abaqus动力学分析

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Abaqus-中显示动力学分析步骤

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Abaqus-中显示动力学分析步骤准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。

无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。

准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。

准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。

准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。

ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。

当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。

由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。

在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。

在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。

此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。

将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。

根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。

因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。

但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。

abaqus动力学分析

abaqus动力学分析

目 录第一章ABAQUS动力学问题概述 (1)§1-1 动力学问题 (1)§1-2 结构动力学研究的内容 (3)§1-3 振动的分类 (4)§1-4 结构动力学的研究方法 (5)§1-5 动力学问题的基本方程 (5)小结 (6)§1-6第2章结构特征值的提取 (7)§2-1 问题的产生 (7)§2-2 特征值的求解方法 (7)§2-3 特征值求解器的比较 (8)§2-4 重复的特征频率 (9)§2-5 征值频率的提取 (9)§2-6 频率输出 (12)§2-7 有预载结构的频率 (16)§2-8 复特征频率和刹车的啸声分析 (17)第3章模态叠加法 (22)§3-1 模态叠加法的基本概念 (22)§3-2 模态叠加法的应用 (24)第4章阻尼 (26)§4-1 引言 (26)§4-2 阻尼 (26)§4-3在ABAQUS中定义阻尼 (27)1§4-4 阻尼选择 (31)第5章稳态动力学分析 (33)§5-1 稳态动力学简介 (33)§5-2 分析方法 (35)§5-3 激励和输出 (36)§5-4 算例—轮胎的谐波激励稳态响应 (42)第6章瞬态动力学分析 (49)§6-1 引言 (49)§6-2 模态瞬态动力学简介 (49)§6-3 分析方法 (54)§6-4 载荷和输出 (55)§6-5 算例—货物吊车 (58)第7章基础运动 (64)§7-1 基础运动形式 (64)§7-2 初级基础运动 (65)§7-3 次级基础运动 (66)§7-4 在ABAQUS中定义基础运动 (66)§7-5 算例 (70)第8章加速度运动的基线校准 (73)§8-1 加速度基线调整和校准简介 (73)§8-2 基线校准方法 (74)§8-3 加速度基线校准步骤 (76)§8-4 考虑基线校准的悬臂梁算例分析 (77)234第1章ABAQUS 动力学问题概述§1-1 动力学问题的产生在现代结构和机械设计中,通常需要考虑两类荷载的作用——静力荷载(static loading)和动力荷载(dynamic loading),因此结构的设计也经常分为静力设计和动力设计两部分。

abaqus接触动力学分析

abaqus接触动力学分析

部件模态综合法随着科学和生产的发展,特别是航空、航天事业的发展,越来越多的大型复杂结构被采用,这使得建模和求解都比较困难。

一方面,一个复杂结构势必引入较多的自由度,形成高维的动力学方程,使一般的计算机在内存和求解速度方面都难以胜任,更何况一般的工程问题主要关心的是较低阶的模态。

仅为了获取少数的几个模态,必须为求解高维方程付出巨大的代价也是不合适的。

另一方面,正是由于结构的庞大和复杂,一个完整的结构往往不是在同一地区生产完成的,可能一个结构的各个主要零部件不得不由不同的地区、不同的厂家生产。

而且由于试验条件的限制只能进行部件的模态实验,而无法对整体结构进行模态实验。

针对这些主要的问题,为了获得大型、复杂结构的整体模态参数,于是发展了部件模态综合法。

部件模态综合法又叫子结构耦合法。

它的基本思想是按工程观点或结构的几何轮廓,并遵循某些原则要求,把完整的结构进行人为抽象肢解成若干个子结构(或部件);首先对子结构(或部件)进行模态分析,然后经由各种方案,把它们的主要模态信息(常为低阶主模态信息)予以保留,并借以综合完整结构的主要模态特征。

它的主要有点是,可以通过求解若干小尺寸结构的特征问题来代替直接求解大型特征值问题。

同时对各个子结构可分别使用各种适宜的数学模型和计算程序,也可以借助试验的方法来获得他们的主要模态信息。

对于自由振动方程在数学上讲就是固有(特征)值方程。

特征值方程的解不仅给出了特征值,即结构的自振频率和特征矢量——振兴或模态,而且还能使结构在动力载荷作用下的运动方程解耦,即所谓的振型分解法或叫振型叠加法。

因此,特征值问题的求解技术,对于解决结构振动问题来说吧,是非常重要的。

考虑阻尼的振型叠加法振型叠加法的定义:将结构各阶振型作为广义坐标系,求出对应于各阶振动的结构内力和位移,经叠加后确定结构总响应的方法。

振型叠加法的使用条件:∙(1)系统应该是线性的:线性材料特性,无接触条件,无非线性几何效应。

abaqus第九讲显式动力学问题

abaqus第九讲显式动力学问题
通过对动态响应分析结果的后处理,工程师可以优化设计、改进结构性 能,提高产品的可靠性和安全性。
能量分析和吸收能量计算
能量分析:通过后处理计算模型在模拟过程中的总能量、内能和动能等 吸收能量计算:计算模型在受到外力作用时吸收的能量,用于评估结构的稳定性和安全性
损伤和破坏的评估
显示破坏模式和位置
计算破坏概率和损伤容限
案例分析:选取典型的碰撞和冲击问题,如汽车碰撞、冲击载荷等,分析其动力学特性 和求解方法 ABAQUS显式动力学分析:介绍如何使用ABAQUS进行显式动力学分析,包括模型建 立、材料属性设置、边界条件和载荷施加等
结果与讨论:展示分析结果,对结果进行解释和讨论,指出该方法的优缺点和适用范围
结构振动问题分析案例
爆炸和冲击波问题分析案例
模型建立:详细描述如何使 用Abaqus建立爆炸和冲击 波问题的模型
案例背景:介绍爆炸和冲击 波问题的应用场景和重要性
边界条件和载荷:说明在模 型中如何设置边界条件和施
加载荷
求解过程:解释显式动力学 分析的求解过程,包括时间
积分、迭代方法等
THANK YOU
汇报人:XX
载荷和约束条件的施加
定义边界条件和载荷类型 确定载荷和约束的施加位置和大小 考虑模型的初始条件和运动状态 验证模型的正确性和可靠性
初始条件的设置
定义全局初始条件
定义边界条件
定义模型初始条件 初始速度和温度的设置
abaqus显式动力学分析结果后 处理
应力、应变和位移的输出
应力:描述材 料在受力状态 下的内部抵抗
法。
它基于动力学 原理,通过求 解动力平衡方 程来获得结构 在动态载荷下
的响应。
显式动力学具 有较高的计算 效率和精度, 适用于模拟复 杂结构的动态

abaqus有限元动力学标准算例

abaqus有限元动力学标准算例

《从简到繁,深入理解Abaqus有限元动力学标准算例》1. 引言Abaqus有限元分析软件是一款广泛应用于工程领域的计算机辅助工程(CAE)软件,其中动力学分析是其重要功能之一。

Abaqus有限元动力学标准算例作为该软件的核心模块之一,在工程实践中具有重要意义。

本文将以Abaqus有限元动力学标准算例为主题,逐步深入探讨其原理、应用及工程实践中的价值。

2. Abaqus有限元动力学标准算例的基本概念Abaqus有限元动力学标准算例是Abaqus分析软件中用于动力学分析的一种标准模型。

其基本原理是基于有限元分析理论,通过离散化求解结构动力学问题,包括振动、冲击、动态加载等。

Abaqus有限元动力学标准算例通过精确求解结构在动态加载下的响应,为工程实践中的结构动力学性能评估提供了重要支持。

3. Abaqus有限元动力学标准算例的应用领域Abaqus有限元动力学标准算例广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程、机械制造等领域。

在航空航天领域,Abaqus有限元动力学标准算例可用于模拟飞机在飞行过程中的结构响应,评估飞机的结构性能。

在汽车制造领域,Abaqus有限元动力学标准算例可用于评估汽车在碰撞事故中的结构强度和安全性能。

在建筑工程领域,Abaqus 有限元动力学标准算例可用于分析建筑结构在地震或风载作用下的响应,指导结构设计和改进。

4. Abaqus有限元动力学标准算例的工程价值Abaqus有限元动力学标准算例在工程实践中具有重要价值。

通过模拟结构在动态加载下的响应,可以评估结构的动力学性能,为工程设计和优化提供依据。

Abaqus有限元动力学标准算例可以预测结构在特定工况下的振动响应和疲劳损伤,指导结构材料的选择和使用。

Abaqus有限元动力学标准算例还可以用于事故分析和安全性评估,保障工程结构在各种特殊工况下的可靠性和安全性。

5. 个人观点和理解在我看来,Abaqus有限元动力学标准算例作为Abaqus分析软件的重要功能模块,对工程实践中的结构动力学分析起着至关重要的作用。

abaqus有限元动力学标准算例

abaqus有限元动力学标准算例

abaqus有限元动力学标准算例
在ABAQUS中,有许多标准的有限元动力学算例可以参考。

以下是一些常见的有限元动力学标准算例:
1. 车辆碰撞:模拟两辆车发生碰撞的情况,可以研究对车辆结构和乘员的影响。

2. 地震分析:模拟建筑物或结构在地震中的响应,了解结构的动力性能。

3. 风力荷载:模拟大型建筑物或桥梁在风力荷载下的响应,评估结构的稳定性和安全性。

4. 冲击分析:模拟物体撞击结构的过程,研究结构的破坏行为。

5. 振动模态分析:计算结构的固有频率和模态形态,用于确定结构设计的合理性。

6. 爆炸分析:模拟炸药爆炸引起的冲击波和结构的响应。

以上只是一些常见的有限元动力学标准算例,根据具体需求和研究对象,还可以设计其他类型的动力学算例。

在ABAQUS
软件中,可以根据具体的算例需求选择相应的分析模块和设置参数。

(完整版)Abaqus中显示动力学分析步骤

(完整版)Abaqus中显示动力学分析步骤

准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。

无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。

准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。

准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。

准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。

ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。

当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。

由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。

在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。

在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。

此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。

将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。

根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。

因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。

但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。

Abaqus 中显现动力学分析步骤

Abaqus 中显现动力学分析步骤

准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。

无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。

准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。

准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。

准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。

ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。

当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。

由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。

在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。

在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。

此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。

将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。

根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。

因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。

但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。

abaqus多体动力学实例

abaqus多体动力学实例

abaqus多体动力学实例
以下是一些ABAQUS多体动力学的实例:1. 碰撞分析:使用ABAQUS进行车辆碰撞分析,通过模拟车辆间的碰撞来评估车辆的安全性能。

该分析可以帮助设计师了解碰撞对车辆结构和乘员安全的影响。

2. 机器人动力学分析:使用ABAQUS进行机器人动力学分析,通过建立机器人的几何模型和运动学模型,预测机器人在工作过程中的运动特性和力学行为,为机器人设计和控制提供参考。

3. 风力发电机塔架分析:使用ABAQUS对风力发电机塔架进行动力学分析,包括风荷载、地震和振动等外部载荷的作用。

通过该分析可以评估塔架的稳定性和结构强度,为风力发电机的设计和安装提供依据。

4. 舰船耐冲击分析:使用ABAQUS对舰船在碰撞或爆炸等外部冲击载荷下的动力学行为进行分析。

该分析可以帮助船舶设计师设计出更加耐冲击的船体结构,提高船舶在恶劣环境下的安全性能。

5. 建筑物结构振动分析:使用ABAQUS对建筑物结构在风荷载或地震作用下的动力学响应进行分析。

通过该分析可以评估建筑物的结构强度和稳定性,为建筑物的设计和改进提供指导。

abaqus有限元动力学标准算例

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瞬态动力学的单元类型

abaqus瞬态动力学的单元类型

abaqus瞬态动力学的单元类型在进行结构动力学仿真分析时,选择合适的单元类型是非常关键的。

abaqus作为一款常用的有限元分析软件,提供了多种不同类型的单元供用户选择。

其中,用于瞬态动力学分析的单元类型有很多,如C3D8、C3D8R、C3D8I等。

不同的单元类型适用于不同的情况,下面将对abaqus瞬态动力学的几种常用单元类型进行简要介绍。

首先是C3D8单元,它是典型的八节点三维实体单元。

C3D8单元适用于对三维实体结构的动力学分析,具有较好的精度和稳定性。

在模拟结构动态响应时,使用C3D8单元可以较为准确地预测结构的振动特性和动态响应。

其次是C3D8R单元,它是C3D8单元的一种改进类型,具有更好的数值稳定性和收敛性。

C3D8R单元在处理动态加载和振动分析时,可以减少计算误差,提高仿真结果的准确性。

因此,在进行大变形或高速动态加载分析时,选择C3D8R单元可以获得更可靠的仿真结果。

另外,C3D8I单元是一种八节点三维实体单元,具有更高的数值精度和收敛性。

C3D8I单元适用于要求较高精度和准确性的动力学分析,如地震响应分析、碰撞仿真等。

使用C3D8I单元可以有效减小数值误差,提高仿真结果的可靠性。

除了以上介绍的几种单元类型外,abaqus还提供了其他适用于瞬态动力学分析的单元,如C3D10、C3D10M、C3D20等。

用户在选择单元类型时,应根据具体的仿真需求和结构特性进行合理的选择,以获得准确可靠的仿真结果。

总的来说,abaqus提供的各种瞬态动力学单元类型都具有各自的优势和适用范围,用户在进行动力学仿真分析时,应充分了解不同单元类型的特点和适用条件,选择合适的单元类型进行建模和分析。

通过合理选择单元类型,可以提高仿真结果的准确性和可靠性,为工程设计和分析提供有力支持。

abaqus显式动力学预紧力

abaqus显式动力学预紧力

Abaqus是一款常用于工程仿真和分析的有限元分析软件,其中显式动力学分析是其重要的分析模块之一,而预紧力则是在动力学分析中十分重要的因素之一。

本文将从abaqus显式动力学分析及预紧力的概念、作用及实际应用等方面进行详细介绍,以帮助读者更好地了解并运用abaqus进行工程分析。

一、Abaqus显式动力学分析1.1 概念在Abaqus中,显式动力学分析是一种适用于短暂动态过程的分析方法。

在这种分析中,时间步长通常很小,求解过程中需要考虑材料的惯性效应和变形的动力学响应。

显式动力学分析是通过求解直接利用动力学方程获得的结果,以便在相对较短的时间内模拟材料的非线性动态响应。

1.2 作用显式动力学分析可以模拟许多现实中的动态事件,如撞击、爆炸、碎裂等复杂过程。

通过显式动力学分析,可以模拟材料的瞬时变形和断裂行为,为工程设计和安全评估提供重要参考。

1.3 实际应用在工程领域中,显式动力学分析广泛应用于汽车碰撞、航空航天领域的结构动力学分析、爆炸冲击波传播等方面。

其分析结果通常能够提供工程设计和安全评估所需的关键信息。

二、预紧力的概念及作用2.1 概念预紧力是指在连接件或构件上预先施加的一种拉伸或压缩力,其目的是为了提高连接件或构件的刚度和承载能力。

预紧力的施加可以通过螺栓、拉杆等传递给连接件或构件,从而使得连接件或构件在受到外部载荷时能够更加稳固和可靠。

2.2 作用预紧力的作用主要体现在以下几个方面:(1)提高连接件的刚度和承载能力;(2)减小连接件在受载时的松动和变形;(3)抵抗外部振动和冲击载荷,提高构件的动态性能;(4)延长连接件或构件的使用寿命。

2.3 实际应用在各种工程结构中,预紧力都得到了广泛的应用。

在桥梁、建筑结构、机械设备等领域,预紧力的施加可以有效地提高结构的稳定性和安全性,保证工程结构在使用过程中的可靠性和耐久性。

三、Abaqus中的显式动力学分析与预紧力的结合3.1 分析方法在Abaqus中,结合显式动力学分析和预紧力的方法通常包括以下几个步骤:(1)建立结构模型,定义材料、边界条件等参数;(2)应用预紧力,通过定义相关载荷(如拉伸载荷、压缩载荷)或约束条件,施加预紧力到结构中需要的区域;(3)进行显式动力学分析,设置时间步长、定义载荷、求解分析过程;(4)分析结果的后处理,获取结构的动态响应、变形情况等关键信息。

abaqus 稳态动力学

abaqus 稳态动力学

abaqus 稳态动力学
ABAQUS的稳态动力学分析(Steady State Dynamics)是一种使用有限元法进行动力分析的方法,主要用于研究物体在静力载荷下的振动和响应。

该分析方法基于给定的时间历程和载荷,通过求解物体的动力学方程来预测物体的响应。

在ABAQUS中,稳态动力学分析可以用于模拟各种工程问题,如机械、结构、流体和热问题中的振动和响应。

它可以根据不同的材料性质、边界条件和载荷条件来模拟物体的响应,包括弹性、塑性和断裂等力学行为。

稳态动力学分析的主要步骤包括:
1.建立模型:使用ABAQUS的建模工具创建要分析的物体或系统的几何模型。

2.定义材料属性:为模型中的每个部件定义材料属性,包括弹性模量、泊松比、密度等。

3.划分网格:将模型划分为有限大小的单元,以便进行数值计算。

4.定义边界条件和载荷:为模型设置边界条件(如固定或自由)和载荷(如力、压力、扭矩等)。

5.运行分析:使用ABAQUS的稳态动力学分析模块运行分析过程,求解物体的动力学方程。

6.后处理:查看和分析结果,包括位移、应力、应变等响应数据。

abaqus显式动力学分析

abaqus显式动力学分析

1,通过hypermesh软件将lsdyna文件转化为abaqus文件Lsdyna不能直接转化abaqus,需要首先转化为nastran文件或radioss文件Lsdyna转化成nastran时的帮助文件如下:You can use the Conversion tool to convert an LS-DYNA file to a Nastran file.1. Load the LS-DYNA user profile.2. Import a LS-DYNA model.3.Run the conversion macro by clicking Tools > Convert > LS-DYNA > To Nastran.The Conversion tab will appear at the left side the graphics area.4. In the Destination Nastran Template field, select the destination solver version.5. Click Convert to start the conversion.After conversion, the Nastran user profile is automatically loaded.6. Review and export the deck using the Nastran user profile.Some of the keywords in the LS-DYNA deck are converted to the Nastran deck as per the following table:Element Mapping单元类型基本上都能转化,有一点,多节点刚体单元(rigidbody)转化过程中会被处理成单节点刚体单元,因此转化过程中要另外转化多节点刚体单元,方法如下:即采用下方的选框转化,或直接选择user profiles,选择abaqus格式,整个过程中不能重新配置单元配置(elem config),但可以选择单元类型(elem types)Property MappingLS-DYNA type Nastran type*SECTION_SOLID PSOLID*SECTION_SHELL PSHELL材料属性关系基本可以保留,且同一几何属性不同材料属性会创建不同的几何属性Material MappingAll the LS-DYNA materials are mapped MAT1 in Nastran.所有塑性材料或各向异性材料需要重新修改Boundary Conditions MappingLS-DYNA type Nastran type*BOUNDARY_SPC SPC*LOAD_NODE_POINT FORCE, MOMENT*LOAD_SEGMENT PLOAD4*INITIAL_TEMP TEMPCoordinate System MappingLS-DYNA type Nastran type*DEFINE_COORDINATE_NODE CORD1R转化后,即可转化为abaqus文件,这时候除了单元划分、几何属性和材料的关系可以采用,基本上需要重新定义,包括,刚性单元属性,梁单元属性,质量点属性,加载,分析,输出等Abaqus显示动力学分析注意以下事项1,首先保证单元尺寸不能过小,行李架碰撞分析时最小单元尺寸长度为0.6时比0.2时快6倍以上2,导入前检查单元质量,不能有红色单元存在3,梁单元需要重新定义切向方向4,刚性单元需要另采用文件导入,最好采用划分好的网格做离散体单元5,导入的质量点属性在interaction模块下,自己定义刚体单元的质量属性是在property下,如果质量点没有进行旋转自由度的约束需要提供惯性矩,可通过catia质量属性查询惯性矩。

ABAQUS分析教程要点 (1)

ABAQUS分析教程要点 (1)

ABAQUS 瞬态动力学分析瞬态动力学分析一、问题描述一质量块沿着长度为 1500mm 的等截面梁运动,梁的材料为钢 (密度p =7.8E-9 ton/mm3 ,弹性模量 E=2.1E5MPa,泊松比v =0.3),宽为 60mm,高为40mm 。

质量块的长为 50mm,宽为 60mm,高为 30mm 。

质量块的密度 p =1.11E-007 ton/mm3,弹性模量 E=2.1E5MPa,泊松比v =0.3,如图 5.1 所示。

质量块以 10000mm/s 的速度匀速通过悬臂梁(从固定端运动到自由端) ,计算梁自由端沿 y 方向的位移、速度和加速度。

图 1 质量块沿梁运动的示意图二、目的和要求掌握结构的动力学分析方法,会定义历史输出步。

1)用六面体单元划分网格,厚度方向有 4 排网格。

2)采用隐式算法进行计算。

三、操作步骤1、启动 ABAOUS/CAE[开始] [程序] [ABAQUS 6.7-1] [ABAQUS CAE] 。

启动 ABAQUS/CAE 后,在出现的 Start Session (开始任务)对话框中选择Create Model Database (创建新模型数据库) 。

2、创建部件在 ABAQUS/CAE 窗口顶部的环境栏中,可以看到模块列表 Module: Part,这表示当前处在 Part (部件)功能模块,可按照以下步骤来创建梁的几何模型。

创建两个零件分别命名为 mass (质量块) 和 beam (梁),均为三维实体弹性体。

3、创建材料和截面属性在窗口左上角的 Module (模块)列表中选择 Property (特性)功能模块。

(1)创建梁材料Name: Steel, Density: 7.8E-9,Young’s Modulus (弹性模量): 210000,Poisson’s Ratio (泊松比): 0.3。

(2) 创建截面属性点击左侧工具箱中的 (Create Section),弹出Create Section 对话框, Category: Solid, Type: Homogeneous,保持默认参数不变(Material: Steel; Plane stress/strain thickness: 1 ),点击 OK。

浅谈Abaqus稳态动力学分析的几种方法

浅谈Abaqus稳态动力学分析的几种方法

浅谈Abaqus稳态动⼒学分析的⼏种⽅法1. Abaqus稳态动⼒学分析包含以下三种⽅法:直接稳态动⼒学分析(Steady-stats dynamics,Direct)模态稳态动⼒学分析(Steady-stats dynamics,Modal)⼦空间稳态动⼒学分析(Steady-stats dynamics,Subspace)① 直接稳态动⼒学在直接稳态动⼒学分析中,系统的稳态谐波响应是通过对模型的原始⽅程直接积分计算出来的。

当系统具有以下特征时,不能提取特征模态,则可⽤直接法进⾏稳态响应分析:--存在⾮对称刚度;--包含模态阻尼以外的其他形式阻尼;--必须考虑粘弹性材料特性(具有频变特性)。

进⾏直接稳态动⼒学分析不需要提取系统的特征模态,⽽是在每个频率点对整个模型进⾏复杂的积分运算。

因此,对于具有⼤阻尼和频变特性的模型,应⽤直接法求解⽐模态分析法精确,但耗时较多。

② 模态稳态动⼒学分析模态稳态动⼒学分析⽅法是基于模态叠加法求解系统的稳态响应。

在求解模态稳态响应之前必须先提取⽆阻尼的特征模态,通过变换使系统解藕,得到⼀组⽤模态坐标表⽰的单⾃由度运动⽅程。

求解各个单⾃由度运动⽅程得到系统在模态坐标下的稳态响应后,通过变换最后获得系统在物理坐标下的稳态响应。

模态稳态动⼒学分析具有以下特点:--分析速度快,耗时最少(相⽐直接法和⼦空间法);--计算精度低于直接法和⼦空间法;--不适于分析具有⼤阻尼特征的模型;--不适于分析具有粘弹材料(频变特性)的模型。

另外需要注意,使⽤基于模态的分析⽅法时,⽤户必须确定需要保留的特征模态,以确保⽤这些模态能够精确描述系统的动⼒学特征。

③ ⼦空间稳态动⼒学分析与模态动⼒学分析不同,⼦空间稳态动⼒学分析是将运动⽅程投影到⼀组特征模态上再进⾏求解。

⼦空间稳态动⼒学分析的基本思想是:⾸先提取⽆阻尼、对称系统的特征模态,并选取适当的特征向量组成特征模态⼦空间,然后将稳态动⼒学⽅程组投影到特征模态⼦空间上,通过直接法求解⼦空间下的稳态动⼒学⽅程。

Abaqus中显示动力学分析步骤

Abaqus中显示动力学分析步骤

准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。

无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。

准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。

准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。

准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。

ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。

当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。

由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。

在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。

在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。

此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。

将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。

根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。

因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。

但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。

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目 录第一章ABAQUS动力学问题概述 (1)§1-1 动力学问题 (1)§1-2 结构动力学研究的内容 (3)§1-3 振动的分类 (4)§1-4 结构动力学的研究方法 (5)§1-5 动力学问题的基本方程 (5)小结 (6)§1-6第2章结构特征值的提取 (7)§2-1 问题的产生 (7)§2-2 特征值的求解方法 (7)§2-3 特征值求解器的比较 (8)§2-4 重复的特征频率 (9)§2-5 征值频率的提取 (9)§2-6 频率输出 (12)§2-7 有预载结构的频率 (16)§2-8 复特征频率和刹车的啸声分析 (17)第3章模态叠加法 (22)§3-1 模态叠加法的基本概念 (22)§3-2 模态叠加法的应用 (24)第4章阻尼 (26)§4-1 引言 (26)§4-2 阻尼 (26)§4-3在ABAQUS中定义阻尼 (27)1§4-4 阻尼选择 (31)第5章稳态动力学分析 (33)§5-1 稳态动力学简介 (33)§5-2 分析方法 (35)§5-3 激励和输出 (36)§5-4 算例—轮胎的谐波激励稳态响应 (42)第6章瞬态动力学分析 (49)§6-1 引言 (49)§6-2 模态瞬态动力学简介 (49)§6-3 分析方法 (54)§6-4 载荷和输出 (55)§6-5 算例—货物吊车 (58)第7章基础运动 (64)§7-1 基础运动形式 (64)§7-2 初级基础运动 (65)§7-3 次级基础运动 (66)§7-4 在ABAQUS中定义基础运动 (66)§7-5 算例 (70)第8章加速度运动的基线校准 (73)§8-1 加速度基线调整和校准简介 (73)§8-2 基线校准方法 (74)§8-3 加速度基线校准步骤 (76)§8-4 考虑基线校准的悬臂梁算例分析 (77)234第1章ABAQUS 动力学问题概述§1-1 动力学问题的产生在现代结构和机械设计中,通常需要考虑两类荷载的作用——静力荷载(static loading)和动力荷载(dynamic loading),因此结构的设计也经常分为静力设计和动力设计两部分。

对于静力设计和静力强度计算已不存在什么问题,通过传统的经验设计和类比设计方法,根据相关规范,使用一般的通用程序即可进行。

但在工程中动力荷载作用事实上是普遍存在的,很多情况下仅仅进行静力计算将不能满足工程使用要求,必须作动力分析和动态设计。

动力这个词可以简单地被定义为大小、方向或作用点随时间而改变的任何荷载,而在动力作用下结构的反应亦即所产生的位移、内力、应力和应变也是随时间而改变的。

可以认为静力荷载仅仅是动力荷载的一种特殊形式。

由于荷载和响应随时间而变化,显然动力问题不像静力问题那样具有单一的解,而必须建立相应于时程中感兴趣的全部时间的一系列解答,因此动力分析显然要比静力分析更为复杂、且更消耗时间。

但是,静力问题与动力问题还有更重要的区别。

如图1.1.1(a)所示,如果简支梁承受一静荷载P ,则它的弯矩、剪力及挠曲线形状直接依赖于给定的荷载,而且可以根据力的平衡原理用P 求出。

而如果荷载P(t)是动力的,如图1.1.1(b)所示,则所产生的梁的位移与加速度有联系,这些加速度又产生与其反向的惯性力,于是梁的弯矩和剪力不仅要平衡外加荷载,而且还要平衡由于梁的加速度所引起的惯性力(inertial forces)。

结构或构件上的动力作用其实就是惯性力作用,动力作用的大小(或者说显著与否)直接与惯性力大小和惯性力随时间变化情况有关。

根据牛顿第二定律可知,惯性力大小与结构或构件的质量(mass)和加速度(acceleration)分别成正比。

结构加速度所引起的惯性力,是结构动力学问题的一个更重要的区别特征。

一般来说,如果惯性力是结构内部弹性力所平衡的全部荷载中的一个重要部分,则在求解时必须考虑问题的动力特征。

如果运动非常缓慢,以致惯性力小到可以忽略不计的程度,则即使荷载和位移可能随时间变化而变化,但对任何瞬时的分析,仍可用近似静力(quasi-static)结构分析的方法来解决。

对于有些情况下,虽然也存在着较大的惯性力,也仍然可以使用静力分析方法求解,例如离心荷载(centrifugal loading)。

有时也可以通过在频域(frequency domain)内的频谱分析来研究一些工程振动问题,而没有必要进行考虑惯性力的全过程分析。

通过以下的例子进一步研究静力分析和动力分析的必要性,以及在动力分析中存在的困难。

首先我们看如图1.1.2所示的浅拱(或扁壳)(shallow arch ),在图示荷载的作用下它的响应是不是动力问题呢?P P(t)惯性力(a) 静荷载 (b) 动荷载图1.1.1 静动力荷载作用下的简支梁5 回答时肯定的,因为在荷载增加到一定程度时,浅拱将发生跳跃(snap through)失稳,从一个平衡状态跳跃到另一个平衡状态,但其过程是一个不稳定的状态,结构中要释放一定的应变能,显然这部分应变能将转化为动能,使浅拱在一个平衡位置附近产生振动,这是一个动力问题,需要使用动力分析。

但如果我们主要关心的不是跳跃失稳的振动过程,而仅仅关心振动停止后平衡状态下的位移,那么也可以简单的使用弧长法(arc-length method)对其进行静力求解(Risks ),可以求得在不稳定阶段的静态平衡解。

在ABAQUS 中的输入命令为:*static, riksABAQUS 计算结果如图1.1.3所示,将得到一个由稳定平衡状态到不稳定状态,再到新的稳定平衡状态的荷载-位移曲线。

中可以建立如图1.1.4所示的分析模型。

当图1.1.5 拔出力-位移曲线 DISPLACEMENT –U1R E A C T I O N F O R C E图1.1.4 碰锁的分析模型图1.1.3 浅拱的荷载-位移曲线 DISPLACEMENT -U26由上述分析可见动力问题在工程中是普遍存在的,应该根据我们要研究问题的特征,确定是采用动力分析,还是采用静力分析。

有时复杂的动力问题不是我们关心的重点,那么就可以使用一些特殊的方法将动力问题转化为静力问题来进行求解,在这方面ABAQUS 程序具有十分强大的功能。

当然ABAQUS 程序也提供了强大的动力分析方法和手段,本书的以后章节将重点介绍有关线性和非线性动力分析的内容。

§1-2 结构动力学研究的内容如果假设由惯性力引起的运动与其它弹性内外力引起的运动相比小到可以忽略的程度,那么就可以使用静力分析。

在静力问题中,没有惯性力的存在,内外力之间的平衡的:0==−um I P && (1.2.1) 式中P 代表外力,I 代表内力,m 为质量,u &&为位移的二阶导数(即加速度)。

当然对于特定问题,应由使用者来判断是否可以忽略惯性力的影响。

当不能忽略惯性力的影响时,就应该使用动力分析方法来解决问题。

此时由于加速度的存在,使结构的内外力之间不再保持平衡,而不平衡力在数值上应该等于惯性力的大小,即:0≠=−um I P && (1.2.2) 我们还是回顾一下上节中浅拱的例子,如果考虑动力作用,将得到如图1.2.1所示的曲线。

可见如果不考虑阻尼的影响,将得到一个荷载随位移往复振动的结果;而如果存在一定的阻尼,结构振动的衰减幅度将明显加快。

但是对于非稳定状态的跳跃过程中荷载位移的详细信息只有通过Riks 静力方法才能得到。

现在来研究某单自由度质量弹簧系统。

外荷载分别在基本周期的10%、100%和500%的范围内全部施加。

从ABAQUS 程序动力分析的结果中可以看出在速率最快荷载的作用下,弹簧系统产生的响应是静态分析的2倍左右,如图1.2.2所示;在速率较慢荷载的作用下,将产生准静态响应。

接下来继续研究一个更为复杂的系统——离心转子,如图1.2.3所示。

转子的速度在10秒内从0到650rad/sec(大约100转/秒)。

此时的瞬态动力响应如何呢?此问题能被当作稳态问题用静力方法来分析吗?我们可以通过对以下几项内容的研究来回答上述问题:(1)在10s 之内恒定的旋转加速度(65rad/sec 2)引起的应力;(2)10s 之后恒定的旋转速度(650rad/sec)引起的向心力;(3)上述两项引起应力效应的迭加;(4)转子加速时间(10s)与结构振动的基本周期(f T 12==ωπ)的比较。

上述前3项可以通过静态分析的方法得到,第4项可以通过自然频率分析的方法得到。

图1.2.1 浅拱的荷载-位移对比曲线 DISPLACEMENT -U2R E A C T I O N F O R C E-R F 2图1.2.2 质量弹簧的荷载-位移对比曲线对于静态分析,可以分别按照如下步骤进行操作:步骤一:施加一个旋转加速度荷载,研究在这个荷载作用下的应力。

*DLOADrotor, ROTA, 65,可以得到最大的Mises应力为0.17MPa。

步骤二:施加一个离心荷载,研究此荷载作用下的应力。

*DLOAD, op=newrotor, CENTRIF, 650,可以得到此时的最大Mises应力为34.4MPa。

图1.2.3 离心转子步骤三:同时施加旋转加速度荷载和离心荷载,相当于在t=10s时存在的荷载,可以得到此时的最大Mises应力为34.6MPa。

由此可见由最大旋转速度而产生的离心荷载下的应力(34.4MPa)远比由旋转加速度荷载而引起的应力(0.17MPa)显著。

因此如果某结构的应力是由稳定的旋转状态起控制作用,那么通过使用离心荷载进行静力分析就足够了。

荷载作用速度快慢将直接影响结构的瞬态动力响应,影响的大小取决于加速度荷载作用时间与结构基本周期的关系。

通过对转子自然频率的提取分析可以得到结构的基本周期,它对应于结构的最低振动模态。

*FREQUENCY2可以得到结构基频(最低频率)为840圈/s,结构基本周期(最大的振动周期)为0.0012s。

可见荷载的施加周期10s与转子的基本振动周期0.0012s相比是一个漫长的过程,瞬态动力响应是十分微小的。

其实在很多实际工程问题都存在动力问题,但并不一定都需要瞬态动力分析,有时仅仅使用等效静力的稳态分析就足够了。

因此在研究带有动力性质的问题是时必须适当考虑以下问题,采用适合的分析方法,才能得到满意的结果:1、能量守恒,即有多少应变能量转化为了动能;2、阻尼和动能,即在真实结构中能量是如何耗散的,如何控制和使用阻尼才能使结构的振动更加接近实际情况;3、荷载,以何种速度施加荷载将直接影响计算结果。

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