快速上手Abaqus仿真：从入门到精通

1、问题描述

一前后左右对称支座底面固定约束，上面承受载荷1Mpa，结构尺寸如图所示，求此支座受载荷后的Mises应力、位移分布。

   材料性质：弹性模量E = 3.2e3，泊松比v = 0.33.均布载荷p =0.5Mpa。几何尺寸最大为200，其他尺寸可自己定义。

2、打开abaqus

方法一：在windows操作系统中单击“开始”->“所有程序”->Abaqus6.14-1->Abaqus CAE

   方法2：在操作系统的DOS窗口中输入命令：abaqus cae

3、part步骤-创建零件

在part模块可以定义各部分的可以自己创建也可以通过其他建模软件导入。

3.1、创建部件

1.单机此模块的creat part按钮


   2.在name里面输入零件的名称part-1,Modeling Space的意思为模型所在空间的维数，这里选择三维-3D（3 dimensional）、Shape选择Solid、Type采用默认的Extrusion、在Approximate size里面输入零件的大概尺寸200。单机Continue


   3.进入了图形绘制界面，画图区中间的两条垂直相交的虚线为X轴和Y轴，交点为原点。先画草图，根据下画图界面下面的提示，用鼠标点击确定位置或者输入坐标确定位置来完成草图绘制。我们在上一步选择了“Extrusion”默认画好草图后进行拉伸，在画这个三维零件的时候需要用两次拉伸，后一次实在前一次的基础上拉升的，第二次拉伸需要选择“creat part”下面的“Creat Solid：Extrude”按钮。按照需求做出图形。（画草图的每一步都会有提示，根据提示画图就好）

3.2、导入零件

1.abaqus可以导入其他CAD软件建立好的模型（零件，装配体，草图，VRMl，OBJ）或者abaqus自己建立的模型。点击左上角的File–>Import–>选择导入类–>导入部件。（需要在其他CAD软件中提前将零件转换为一定的格式比如：.stp ,.igs , .sat , .vda）

2.模型的修复

   有的模型导入之后会出现问题，这时需要仔细阅读警告提示的内容，然后点击Dismiss（忽略）按钮。执行Tools->Geometry Edit。弹出Geometry Edit对话框，在Category（种类）中选择需要修复的区域，有三个选项分别为Edge、Face、Part。我们这里导入的是零件，我们选择Part。Method选项与Category对应，用于选择几何修复工具，本例选择Convert to precise（转换为精确模型）。

3.可以用Query informaion工具中的Geomegory Diagnostics（几何诊断）中的Imprecise entities来查看零件的不精确部分。

4、创建材料和截面属性

1.创建材料

   在窗口右上角的Module模块列表中选择Property特性功能模块。单击选择工具区左侧的（Create Material）按钮，设置材料的名字和相关物理性质。这里在name里输入aluminum，单击对话框的Mechanical（力学特性）–>Elasticity–>Elastic。在数据表中设置Young‘s Modulus（弹性模量）为6.9x10¹⁰(单位为N/m²)（注意：在abaqus中数据不带单位，数据量纲应该保持一致）。Poisson’s Ratio(泊松比)为0.33，其余参数不变。点击ok按钮。

   2.创建截面属性

   单击左侧工具区的

   把弹出的Create Section窗口的Name改为Section-1，其他参数保持不变，单击Continue，在弹出的Edit Section对话框中，默认参数（Materia：aluminum；Type：Solid，Homogenous；Plane stress/strain thickness：1）不变，单击ok

   3.给零件赋予截面属性

   单击左侧工具区的

然后单击视图区的零件，（零件出现红色表示被选中），选中后单击鼠标中键（单击中键表示确定），在弹出的对话框中点击ok，完成截面属性设定

5、定义装配体

整个分析模型是一个装配体，前面的Part功能模型中创建的各个部分将在Assembly功能模块中装配起来。具体操作方式：在窗口左上角的Module列表中选择Assembly装配模块。单击左上角的

   (Instance Part)按钮。在弹出的Create Instance对话框中前面创建的Part-1自动被选中，默认参数为Instance Type：Dependent（mesh on part），单击o。。

6、设置分析步

abaqus会自动创建一个初始分析步（Initial Step），可以在其中施加边界条件，用户必须自己创建后续分析步（Analysis Step），用来施加载荷。具体操作方式如下：

   （1）在窗口左上角的Module列表里选择Step分析步功能模块，单击左侧工具区的

   (Create Step)按钮。

   （2）在弹出的Create Step对话框中，在Name中输入分析步的名称，此处写为Step-1其余参数Produce Type ：General；选择Static General，单击Continue按钮

   （3）在弹出的Edit Step对话框中，Descripition后面改为Load the top of the Part-1，其余参数为默认值，单击ok，完成操作。

7、定义边界条件和载荷

在窗口左上角的Module列表里面选择Load功能模块，定义边界条件和载荷。

   1.施加载荷

   单击左侧工具区的

   (Create Load)按钮，在弹出的create Load对话框中将Type for Selected Step （所选部分的载荷类型）设置为pressure（单位面积上的压力）Step设为Step-1,单击Continue按钮。

   此时窗口底部的提示区信息变为Select surfaces for the load，单击支座上表面，零件红色部分为选中部分，，单击鼠标中键表示选中，在弹出的Edit Load对话框中，在Magnitude后面输入500000（pa），然后点击ok

   2.定义支座面的固支约束

   单击工具区左侧的

   (Create Boundary Condition)按钮，在弹出的Create Boundary Condition对话框的Name中输入BC-Part-1，将Step设置为Initial，Types for Selected Step设置为Displacement/Rotation，单击Continue按钮。

   此时底部的提示区显示Select regions for boundary condition，选中支座的下表面，单击鼠标中键，在弹出的Edit Boundary Condition对话框中，在U1，U2，U3前的方框中打勾，单击ok。

8、划分网格

在窗口左上角的Module列表中选择Mesh网格划分功能模块，在窗口顶部的环境栏中把Object选项设定为Part：Part-1，即为部件Part-1划分网格，而不是整个装配体划分网格。

   1.设置网格控制参数

   单击工具区的

   （Assign Mesh Control）按钮，弹出Mesh Control对话框将Element Shape（单元形状）设置为Tet，Technique设置为Free，单击ok


   2.设置单元格类型

   单击左侧工具区的

   （Assign Element Type）按钮，然后选中视图区的零件，点击鼠标中键确定选择。在弹出的对话框Element Type单击Tet标签项，对话框就出现了C3D10单元类型的信息提示，，其余参数采用默认值，单击ok按钮。

   3.设置种子

   在左侧工具区用鼠标点击

   （Seed Part）按钮,选择单元大小默认值：9.5，单击ok按钮。

   4.划分网格

   单击左侧工具区的

   （Mesh Part）按钮，窗口底部的提示区显示OK to mesh the part？（为部件划分网格？），在视图区点击鼠标中键或者直接在提示区点击YES，得到网格。

9、提交作业

在窗口左上角的Module列表中选择Job分析作业功能模块。

   1.创建分析做作业

   单击左上角的

   （Create job）按钮。在弹出的Create job对话框单击continue。在弹出的Edit job对话框中点击ok。

   2.提交分析步

   单击左侧工具区的

   （Job Manager）按钮，，单击弹出对话框中的Submit（提交分析）按钮，对话框的Status（状态）提示依次变为Submitted、Running和Completed。分析完成后，单击对话框的Result按钮，自动进入Visualization模块

10、后处理

看到窗口左上角的Module列表已经自动变成Visualization功能模块，在视图区展示出模型未变形时的轮廓图。

   1.显示未变形图

   单击工具区的

   （Plot Undeformed Shape）按钮,将显示出未变形的网络模型。

   2.显示变形图形

   单击工具区的

   （Plot Deformed Shape）按钮

   3.显示应力云纹图

   单击左侧工具区的

   （Plot Contours on Deformed Shape）按钮

   4.显示变形动画

   单击工具区的

   （Animate：Scale Factor）按钮

   5.显示节点的mises应力

   单击窗口顶部工具栏的（Query Information）按钮。在Query对话框中选择Probe Values（查询值） ，然后点击ok按钮。

   然后在弹出的Probe Values对话框中，将Probe（查询对象）设置为Nodes，然后将鼠标移动至零件的任意位置，，此处的应力值将在Probe Values对话框中显示出来。

   6.查询节点的位移

   在菜单栏中点击Report，选择Field Output，在弹出的对话框中默认的输出变量是Name：S(名称：应力)，Invariant：Mises（变量：Mises应力），将输出变量改为Name：U（名称：位移），Component：U1（变量：在方向1上的位移），单击ok，此时云纹图显示对U1的结果显示。此时再用“5.”中的方法可以查询零件上点的位移量。

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