abaqus有限元建模例子
悬臂梁—有限元ABAQUS线性静力学分析实例
线性静力学分析实例——以悬臂梁为例线性静力学问题是简单且常见的有限元分析类型,不涉及任何非线性(材料非线性、几何非线性、接触等),也不考虑惯性及时间相关的材料属性。
在ABAQUS中,该类问题通常采用静态通用(Static,General)分析步或静态线性摄动(Static,Linear perturbation)分析步进行分析。
线性静力学问题很容易求解,往往用户更关系的是计算效率和求解效率,希望在获得较高精度的前提下尽量缩短计算时间,特别是大型模型。
这主要取决于网格的划分,包括种子的设置、网格控制和单元类型的选取。
在一般的分析中,应尽量选用精度和效率都较高的二次四边形/六面体单元,在主要的分析部位设置较密的种子;若主要分析部位的网格没有大的扭曲,使用非协调单元(如CPS4I、C3D8I)的性价比很高。
对于复杂模型,可以采用分割模型的方法划分二次四边形/六面体单元;有时分割过程过于繁琐,用户可以采用精度较高的二次三角形/四面体单元进行网格划分。
悬臂梁的线性静力学分析1.1 问题的描述一悬臂梁左端受固定约束,右端自由,结构尺寸如图1-1所示,求梁受载后的Mises应力、位移分布。
ν材料性质:弹性模量3=E=,泊松比3.02e均布载荷:F=103N图1-1 悬臂梁受均布载荷图1.2 启动ABAQUS启动ABAQUS有两种方法,用户可以任选一种。
(1)在Windows操作系统中单击“开始”--“程序”--ABAQUS 6.10 --ABAQUS/CAE。
(2)在操作系统的DOS窗口中输入命令:abaqus cae。
启动ABAQUS/CAE后,在出现的Start Section(开始任务)对话框中选择Create Model Database。
1.3 创建部件在ABAQUS/CAE顶部的环境栏中,可以看到模块列表:Module:Part,这表示当前处在Part(部件)模块,在这个模块中可以定义模型各部分的几何形体。
abaqus cae解析实例
abaqus cae解析实例Abaqus CAE(Computer-Aided Engineering)是一个强大的有限元分析(FEA)软件,用于模拟复杂结构的力学行为。
以下是一个简单的Abaqus CAE分析实例,以演示如何使用该软件进行有限元分析。
假设我们要分析一个简单的悬臂梁在受到集中载荷作用下的弯曲行为。
1. 启动Abaqus CAE:打开Abaqus CAE软件,创建一个新的模型。
2. 创建几何体:在几何模块中,创建一个悬臂梁的几何体。
可以使用线、面、体等基本元素来构建。
3. 划分网格:在网格模块中,将悬臂梁划分为有限个小的元素,这些元素被称为“网格”或“有限元”。
可以选择不同的元素类型和大小来模拟悬臂梁的不同部分。
4. 应用材料属性:在材料模块中,为悬臂梁指定材料属性,如弹性模量、泊松比和密度等。
5. 定义载荷和边界条件:在载荷和边界条件模块中,定义悬臂梁受到的集中载荷以及支座的边界条件。
在这个例子中,可以在悬臂梁的末端施加一个集中力。
6. 选择分析类型:在分析类型模块中,选择静态分析类型。
因为我们要模拟的是恒定载荷下的弯曲行为,所以选择静态分析是合适的。
7. 运行分析:完成以上步骤后,运行分析。
Abaqus CAE将自动求解有限元方程,并输出结果。
8. 后处理:在后处理模块中,查看分析结果。
可以查看应力、应变、位移等结果云图和数据。
9. 优化设计:根据分析结果,优化悬臂梁的设计,例如改变梁的截面形状或材料属性等。
以上是一个简单的Abaqus CAE分析实例,通过这个实例可以了解如何使用该软件进行有限元分析。
当然,实际的分析可能会更加复杂,需要更多的步骤和考虑因素。
建议参考Abaqus CAE的官方文档和教程以获得更详细的信息和指导。
基于ABAQUS的砌体结构有限元模拟方法
一、引言
在我国,砌体结构房屋在中小城市、乡镇和农村地区大量存在。由于砌体结构材料自身的抗剪强度较 低,延性差,因此在地震中震害严重。传统的构造柱圈梁技术,可有效保证结构的整体效应,但砌体结构 的数值模拟研究较为困难,本文将基于ABAQUS有限元软件对砌体结构进行模拟,并探讨其方法和效果。
二、有限元分析方法
而且二维Beam单元中不能采用con饿Ic
钒筋采用三结点二次三维桁颦单元T3D2。
Damage
P Lasticity奉构f混凝土损伤鞘性模型模拟效果较好1.摹于
以上原因,本文采用实体单元模拟,对于模型中的混凝土和砌体部分,模型采用线性减缩积分单元C3DSR, abaqus加钢筋的办亍去有几种:I、采用reb盘rlayer的办法,在part里面画一个面,然后在prope对里面 定义一个surface为rebarlayer,然后在interaction中embed巾把钢筋层embed到混糍土实体中上。2、采用
工业建筑2011增刊
1353
第f一届仝国现代结构T程学术目讨会
总体来说.分离模型可以模拟砌块与砂浆之问的作用和砌体破坏机理.适用于模拟小型试验砌体的破 坏行为,但¨算越^,建模繁琐:整体连续体模型适于分析人规模的墙体.但对于详细的应力分析和理衅 砌体多样的失散机理却显得不足。采用哪种模型一般应视分析f1的而定…。本文分析的模型为砌体整体结构. 分析模型较大.是对整体结构进行模拟.主要是考虑结构的宏观反应,宜选取整体式有限元模型进行计算, 建模町更快捷,计算量更小。 (二)单元选择厦建模方法 对于结构的模拟,有两种思路,一种是采用粱单兀模拟构造梓,壳单元模拟堵体及愤制空心楼板,一 种足聚用实体单元模拟柱和墙及楼板,鉴于当用第种方式模拟时,科!和墙,墙和楼板的连接小描处理,
悬臂梁—有限元ABAQUS线性静力学分析报告实例
线性静力学分析实例——以悬臂梁为例线性静力学问题是简单且常见的有限元分析类型,不涉及任何非线性(材料非线性、几何非线性、接触等),也不考虑惯性及时间相关的材料属性。
在ABAQUS 中,该类问题通常采用静态通用(Static ,General )分析步或静态线性摄动(Static ,Linear perturbation )分析步进行分析。
线性静力学问题很容易求解,往往用户更关系的是计算效率和求解效率,希望在获得较高精度的前提下尽量缩短计算时间,特别是大型模型。
这主要取决于网格的划分,包括种子的设置、网格控制和单元类型的选取。
在一般的分析中,应尽量选用精度和效率都较高的二次四边形/ 六面体单元,在主要的分析部位设置较密的种子;若主要分析部位的网格没有大的扭曲,使用非协调单元(如CPS4I、C3D8I)的性价比很高。
对于复杂模型,可以采用分割模型的方法划分二次四边形/ 六面体单元;有时分割过程过于繁琐,用户可以采用精度较高的二次三角形/ 四面体单元进行网格划分。
悬臂梁的线性静力学分析1.1 问题的描述一悬臂梁左端受固定约束,右端自由,结构尺寸如图1-1 所示,求梁受载后的Mises 应力、位移分布。
材料性质:弹性模量 E 2e3 ,泊松比0.3均布载荷:F=103N图1-1 悬臂梁受均布载荷图1.2 启动ABAQUS启动ABAQUS有两种方法,用户可以任选一种1)在Windows 操作系统中单击“开始” -- “程序” --ABAQUS 6.10 -- ABAQUS/CA。
E(2)在操作系统的DOS窗口中输入命令:abaqus cae 。
启动ABAQUS/CA后E ,在出现的Start Section (开始任务)对话框中选择Create Model Database 。
1.3 创建部件在ABAQUS/CA顶E 部的环境栏中,可以看到模块列表:Module:Part ,这表示当前处在Part (部件)模块,在这个模块中可以定义模型各部分的几何形体。
ABAQUS 有限元分析大作业 凹槽成型实例
有限元分析大作业-凹槽成型一:前处理-利用ABAQUS/CAE创建模型。
1、定义并创建四个部件如下图:图1:可变形毛坯Blank图2:刚性冲头Punch图3:刚性夹具Holder2、定义材料及截面特性图5:分别根据提供的数据定义Elastic和Plastic两个材料特性图6:创建均匀实体截面提交给材料Steel并赋予Blank此截面属性图7:建立一个局部数据坐标系(在随着毛坯运动的共旋坐标系下显示应力和应变的值): 2、装配部件图8:装配图(根据相互关系进行装配)3、创建几何集合创建6个几何集合:每个刚性体参考点各一个,毛坯对称面一个,毛坯中面的每段各一个。
图9:创建六个几何集合4、定义分析步和输出要求图10:创建分析步1 Establish contact 1图11:创建分析步2,Remove right constraint图12:创建分析步3 Holder force图13:创建分析步4 Establish contact 2图14:创建分析步5 Move punch图15:编辑场输出图16:编辑历史输出5、监控自由度的值图17:定义RefPunch的监控自由度6、定义接触相互作用图18:首先在Interaction模块中定义以上5个表面图19:定义一个无摩擦接触相互作用属性图20:再定义一个有摩擦相互作用属性,摩擦系数取为0.1 最后定义三个表面间的相互作用:图21:定义三个表面之间的相互作用(具体见下面三个图)图22:定义Die-Blank 相互作用 图23:定义Holder-Blank 相互作用图24:定义Punch-Blank 相互作用7、各分析步的边界条件首先在STEP1总添加每个初始边界条件:图25:Center、MidLeft、MidRight边界条件图26:RefDie、RefHolder、RefPunch边界条件图27:分析步1边界条件图28:Step2边界条件图29:Step3边界条件图30:Step4边界条件图31:Step5边界条件图:32集中力与负压力施加8、划分网格和定义作业图33:首先在毛坯上下与左右表面分别撒种图34:选择单元类型图35:划分网格二:求解1、创建作业图36:创建作业2、提交求解并监视求解过程图:37:求解完成图:38监视点U2向位移图三:后处理1、成型过程图39:开始图40:开始变形图41:变形扩大图42:最后成型结果2、绘制塑性应变等值线图3、绘制冲头上的反作用力4、绘制接触压力等值线图图45:接触压力等值线图。
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有限元分析实例——非线性斜板
Abaqus有限元分析实例--- 非线性斜板这个例子如图8-11所示。
已经应用ABAQUS/Standard模拟了板的线性响应,现在你将应用ABAQUS/Standard对它进行重新分析,包含几何非线性的影响。
从线性模拟的结果表明对于此问题非线性的效应可能是重要的,由此次分析的结果,你将判断这个结论是否正确。
如果你愿意,可以根据本例题后而的指导,应用ABAQUS/Explicit将模拟扩展到动态分析。
在本手册的在线文档第A.6节“Norlincar skew plate"提供了输入文件。
当通过ABAQUS/CAE 运行这个输入文件时,将创建关于该问题的完整的分析模型。
根据下而给岀的指导如果你遇到困难,或者如果你希望检查你的工作,则可以运行这个输入文件。
在附录A "Example Files"中,给出了如何提取和运行输入文件的指导。
如果你没有进入ABAQUS/CAE或者其它的前处理器,可以人工创建关于这个问题的输入文件,关于这方而的讨论,见Getting Started with ABAQUS/Standard: Keywords Version, 第7.4 iT “Example: norlincar skew plate"。
8.4.1修改模型打开模型数据库文件SkewPlate.cae,从主菜单栏中,选择Model->Copy Model->Linear,将名字为Linear的模型复制成名字为Nonlinear的模型。
对于非线性斜板模型,你将考虑包含几何非线性效应和改变输出要求。
定义分析步进入分析步Step模块,从主菜单栏中,选择Step-->Edit->Apply Pressure来编辑分析步定义。
在Edit Step对话框的Basic页中,选中NIgeom (注:几何非线性的缩写)以考虑几何非线性的效应,并设垃分析步的时间周期为1.0。
abaqus悬臂梁例题
abaqus悬臂梁例题
ABAQUS是一种常用的有限元分析软件,用于模拟和分析工程结构的行为。
下面是一个简单的ABAQUS悬臂梁的例题,以便说明如何进行有限元分析:
问题描述:
考虑一个简单的悬臂梁,长度为L,截面为矩形,要分析该梁的挠度和应力分布。
步骤:
1.建立模型:首先,在ABAQUS中建立一个新模型。
定义悬臂梁的几何参数,如长度L 和梁截面的宽度和高度。
2.创建网格:划分悬臂梁的几何形状,创建有限元网格。
可以选择合适的单元类型,如梁单元或壳单元,以模拟结构行为。
3.应用边界条件:定义悬臂梁的支持条件,通常悬臂梁的一端是固定支持,另一端是自由端。
在ABAQUS中,你可以定义这些支持条件。
4.施加载荷:定义悬臂梁所受的载荷,如集中力、分布载荷等。
5.设置材料属性:指定悬臂梁所用的材料属性,如弹性模量、泊松比等。
6.运行分析:运行有限元分析,ABAQUS将计算悬臂梁的挠度和应力分布。
7.分析结果:分析完成后,你可以查看和可视化分析结果,包括挠度云图、应力云图等,以了解悬臂梁的行为。
这只是一个简单的悬臂梁分析示例,ABAQUS提供了广泛的功能来进行复杂结构的有限元分析。
具体的模型参数和步骤可能会因实际情况而有所不同。
你可以根据你的具体问题和需求来调整和扩展这个示例。
需要在软件中具体设置和模拟这个问题,以获得详细的分析结果。
abaqus仿真案例
Abaqus是一款功能强大的有限元分析(FEA)软件,广泛应用于各种工程领域。
以下是一个简单的Abaqus仿真案例,演示了如何对一个简单的结构进行静态分析。
案例描述:
假设我们要分析一个简单的矩形板,其长度为1m,宽度为0.5m,厚度为0.01m。
该板材由线性弹性材料制成,其弹性模量为200GPa,泊松比为0.3。
分析步骤:
1.创建模型:在Abaqus中创建一个新的模型,并设置模型单位为m。
2.创建材料属性:在Abaqus中定义材料的弹性模量和泊松比。
3.创建网格:对模型进行网格划分,选择合适的网格大小和类型。
4.施加载荷和约束:在模型的边界上施加固定约束,并在上表面施加均匀分布
的载荷。
5.运行分析:进行静态分析,并查看分析结果。
分析结果:
通过查看分析结果,我们可以得到矩形板的应力分布和变形情况。
在本案例中,最大应力出现在矩形板的中心位置,其值为199.8MPa。
最大变形出现在矩形板的边缘位置,其值为0.002m。
结论:
本案例演示了如何使用Abaqus进行静态分析,并得到了矩形板的应力分布和变形情况。
通过调整材料属性和载荷条件,可以对不同结构的静态性能进行分析和优化。
ABAQUS有限元分析实例详解 3PPT课件
L
F2EA(U2U1) L
11
既
F F1 2 E LA1 , 1,1 1 U U1 2
FKU
[K]单元刚度阵,{F}载荷,{U}位移向量
每一种类型单元都有自己的单元刚度 矩阵,对于复杂的单元是基于能量原理 来确定的。
12
3)总刚度矩阵 结构有限元是用有限个基本单元来
逼近结构模型,把有限个基本单元的单 元刚度矩阵组装到一起,形成总刚度矩 阵。
四或八节点四边形板元 CQUAD4、CQUAD8 四节点剪力板元 CSHEAR
21
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
22
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)
一、简介
一般来说工程分析可分为两大类: 数值法
(有限元法是数值法的一种)
1
经典法:
经典法直接采用控制微分方程来求 解场问题,其方法是基于物理原理而建 立的。闭合性的精确解仅对于几何、载 荷与边界条件最简单的情况才有可能得 到。精确解离大多数实际工程问题较远。 经典法可以验证数值解的解题精度。
2
AP1_2000计算结果与理论解对比
\\ 执行控制\\
TITLE=FIXED PLATE DISP=ALL STRESS=ALL SPC=1 LOAD=1
\\4种控制\\
25
BEGIN BULK
\\数据集\\
GRID 1 0 0. 0. 0.
GRID 2 0 2. 0. 0.
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案例
abaqus案例Abaqus是一款由法国达索系统公司开发的有限元分析软件。
它提供了强大的分析工具和高度可定制的建模环境,使工程师能够在各种领域进行准确的仿真分析。
在本文中,我们将介绍一些使用Abaqus的真实案例,以便更好地了解该软件的功能和应用。
1. 案例一:汽车碰撞分析汽车碰撞是交通事故中最常见的一种,也是最危险的一种。
利用Abaqus进行汽车碰撞仿真分析可以帮助工程师更好地理解碰撞过程和车辆的结构变形情况。
在这个案例中,我们将对一辆小型轿车进行碰撞测试。
首先,我们需要建立一个准确的车辆模型。
通过CAD软件,我们可以设计出车辆的外形,并将其导入Abaqus中。
接下来,我们需要添加材料属性和约束条件,以便对车辆进行仿真分析。
在这个案例中,我们使用了钢材作为车辆的材料,并设置了车辆的边界条件和碰撞速度。
通过Abaqus进行汽车碰撞仿真分析后,我们可以得到车辆在碰撞过程中的应力、应变和变形情况。
此外,我们还可以观察到车辆的安全性能和结构强度是否符合标准要求。
这些结果可以帮助汽车制造商更好地设计和改进汽车结构,以提高车辆的安全性能和耐用性。
2. 案例二:桥梁结构分析桥梁是重要的基础设施之一,其结构的稳定性和安全性对人们的出行和生活具有重要影响。
利用Abaqus进行桥梁结构分析可以帮助工程师更好地了解桥梁的结构特性和受力状态,以便更好地设计和改进桥梁结构。
在这个案例中,我们将对一座悬索桥进行分析。
首先,我们需要建立一个准确的桥梁模型,并添加材料属性和约束条件。
接下来,我们需要对桥梁进行荷载分析,以便了解桥梁在不同荷载下的受力状态和变形情况。
通过Abaqus进行桥梁结构分析后,我们可以得到桥梁在不同荷载下的应力、应变和变形情况。
此外,我们还可以观察到桥梁的结构稳定性和安全性能是否符合标准要求。
这些结果可以帮助桥梁工程师更好地设计和改进桥梁结构,以提高其安全性能和耐用性。
3. 案例三:电子设备热分析电子设备的热管理是一个重要的问题,因为过热会导致设备故障或损坏。
abaqus有限元动力学标准算例
abaqus有限元动力学标准算例
ABQUS有限元动力学标准算例有很多,以下是其中几个常见的:
1. Cantilever Beam(悬臂梁):这个算例用于模拟一个悬臂梁
在受到外部荷载作用时的振动响应。
它可以用来研究悬臂梁的固有频率和模态形态。
2. Free Vibration of a Mass-Spring System(质量弹簧系统自由
振动):这个算例模拟了一个质量和弹簧相连接的系统在没有外部激励下的自由振动情况。
它可以用来研究系统的固有频率和振动模态。
3. Transient Analysis of a Simply Supported Beam(简支梁的瞬
态分析):这个算例模拟了一个简支梁在受到一定冲击荷载后的动态响应。
它可以用来研究梁在冲击荷载下的振动行为。
4. Modal Analysis of a Plate(平板的模态分析):这个算例模
拟了一个平板结构的模态响应。
它可以用来研究平板的固有频率和振动模态。
这些算例都可以在ABQUS官方网站上找到详细的教程和步骤。
此外,ABQUS还提供了更多的动力学分析算例,涵盖了不同
类型的结构和加载条件。
可以根据具体的需求选择适合的算例进行研究和分析。
abaqus铰接经典案例
abaqus铰接经典案例
ABAQUS是一款强大的有限元分析软件,可以用于模拟各种复杂的机械系统,包括铰接结构。
以下是一个简单的ABAQUS铰接经典案例:
案例描述:
考虑一个简单的四连杆结构,其中包含两个相互铰接的杆件。
我们需要使用ABAQUS来模拟这两个杆件之间的铰接约束。
步骤:
1. 创建模型:在ABAQUS中创建一个新的模型,并设置模型的基本单位。
2. 创建材料:为每个杆件创建一个材料,并为其分配适当的弹性模量和泊松比。
3. 创建网格:对每个杆件进行网格划分,确保网格的大小和密度适合于模拟铰接约束。
4. 定义约束:在两个杆件之间的铰接点上定义约束。
在这个案例中,我们需要定义一个耦合约束,以确保两个杆件在铰接点上具有相同的旋转自由度。
5. 定义载荷和边界条件:根据实际情况定义适当的载荷和边界条件。
例如,如果有一个固定的杆件,则需要在该杆件的端部定义固定约束。
6. 运行模拟:运行模拟以计算模型的响应。
7. 结果分析:分析模拟结果,以了解铰接结构的性能和行为。
这个案例是一个简单的示例,用于说明如何使用ABAQUS模拟铰接结构。
在实际应用中,可以根据需要进行更复杂的建模和模拟。
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
基于ABAQUS的钢筋混凝土构件有限元模型的建立
基于 ABAQUS的钢筋混凝土构件有限元模型的建立摘要:钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土两种材料组成。
钢筋一般是包围于混凝土之中的,而且相对体积较小。
因此建立钢筋混凝土结构的有限元模型时,必须考虑到这一特点。
ABAQUS是一套功能非常强大的基于有限元方法的工程模拟软件,它可以解决从相对简单的线性分析到极富挑战性的非线性模拟等各种问题。
本文从模型的选取、单元的选取以及本构关系三个方面研究了如何建立混凝土构件有限元模型。
关键词:钢筋混凝土;ABAQUS;有限元模型1 模型的选取钢筋混凝土结构由钢筋和混凝土两种材料组成。
钢筋一般是包围于混凝土之中的,而且相对体积较小。
因此建立钢筋混凝土结构的有限元模型时,必须考虑到这一特点。
通常构成钢筋混凝土结构的有限元模型主要有三种方式:分离式、组合式和整体式。
1.1 分离式模型分离式模型是把混凝土和钢筋分别作为不同的单元来处理,即将混凝土和钢筋各自划分为足够小的单元。
在平面问题中,可以将混凝土划分为三角形单元或者四边形单元,也可将钢筋划分为三角形单元或四边形单元。
但钢筋作为一种细长材料,一般情况下可以忽略钢筋的横向抗剪强度,即把钢筋视为线性单元,这样不仅可以大大减少单元的数目,而且可以有效的避免钢筋单元划分太细而在钢筋与混凝土交界处应用太多的过渡单元。
1.2 组合式模型组合式模型适用于钢筋和混凝土之间具有较好的粘结性,可近似认为两者之间无相对滑移的情况。
常用两种方式:分层组合式和等参数单元。
分层组合式将构件在横截面上分成许多混凝土层和钢筋层,对对截面的应变作出某些假定(如应变沿截面高度为直线分布等)。
根据材料的实际应力应变关系和平衡条件可以到处单元的刚度表达式,分层组合法在杆件系统,尤其是钢筋混凝土板和壳结构中应用非常广泛。
1.3 整体式模型整体式模型是指将钢筋分布于整个单元中,并把单元作为均匀连续的材料来处理,它与分离式不同之处是,整体式模型求出的刚度矩阵是综合类钢筋与混凝土的矩阵,与组合式不同之处是,它一次求得综合的单元刚度矩阵,而不是先分别求出混凝土与钢筋对单元的贡献然后再进行组合。
基于Abaqus_的索道有限元模型及参数研究
0 引言索道作为一种便捷、可靠的运输方式,能适应复杂的地形,跨越山川河流,克服恶劣条件,因而被广泛应用于林业、风景园区、矿业生产等领域。
相比于其他运输方式,索道架设方便快捷、成本较低。
索道的使用寿命和安全运行是其运行的关键因素。
钢丝绳的应力应变、索道架设的挠度、支点的受力对索道的使用寿命及安全有很大影响。
众多学者对索道钢丝绳进行了广泛研究。
在短钢丝绳研究上,马军、葛世荣、张德坤等[1-3]利用Ansys研究了短钢丝绳内载荷的分布、丝间应力的分布、钢丝绳微动磨损规律等;姜海波等[4]分析了在短钢丝绳内接触因素对其应力分布的影响;沈燕等[5]研究了在短钢丝绳接触载荷上对其磨损的影响;张家铭[6]在研究了短钢丝基于Abaqus的索道有限元模型及参数研究*李玉彤 伍希志 谢 言 薛 洋 贾 惠中南林业科技大学材料科学与工程学院 长沙 410004摘 要:文中以1×19IWS钢丝绳为研究对象,采用接触方式模拟钢丝之间的传力关系,建立了短钢丝绳的精细有限元模型,计算了钢丝绳的弹性模量;采用梁单元模拟钢丝绳,建立了索道承载索的有限元模型,并与悬索抛物线理论进行对比验证;采用索道有限元模型研究了跨距、载荷、温度等参数对索道受力的影响。
研究结果表明:1×19IWS钢丝绳的弹性模量为1.172×106 MPa,与其他学者的研究相符合;索道有限元模型计算的中央挠度与理论误差值的最大误差2.55%,上下支点力的仿真与理论误差值最大为0.140%,索道有限元模型可以有效模拟索道受力;跨距、预紧力、温度与索道挠度及上下支点力的影响基本是线性的;载荷对挠度的影响是非线性的,而与上下支点力是线性相关性的;高度差对挠度的影响是线性的,与下支点力是线性相关的,与上支点是非线性相关的。
关键词:索道;钢丝绳;挠度;有限元中图分类号:TH235 文献标识码:A 文章编号:1001-0785(2023)21-0035-09Abstract: Taking the 1×19IWS wire rope as the research object, a fine finite element model of short wire rope was established by simulating the force transmission relationship between steel wires in a contact mode, and the elastic modulus of the wire rope was calculated. A finite element model of a cableway load carrying cable was established by using beam elements to simulate the wire rope, and the model was compared with the parabolic theory of suspension cable. Through the finite element model of the ropeway, the influence of span, load, temperature and other parameters on the force of the ropeway was studied. The research results show that the elastic modulus of 1 × 19IWS wire rope is 1. 172 × 106 MPa, which is consistent with the research of other scholars; the maximum error between the central deflection calculated by the finite element model and the theoretical error is 2. 55%, and the maximum error between the upper and lower fulcrum force simulation and the theoretical error is 0. 140%. The finite element model of cableway can effectively simulate the force of cableway; the influence of span, pre-tightening force and temperature on the deflection and the force of upper and lower fulcrums is basically linear, the influence of load on the deflection is nonlinear, and it is linearly related to the force of upper and lower fulcrums; the influence of height difference on the deflection is linear, it is linearly related to the force at lower fulcrum, and it is nonlinearly related to upper fulcrum.Keywords:cableway; wire rope; deflection; finite element*基金项目:中国博士后科学基金(2021M690768)、湖南省自然科学基金项目(2020JJ5986)绳内缠绕钢丝绳的力学性能;杨柳[7]研究了短钢丝绳在常温下的蠕变性能。
abaqus案例
abaqus案例
Abaqus是一种广泛使用的有限元分析软件,用于模拟各种工程问题。
以下是一个关于抗风塔设计的Abaqus案例。
针对抗风塔的设计,需要进行结构分析来确定其承受最大风荷载
的能力。
这个案例使用了Abaqus这一强大的有限元分析工具,其中包
括了以下步骤:
首先,建立三维模型。
这个模型代表了一个矩形筒体形的抗风塔,其尺寸和几何形状与实际设计一致。
其次,定义材料性能。
结构材料
是铝合金,使用Abaqus的材料数据库来定义材料的应力-应变曲线。
接下来,设置边界条件。
在这个案例中,地面为固定边界,风荷
载通过侧面分布在塔身上。
对于风荷载,使用预定义的速度和压力分布,这相当于对风场进行了划分并进行平均计算。
完成了这些步骤后,可以进行结构稳态解的计算。
在这个阶段,Abaqus将使用所定义的材料和边界条件,对模型进行处理,来计算塔
结构的稳态响应和位移。
这个过程可以帮助我们确定抗风塔当前的承载能力及其弹性变形情况。
最后,我们可以将模型加入最大风荷载,以模拟超载情况下的反应。
这可以帮助确定抗风塔的耐久性,以及可能的破坏形式。
整个过程都可以通过Abaqus快速灵活地完成,它可以模拟出各种不同的条件下的结构响应,并且提供了极为详尽的计算结果。
这可以帮助设计人员更好地优化结构设计,并确保其能够承受最大的负载。
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问题一:工字梁弯曲
1.1问题描述:
在<<材料力学实验>>中,弯曲实验測定了工字梁弯曲应变大小及其分布,以验证弯曲正应力公式。
在这里,採用ABAQUS/CAE建立试验件的有限元模型,ABAQUS/Standard模块进行分析求解,得到应力、应变分布,对比其与理论公式计算值及实验測量值的差別。
弯曲实验的相关数据:
材料:铝合金E=70GPa泊松比0.3
实验装置结构简图如图所示:
结构尺寸测量值:H=50(+/-0.5mm)
h=46(+/-0.5mm)
B=40(+/-0.5mm)
b=2(+/-0.02mm)
a=300(+/-1mm)
F1=30N Fmax=300N N
∆
F100
=
1.2ABAQUS有限元建模及分析
一对象:
工字型截面铝合金梁
梁的结构简图如图1所示,結构尺寸、载荷、約束根据1.1设定,L取1600mm,两端各伸出100mm。
二用ABAQUS/CAE建立实验件的有限元模型,效果图如下:
边界条件简化:
左侧固定铰支座简化为下表面左参考点处的约束U1=U2=U3=0
右侧活动铰支座简化为下表面右参考点处的约束U1=U2=UR3=0
几何模型
有限元模型
三ABAQUS有限元分析結果
①应力云图(Z方向正应力分量):施加载荷前
F=300N
②应变(Z方向分量):
中间竖直平面的厚度方向应变分布图:
F=100N
F=200N
F=300N
由上图可以看出应变沿着厚度方向呈线性比例趋势变化,与实验测得的应变值变化趋势相同。
中性轴处应变均接近零值,应变与距离中性轴位移基本为正比关系。
1.3分析结果:
中间竖直截面上下边缘轴向应力数值对比:*10^-6MPa
距中性轴距ABAQUS模拟实验测量值平均理论值
1/2H-96.182*70000-97*70000-6.9165=-70000*98.807
-1/2H95.789*7000092*70000 6.9165
问题二:机身中段结构内力、变形分布的有限元分析模型2.1问题描述:
对单块式机身中段结构进行有限元建模分析。
载荷:气密载荷、结构重力、装载作用力
假设机身中段为圆柱框型结构,具体尺寸可以假设获得。
现对结构的主要构件(如蒙皮、长桁、隔框、地板等)用有限元进行模拟,分析结构内力分布及变形基本情况。
2.2机身结构组成形式及受力承力分析:
桁梁式机身,中段机身结构主要由长桁、蒙皮、隔框、地板组成,长桁穿过隔框直通结构段,长桁承受机身整体弯曲的轴力,蒙皮主要承受剪力及扭矩还有小部分的轴力,隔框主要起约束及限制位移及变形的作用,机翼升力通过与加强框相连的结构连接件传递至机身,加强框还要承受各部件传来的集中载荷。
机身中段为近似圆柱体,主要承受气密载荷、结构重力、装载作用力的作用。
2.3机身结构几何模型及尺寸比例假设
长20米半径4米按10:1建模
2.4机身结构的有限元模型
将机身结构中段离散化为有限元分析模型,要求如实反映结构的几何形状、构造形式、材料特性、传力路线、承载方式和边界约束条件等基本要素。
机身中段结构基本可以近似为圆柱框体,侧面开圆形舷窗。
气密载荷作用下的蒙皮受剪力及弯曲应力,结构长桁及梁受拉伸及弯曲作用力,这里将蒙皮、隔框及腹板、地板简化为壳单元,将长桁、框缘简化为空间梁单元。
1几何模型:
2载荷及边界条件:
气密载荷:内侧0.101外侧0.091简化为施加在蒙皮壳单元上的分布压强。
结构重力: 2.5*10^-5施加在整个中段结构上的体作用力。
装载作用力:0.05MPa施加在地板上表面的均布载荷。
边界条件:
这里忽略机身中段受前后机身结构的作用,由于在飞行状态,机身中段受由机翼传来的气动升力作用,与结构重力及装载重力平衡(气密载荷为自平衡载荷)。
在这里将约束施加在机翼机身连接件处,这里简化为对框缘两侧部分区域的约束,截面区域上所有点施加六个独立约束。
3有限元模型:
2.4有限元分析结果
总体应力及变形分布图:。