Abaqus实战:弹塑性分析入门实例

一问题描述

等径四通结构承受内压作用,采用Abaqus进行弹塑性分析。


四通尺寸:Φ108 X 8 mm

弹性模型:200000MPa

泊松比:0.3




二Abaqus操作步骤

先设置工作目录,这是Abaqus进行分析的第一步。


Abaqus与其他有限元软件相似,包含了几何建模、赋材料属性、网格划分、载荷及边界施加、分析设置、后处理等过程。在分析时,可按照Module窗口中的顺序进行。需注意的是,有些步骤必须有顺序,有些则可前可后,有些是必须的,有些步骤不一定都需要。本案例涉及如下图所示的8个步骤。



01Part(创建部件)

Abaqus的几何接口非常丰富,可导入各种格式的外部几何文件,本案例从已有的外部文件导入*.stp格式的几何模型。


外部模型的单位为m,本案例采用单位制mm,因此在导入模型时,选择将模型放大1000倍。


导入模型完成后,通过目录树中可以看到Model-1下的Parts(1)中有了名为“P10-HD-FourWayPipe”的部件(由于四通结构的对称性,分析模型采用八分之一模型)。


通过工具栏中的Query information可以对模型尺寸进行测量,通过Distance测量厚度。


测量结果在下方的消息区有显示,可以看到选择的两个点的坐标位置,两点的距离等信息。


02Property(赋材料属性)

点击Create Material图标,新建材料属性,材料属性值如下图所示。




建立好材料以后,通过下图所示的步骤分别创建截面属性、指定截面材料,并将该截面属性赋予给部件。


03Assembly(模型装配)


与Ansys等不同,abaqus中必须进行模型装配,哪怕是只有一个部件,这一步也是必须的,分析是在装配的基础上进行的。



04Step(分析步设置)

创建分析步,选择Procedure type→Static,General;

打开大变形选项(Nlgeom=On)

增量步设置中,选取自动步长(Type=Automatic),其他参数设置如下图所示。


05Load(载荷及边界)


分别在3个对称面建立相应的对称约束,在内表面施加内压30MPa,接管端面施加内压引起的等效压力-79.35MPa。




对称边界施加


压力载荷施加



06Mesh(网格划分)

为了划分六面体网格,先对结构进行切分,选择通过3点定义切分平面的方式,将部件切分为3部分。


对切分后的模型进行网格划分,设置总体尺寸为2.5mm(厚度为8mm,大致可划分3层单元)。




07Job(创建工作并提交计算)


点击Create Job按钮创建工作,参数选择默认。


点击Job Manager进入工作管理界面,点击Submit提交计算,待Status列中显示为Completed后,表示计算完成。


08Visualization(后处理)


点击Job Manager中的Reults,或者在Module窗口中选择Visualization进入后处理界面,查看应力云图、应变云图及应力应变曲线。


Mises应力云图


等效塑性应变云图


应力-应变曲线




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