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ABAQUS2021实训全程回顾,入门到精通的真实路径

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显示动力学分析:高频冲击、碰撞、材料失效和断裂

结构优化:拓扑分析、形状优化

有限元分析包含七个要素:

单元 网格 节点 材料 连接关系 求解设置 边界条件

1.1 ABAQUS介绍 P2 - 37:23

导出通用格式时,不要导出IGES文件格式(只有表面信息)

2.2-mesh模块 P4 - 02:19 圆形区域网格划分

2.2-mesh模块 P4 - 06:17 铜钱型网格划分

2.2-mesh模块 P4 - 42:05 二合一网格划分


2.2-mesh模块 P4 - 46:56 三合一

2.2-mesh模块 P4 - 57:55 自底向上的网格划分

自下而上的网格划分不要黄色、绿色

粉色的混用

2.2-mesh模块 P4 - 01:08:58 生成网格部件

2.2-mesh模块 P4 - 01:13:37

2.2-mesh模块 P4 - 01:16:53 网格检查

参考国标参数,进行具体的质量把控


2.3 Assembly模块 P5 - 00:07 装配体


独立实体只能针对part画网格

2.3 Assembly模块 P5 - 20:57 装配体约束

2.3 Assembly模块 P5 - 28:41 共节点操作


abaqus中共节点是新生成一个零部件

3.1 静力学分析概述 P6 - 00:01 静力学分析


3.2 实体结构静力学分析 P7 - 00:09 实体结构静力学分析


mm单位制下:钢的杨氏模量:2.1E5

3.2 实体结构静力学分析 P7 - 14:11 网格

3.2 实体结构静力学分析 P7 - 15:29 求解

求解器-场输出(云图)-历史输出(变量-时间历史曲线)

3.2 实体结构静力学分析 P7 - 18:19 连接关系构建

相互作用

边界条件设定:载荷(均布载荷)、位移边界条件(约束)

3.2 实体结构静力学分析 P7 - 21:55 后处理

3.2 实体结构静力学分析 P7 - 25:17 视口注释选项

3.2 实体结构静力学分析 P7 - 27:29 掌握重力的加载方法

9800mm/s2

考虑重力->质量->,就要设置密度7.85e-9 t/mm33.2 实体结构静力学分析 P7 - 30:13

3.3 壳体结构静力学分析 P8 - 02:50 壳体结构



3.3 壳体结构静力学分析 P8 - 08:51

3.3 壳体结构静力学分析 P8 - 12:39 求解

静力学分析的历史输出可以跳过

3.3 壳体结构静力学分析 P8 - 16:53 结果3.3 壳体结构静力学分析 P8 - 17:53 应力结果

result->section points(应力图S->截面点)->

SENG (fraction=-1.0) 下侧表面

SPOS (fraction=1.0) 上侧表面

3.3 壳体结构静力学分析 P8 - 19:31 SENG、SPOS

也可以修改成”包络“,就不用管上层还是下层了,它可以显示模型整个求解结果的最大值。

3.3 壳体结构静力学分析 P8 - 20:40 实体模型如何抽取中面

3.3 壳体结构静力学分析 P8 - 21:34 建模-抽取中面

指派中面区域、几何编辑、


3.3 壳体结构静力学分析 P8 - 22:39 属性

来自几何


3.3 壳体结构静力学分析 P8 - 24:08 结果

两个结果进行对比-双窗口显示

3.4 梁结构静力学分析 P9 - 00:08 梁结构静力学分析


beam-steel-box-


法向设定

剖面显示

3.4 梁结构静力学分析 P9 - 11:40 网格划分

单元类型B31(默认)

装配体

3.4 梁结构静力学分析 P9 - 13:29 nigeom-几何非线性

3.4 梁结构静力学分析 P9 - 16:35 结果

RF:支反力

第四章----

4.1 非线性分析概述 P10 - 00:09 非线性分析


双稳态分析

几何非线性

隐式分析:几何非线性开关是off

显示分析:几何非线性开关默认打开


材料非线性


边界非线性


隐式分析:

4.1 非线性分析概述 P10 - 14:18


隐式分析:牛顿-拉夫逊

显式计算:中心差分法(显示分析中不存在增量步的控制大小的)

4.2 几何非线性分析 P11 - 00:42 几何非线性分析


当使用Independent方法时,装配体的网格是在实例级别上生成的。实例是一个或多个零件的重复副本或镜像。在这种方法中,装配体的网格是在实例级别定义的,而不是在零件级别。

4.2 几何非线性分析 P11 - 05:45 step

静力通用分析步,未打开几何非线性开关,即不考虑几何非线性,也就是说在几何层面只是一个线性小变形分析。

进行非线性分析:4.2 几何非线性分析 P11 - 09:51

为了结构计算更快,可以考虑不打开几何非线性开关

模型由于受力引起的位移比较大时,可以考虑打开几何非线性开关


4.3 材料非线性分析 P12 - 00:25 弹塑性材料


塑性参数

屈服应力


前处理-几何模型构建-单位系统-mm-MPa

-材料参数创建-弹性(2.1E5,0.3)-塑性参数-塑性(真实应力应变-真实塑性应力-塑性应变(从0开始))

4.3 材料非线性分析 P12 - 03:07

abaqus所定义的属性参数是真实的应力应变曲线


-创建截面4.3 材料非线性分析 P12 - 10:45

-网格系统的构建-网格划分、单元类型、装配

求解-求解器的设定(静力、通用)-打开几何非线性开关

输出-场输出(默认)-历史输出(跳过)

-连接关系构建

-边界条件设定-位移、载荷边界条件

4.3 材料非线性分析 P12 - 15:17 关于载荷是如何加载的

荷载不是一步到位就加上去的,而是通过分析步逐步加上去的(增量步)

4.3 材料非线性分析 P12 - 18:32 打关闭几何非线性开关

计算失败

4.3 材料非线性分析 P12 - 21:22 如何获取应力-应变关系

PEEQ:等效塑性应变

4.3 材料非线性分析 P12 - 21:57 odb场变量输出

ODB场变量输出用于描述某个量随空间位置的变化,历史变量输出用于描述某个量随时间的变化。场变量输出的语句可以定义需要输出区域,例如输出在某个步骤的某个帧时的位移场。历史变量输出的语句则可以定义需要输出的历史变量,如位移、应力等。


Plot或者save

在左侧结果栏XYData中会有相应结果。

4.3 材料非线性分析 P12 - 22:28

再进行一个"Operate on XY data"输出

数据整合“combine(X,X)”


4.3 材料非线性分析 P12 - 23:27 曲线视图参数修改

model1->model3模拟载荷的加载和卸载


由于模型只通过一部求解就收敛4.3 材料非线性分析 P12 - 25:40 打开增量步


4.3 材料非线性分析 P12 - 28:13 不考虑塑性变形-(弹性)

model3 -> model4,删除掉塑性参数


4.4 边界非线性 P13 - 00:09 边界非线性分析


法向接触:硬接触、软接触

切向接触:有无摩擦

4.4 边界非线性 P13 - 01:06 模型


4.4 边界非线性 P13 - 02:45 模型导入(step格式)

模型诊断(无效实体、微小特征)

几何诊断


4.4 边界非线性 P13 - 03:50 单位制判定

长度单位的判定mm/MPa/t

材料

网格系统:4.4 边界非线性 P13 - 05:58

求解4.4 边界非线性 P13 - 08:36

连接关系构建4.4 边界非线性 P13 - 10:56

接触5要素:

①主面(大、硬、网格粗糙)

②从面(小、软、网格细致)

③接触状态(过盈接触:主面-从面存在过盈/穿透;间隙接触:主面-从面存在间隙;正接触:主面-从面刚好接触)

④接触类型(接触作用属性)4.4 边界非线性 P13 - 16:08

切向行为(默认是无摩擦)设定有摩擦-罚-摩擦系数为0.15

法向行为(默认是硬接触,硬接触不需要参数)保持默认

⑤接触参数

边界条件设定4.4 边界非线性 P13 - 20:44

pressure 50MPa

作业-提交 结果4.4 边界非线性 P13 - 23:00

然后就是几何非线性打开

接触压力4.4 边界非线性 P13 - 28:02CPRESS

如果模型不收敛->什么原因?->接触究竟有没有产生

∴可以根据CPRESS接触压力来判定接触是否产生


5动力学分析概述5.1 动力学分析概述 P14 - 00:06


5.1 动力学分析概述 P14 - 00:49 动力学分析基本理论


分类


模态分析:结构振动分析方面最基本的分析(研究的是结构基本的固有属性)

谐响应分析、响应谱分析、随机振动分析、模态瞬态分析——基于模态叠加法

线性屈曲分析

静力学、动力学区分:5.1 动力学分析概述 P14 - 03:05 静力学、动力学区分


左端:固定约束

右端:时变载荷

前处理

模型构建-材料参数(steel 密度:7.85e-9 (t/mm3) )-杨氏模量2.1e5,泊松比0.3

(beam)截面-剖面形状(圆r=0.5)-截面指派-截面法向

网格系统构建-网格划分-单元类型-装配

求解5.1 动力学分析概述 P14 - 07:58

5.1 动力学分析概述 P14 - 08:37

求解器设置(动力、隐式)-非线性开关on-固定步长-最大分析步1000-步长(增量步)设定0.001

场输出:调整输出频率为1


历史输出(跳过)

连接关系构建(跳过)

5.1 动力学分析概述 P14 - 10:47

边界条件设定—位移(约束)、载荷(集中力-正弦(周期函数)角频率:31.416-开始时间、开始幅值:0.5.1 动力学分析概述 P14 - 11:31

A:余弦分量

B:正弦分量


5.1 动力学分析概述 P14 - 12:33 job

5.1 动力学分析概述 P14 - 13:19 静力、通用分析

几何非线性开关on-固定步长-最大分析步1000-步长(增量步)设定0.001

result5.1 动力学分析概述 P14 - 16:08 结果图

模型区分:静力学分析的结果动画图更流畅-因为它是相对于初始时间计算的,而动力学分析是在前一个时间的基础上计算的。

5.1 动力学分析概述 P14 - 17:55 提取位移曲线


5.2模态分析


注:win11系统使用lanczos的时候会显示运算中,但实际不会运算,需要选择子空间


M:质量矩阵,在定义时需要定义一个密度

K:刚度矩阵,有弹性参数就可以

模特分析是求解的系统的固有属性,与载荷本身无关

a=3 ,b=3


model1-自由模态5.2 模态分析 P15 - 03:11

模型构建-材料参数(steel 密度:7.85e-9 (t/mm3) )-杨氏模量2.1e5,泊松比0.3

beam矩形截面a=3 ,b=3

梁的法向设定

网格系统创建-网格划分、单元类型、装配

求解:模态分析5.2 模态分析 P15 - 07:41

step-线性摄动-频率:


请求特征值个数选为value:20(提取前20阶模态)


场输出:U(位移结果)

历史输出:没有5.2 模态分析 P15 - 08:46

连接关系构建:跳过

边界条件设定:自由模态可跳过

job:提交

结果5.2 模态分析 P15 - 09:51

5.2 模态分析 P15 - 10:16 约束模态

加一个边界条件

后处理:模态振型、模态频率

5.2 模态分析 P15 - 11:59


自由模态中,前六阶模态都是一个刚体模态,本身并不涉及到变形(要么是转动,要么是移动)。到第七阶时才涉及到弹性的模态(第一阶弹性模态)。

5.2 模态分析 P15 - 13:41 约束模态结果

5.2 模态分析 P15 - 14:37 如何查看模态频率

下图:模态频率or result->step/Frame(分析步/帧)。可以看到每一阶的模态频率。

如果说某两阶模态数据完全相同,那么它俩之间是一个正交模态


5.2 模态分析 P15 - 15:37 预应力模态

model-3

预应力模态在计算的时候本身我们需要去计算一下预应力,所以在分析步中再进行一个设定:

step1:静力学分析

step2:模态分析


5.2 模态分析 P15 - 16:34


5.3谐响应分析5.3 谐响应分析 P16 - 00:07



a=3,b=3


前处理5.3 谐响应分析 P16 - 03:33 前处理

材料:线弹性材料——密度(steel 密度:7.85e-9 (t/mm3) )——弹性(杨氏模量2.1e5,泊松比0.3)

截面—截面类型、剖面尺寸—法向设定(法向不能与线条方向同向)


5.3 谐响应分析 P16 - 07:49 求解

求解器——谐响应分析-模态叠加法-step1:模态分析——step2:谐响应分析


step1:


提取前20阶模态用于后续计算。


step2:5.3 谐响应分析 P16 - 09:23

有了前面设置的模态分析步后, “线性摄动”下方便有了很多的选择

选择“稳态动力学、模态”


扫频上下限和扫频点设置

5.3 谐响应分析 P16 - 10:06



5.3 谐响应分析 P16 - 11:45 场输出创建

默认情况下,软件并不会针对于这个谐响应来给它输出对应的计算请求,因此在场输出管理器那里是没有输出的。需要进行单独额外的创建:

(历史输出、场输出选一个)

输出S和U:


5.3 谐响应分析 P16 - 13:31


5.3 谐响应分析 P16 - 14:06 job

5.3 谐响应分析 P16 - 14:52 结果

5.3 谐响应分析 P16 - 15:50 幅频曲线

选择场输出之前要先关闭模态分析的分析步(step1)(结果—>激活的分析步/帧)

5.3 谐响应分析 P16 - 16:38 对数曲线

5.4 线性屈曲分析 P17 - 00:26 线性屈曲分析


求解临界载荷


建模——材料——截面——法向设定

(临界应力公式中,不涉及材料密度,所以设不设定也无所谓)

网格——单元类型——装配

5.4 线性屈曲分析 P17 - 07:34 求解or屈曲模态分析

分析步——


几何非线性是默认关闭的,因为此处没办法考虑非线性因素,另两种非线性(边界、材料)也会被过滤掉。


5.4 线性屈曲分析 P17 - 09:06 场输出

屈曲分析也叫做屈曲模态分析——>模态分析一般只关心场输出而不太关心历史输出

just "U"

即模态反应的结构位移的一个关系



连接关系构建——跳过

5.4 线性屈曲分析 P17 - 10:12 边界条件


轴向载荷CF1:-(屈曲分析时载荷大小无关系)(因为在后续判定临界载荷时,是会给它乘以一个相应系数的)(特征值乘以当前所加载荷就是失稳时载荷的实际大小)

5.4 线性屈曲分析 P17 - 11:08

5.4 线性屈曲分析 P17 - 11:28 job

5.4 线性屈曲分析 P17 - 13:07 临界载荷

载荷大小*特征值


特征值可以反应系统的特性,具体可以参考线性代数、高等工程数学去看一下……

5.4 线性屈曲分析 P17 - 14:36 model2实例(关于临界载荷的值)


∴屈曲分析中,没必要去关心载荷的大小

5.5 模态瞬态分析 P18 - 00:07 模态瞬态分析


5.5 模态瞬态分析 P18 - 00:42

广义动力学微分方程,软件求解时有两种方法:

一种是隐式动力学(dynamic implicit分析步)

一种是模态叠加法(mode dynamic):对整个模型进行模态分析求解,得到模态结果后,通过模态叠加法得到整个真实物理空间or时域中的动力学行为表现。


分析结构在瞬态载荷下的响应。


材料-截面-法向设定-网格-单元类型-装配

5.5 模态瞬态分析 P18 - 05:28 求解

求解


step1:


step-2:



5.5 模态瞬态分析 P18 - 07:26 输出


5.5 模态瞬态分析 P18 - 08:25

5.5 模态瞬态分析 P18 - 09:49 连接

5.5 模态瞬态分析 P18 - 10:08 边界条件

step1-完全固定

step2-载荷-周期

5.5 模态瞬态分析 P18 - 12:23 job

报错

回到场输出定义输出请求


(查官方的手册,简单来说就是不能用默认的选项(preselected defaults),但亲测也不必和老师的完全一致,有改动就可以运行)

再次提交5.5 模态瞬态分析 P18 - 13:47

5.5 模态瞬态分析 P18 - 14:37 model2

5.5 模态瞬态分析 P18 - 17:22 结果

二者对比

(注:由于我在操作时一直没有运行完成,所以后面这些没有自己操作了,只进行了一个简单的记录,可能对模态瞬态分析还不是很来理解,后面如果要用到的话还需要再深入理解一下)

6.16.1 热力学简介&热传导分析 P19 - 00:06 热力学&热传导


间接耦合:先计算出温度场—>温度场导入结构场进行计算

直接耦合:温度场和结构场同时进行计算


6.1 热力学简介&热传导分析 P19 - 04:04 temp

temp

先去学一下第七章

7.1 多体动力学分析 P21 - 00:01 多体动力学分析

多体该如何定义?


运动副的使用or connect单元的使用

平面副:涉及到三个方向的自由度问题—>每个方向的运动轨迹该如何进行定义

7.1 多体动力学分析 P21 - 00:59 模型


前处理

建模(导入)—模型诊断:有效实体、微小特征—单位制判定

材料—(steel 密度:7.85e-9 (t/mm3) )-杨氏模量2.1e5,泊松比0.3—截面—截面指派

网格系统构建—装配—网格—单元类型

求解7.1 多体动力学分析 P21 - 06:53 求解

求解器-step-动力、隐式(dynamic implicit)-on几何非线性开关-Time period设置为360秒—增量大小:固定增量步0.3


7.1 多体动力学分析 P21 - 09:19

场输出—云图—频率改为1

历史输出(变量相对于时间的历史曲线)—获得运动副的数据

连接关系构建—相邻部件之间的相对运动(运动副)—平面副、移动副、转动副—connector7.1 多体动力学分析 P21 - 10:47 connector

——connector单元的使用方式:连接关系(绑定)、运动副(平面副)、发布内容

如何定义运动副:需要载体(wire特征)、需要属性(平面副)、需要方向(基准坐标系)

7.1 多体动力学分析 P21 - 12:43 相互作用

后处理

在安装ABAQUS的目录下找到一个文件夹叫abaqus_plugins,然后把这个文件放到工作目录中


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