Abaqus纤维环绕模拟的实战技巧

中间的缠绕杆为刚体，直径40mm，长1000mm，内圈纤维与外圈纤维的夹角为5度，纤维的竖向长度与纤维杆尺寸差不多就可以，纤维与缠绕杆的关系如下图所示。

Property模块：

纤维的材料为SUS304（定义密度，弹塑性，塑性参数太多了，无法列举出来），单元类型为杆单元（我尝试过使用梁单元但是没成功，如果非用梁单元分析，质量缩放不要设置太大，而且要增加阻尼，但数值不要设置的过大），纤维杆为刚体，如果在Database中将纤维杆类型设置为刚体，必须在part模块中定义RP点（Part中定义的RP点与Assembly中定义的RP点不同）。

Assembly模块：

纤维杆在中间，纤维内圈和外圈各12个（间隔30度），环绕在纤维杆的四周。

Step模块：

显示动力学分析步，分析时间为3s，场变量与历史变量输出为系统默认，但尽量少输出的选项以减少计算量，共输出200帧。

显示动力学有质量缩放的功能，可以加快计算速度（因为什么可以百度），质量缩放设为25，即速度加快5倍（开根号后就是加快的速度），用质量缩放因为我的笔记本带不动。

Interactioppn模块：

接触方式为通用接触，接触参数的设置默认，接触属性为法向硬接触（Hard Contact），切向粗糙接触（Rough），最开始尝试时，切向的接触为摩擦接触，但是纤维之间会发生切向的滑动，效果很不理想。默认情况下线与线之间的接触，只能用显示动力学的通用接触，隐式算法（Stastic，Implicit）想用线与线（Edge to Edge Contact）之间的接触，要编辑关键字（2016版本以后才有的功能）。

   通用接触设置
 

   接触属性设置
 

内圈与外圈纤维的首，尾端点Cpupling到中心处，方便施加旋转速度载荷，一共4个Coupling点（Control Point为RP点）。

Load模块：

刚体纤维杆约束6个自由度，下图中左侧内外圈纤维Coupling的两个中心点约束6个由度。

下图中纤维（首）内圈与外圈的Coupling点旋转的方向相反（另一个速度的数值为负值），纤维的旋转速度为1rad/s，因为要保持恒定的速度运动，所以要定义幅值曲线。

   速度的幅值曲线
 

Mesh模块：

因为纤维使用的是杆单元（Truss单元），所以杆单元的网格属性需要重新定义（1D单元网格属性默认为梁单元，不改会报错）。

后处理模块：

   后处理中显示杆单元的截面
 

   杆单元仿真结果
 

下图中，纤维使用的是梁单元，后处理结果显示纤维的扭曲比较严重，而且纤维发生较大的切向移动，总之结果很不理想。

   梁单元的仿真结果
 

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