迭代后,ABAQUS 就自动减小增量步长,重新开始迭代;如果增大这个最大次数,允许ABAQUS多进行几次迭代,就有可能达到收敛;操作方法：进入Step模块,主菜单Other→General Solution Controls→Edit,选择相应的分析步,点击Continue,选中Specify,点击Time Incrementation标签页,点击第一个More,把Is由默认的12改为适当的值,然后点击OK;如果希望在MSG文件中看到更详细的接触分析信息,可以在Step模块中选择菜单Output→Diagnostic Print然后选中Contact;其相应的关键词是PRINT, CONTACT=YES;定义主面和从面的一般规则为：1选取刚度大的面作为主面;这里的“刚度”指材料特性和结构刚度;解析面或由刚性单元构成的面必须作为主面,从面则必须是柔体上的面可以是施加了刚性约束的柔体;2若两接触面刚度相似,则选取粗糙网格的面作为主面;3如果能使两接触面的网格节点位置一一对应,则能使结果更精确;4主面必须是连续的,由节点构成的面不能作为主面;如果是有限滑移,主面在发生接触的部位必须是光滑的,即不能有尖角;5若主面在发生接触的部位存在尖锐的凹角或凸角,应该在此尖角处把主面分为两部分来分别定义,即定义为两个面;对于有单元构成的主面,ABAQUS会自动进行平滑处理;6若是有限滑移,则在整个分析过程中,都尽量不要让从面节点落到主面之外尤其不要落在主面的背面,否则容易出现收敛问题;7一对接触面的法线方向应该相反,都指向实体的外部;一般来说,对于三维柔性实体,ABAQUS会自动选择正确的法线方向,而在使用梁单元、壳单元、膜单元、绗架单元或刚体单元来定义接触面时,用户往往需要自己制订法线方向,就容易出现错误;解决接触分析中的收敛问题：1检查接触关系、边界条件和约束;2消除刚体位移Numerical Singularity数值奇异,有些情况下,还会显示Negative Eigenvalue负特征值警告信息;3一般来说,如果从面上有90º的圆角,建议在此圆角处至少划分10个单元;4如果接触属性为“硬接触”,应尽可能使用六面体一阶单元C3D8;如果无法划分六面体单元网格,可以。
基于ABAQUS的内压厚壁圆筒的弹塑性分析
基于ABAQUS的内压厚壁圆筒的弹塑性分析基于ABAQUS的内压厚壁圆筒的弹塑性分析学院：航空宇航学院专业：工程力学指导教师：姓名：学号：1. 问题描述一个受内压的厚壁圆筒（如图1），内半径和外半径分别为mm a 10=和mm b 15=（外径与内径的比值2.15.11015b >==a ），受到均匀内压p 。
材料为理想弹塑性钢材（如图2），并遵守Mises 屈服准则，屈服强度为MPa Y 380=σ，弹性模量GPa E 200=，泊松比3.0=υ。
图1 内压作用下的端部开口厚壁圆筒 图2 钢材的应力-应变行为首先通过理论分析理想弹塑性材料的厚壁圆筒受内压作用的变形过程和各阶段的应力分量，确定弹性极限压力e p 和塑性极限压力p p ；其次利用ABAQUS 分析该厚壁圆筒受内压的变形过程，以及各个阶段厚壁筒内的应力分布，与理论分析的结果进行对比，验证有限元分析的准确性。
2. 理论分析 2.1基本方程由于受到内压p 的作用，厚壁圆筒壁上受到径向压应力r σ、周向压应力θσ和轴向应力z σ的作用，由开口的条件可推出0=z σ。
因为这是一个轴对称问题，所有的剪应力和剪应变均为零。
平衡方程和几何方程用下式表示：0-=+rd d r r r θσσσ （1）rudr du r r r ==θεε, （2）弹性本构关系为：()()r r r EE συσεσυσεθθθ****1,1-=-=（3） 由于此问题为平面应变问题，所以上式中2*1υ-=E E υυυ-=1*相应的边界条件为：0,=-===b r r a r r p σσ （4）2.2弹性阶段根据弹性力学中的应力解法：取应力分量r σ，θσ为基本未知函数，利用平衡方程和应力表示的协调方程联合求解，可得应力分量的通解⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=221221-r C C r C C r θσσ 将边界条件带入可得应力分量为：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=11--2222222222r b a b p a r b a b p a r r σσ （5） 因为b r a ≤≤，所以00>≤θσσ且r ，可以观察到：r z σσσθ≥=>0，分析采用Mises 屈服准则，表达为()()()()222222226Yz rz r z z r r στττσσσσσσθθθθ=+++-+-+- （6）该厚壁圆筒是轴对称平面应变问题，即0===θθτττz rz r ，由Mises 屈服条件其表达式可得到：Y Y r σσσσθ155.132==- （7）当内压p 较小时，厚壁圆筒处于弹性状态，在a r =处，()r σσθ-有最大值，筒体由内壁开始屈服，此时的内压为e p ，由式（5）、（7）联立可求得弹性极限压力为()2222155.1ba b p Y e σ-= （8） 代入题目所给数据得到弹性极限压力为：()MPa p e 92.1211521015380155.1222=⨯-⨯= 2.3 弹塑性阶段当e p p <时，圆筒处于弹性状态，当e p p >的情况，在圆筒内壁附近出现塑性区，产生塑性变形，随着内压的增大，塑性区逐渐向外扩展，而外壁附近仍为弹性区。
网格属性对航空薄壁圆筒车削仿真过程的影响
网格属性对航空薄壁圆筒车削仿真过程的影响徐捷;邓奕;张靖【摘要】为了探索单元类型以及网格划分方式对航空薄壁圆筒车削仿真过程的影响,利用Abaqus软件和AdvantEdge软件对薄三维模型以及薄壁圆筒模型的车削过程进行了对比分析,同时以主切削力和切屑形态为指标对切削仿真质量进行了评价.结果表明:在保证薄三维切削仿真精度的前提下,六面体网格可以极大地节省计算时间,更好地反映切削过程中的切屑形态和已加工表面质量等物理量的变化;航空薄壁圆筒车削仿真中采用扫略网格画法可以在一定程度上提高计算效率和工件表面质量.【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2019(039)001【总页数】6页(P89-94)【关键词】有限元仿真;网格划分;切削力;钛合金【作者】徐捷;邓奕;张靖【作者单位】湖南工程学院,湖南湘潭 411104;湖南工程学院,湖南湘潭 411104;湘潭复合材料制造装备工程技术研究中心,湖南湘潭 411104;温州大学,浙江温州325035【正文语种】中文【中图分类】TG506;TG702;TG71钛合金具有密度低、抗腐蚀、无磁性、比强度高等优点，被广泛地应用在航空航天等加工制造领域[1-2]，但其导热系数低、化学活性高、变形系数小，是典型的难加工材料；薄壁圆筒是航空航天领域的常用零件，其具有刚性差、强度弱、易变形等特点，对车床性能要求较高，是典型的难加工零件[3-4]：难加工材料与难加工零件的结合对生产加工提出了种种挑战，成为学者们研究的热点。
近年来，随着有限元仿真技术的发展，越来越多的高校和科研院所开始借助仿真手段来研究切削加工过程。
目前，多数研究只建立简化的二维模型，而关于三维切削仿真研究的文献较少，是因为三维切削仿真的计算成本高，且仿真技术存在瓶颈。
使用Abaqus软件，建立航空薄壁圆筒的三维有限元模型，同时和AdvantEdge软件对比分析，找到适合切削仿真的单元类型及网格划分方式，以此对三维薄壁圆筒车削仿真过程进行优化。
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1,建立模型Part Module：类型三维，solid，旋转；按尺寸绘图，done，设置旋转角此处为360度。
2,建立参考面，将圆筒分成两半
3，Assembly Module：类型Independent
分区partition截面
4，Mesh module：
点击remove，选择cells消隐分区
撒种子时，需要分几层就在边缘上撒多少个种子，在每条边上尽量都撒相同数量的种子，生成结构网格，生成的网格才比较规整。
（注意，此处的mesh，对象为assembly，而不是part）
生成网格后，Mesh: Create Mesh Part
4，Job Module：Create Job，例如job-007-01，运行生成job-007-01.inp文件，保存成007-01.cae文件。
5, File：New打开新窗口
6,File：Import : Model 选择job-007-01.inp打开
7,Mesh Module:
Tools: Surface manager: create: by angle定义surface集合
Tools: Set manager: create: Element: by angle定义Element集合
用以下三个命令操作，选择恰当的面。
Select the Entity Closest to the Screen,
Select From Exterior Entities
Select From Interior Entities（左键点击第二个图标不放拖出即可）
注：定义Element集合时，可以从外到内，定以一层后，在display中
把定义的那层remove掉再定义下面一层。
8,Mesh: Edit :Mesh：Mesh Offset (create solid layers)：Surfaces（选择相应的面）：Total thickness 定义厚度，生成cohesive单元，把其之前定义的几层surface，都生成cohesive单元。
9，Mesh: Element type：对cohesive单元，Family选择Cohesive，对其他单元，Family 选择3D Stress；对于静态运算，Element Library选择Standard，对于动态（显式）运算，Element Library选择Explicit。
10，Property：
Create Material：jiti（材料名字）：Mechanical：Elastic：Type：Isotropic
Create Material：xianwei（材料名字）：Mechanical：Elastic：Type：Isotropic
Create Material：Cohesive（Cohesive单元材料名字）：选择Quads Damage，Damage Evolution，Elastic
maxs Damage：
Damage Evolution：
Create section：
11,定义各分层材料方向
Property Module：建立局部坐标，
Tools：Datum：CSYS：3 points,点击Done
定义材料方向, Assign: Material Orientation:选择之前定义的局部坐标，定义角度
12,Mesh Module：Mesh：Edit ：Node：Edit：by angle选择Cohesive单元两表面节点，Coordinates: Specify让Cohesive单元厚度为0.( 这一步只是为了视觉效果，可以不操作)。
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13,分析步step：设为1000，步长最大1，最小8
14，受力方式:一端固支，一段在所有端面上施加向外的压力3000Mpa，不含cohesive 单元，结果如图（蓝色为纤维，黄色为基体）
此处，纤维名义应力设置太小，纤维进入塑性阶段，基体应力大于纤维。