ABAQUS教材学习:入门手册

内容发布更新时间 : 2024/6/3 19:58:24星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

由于是动态分析,所以将中心点的位移作为历史变量输出将有助于分析问题。对于位移历史变量输出的要求只能设置在预先选定的集合中,因此,需要创建包括桁架底部中心顶点的一个集合,然后将位移加入到历史变量输出要求中。

创建一个集合:

将当前分析步改变为Apply load,从主菜单中选择Tools→Set→Create,弹出对话框中改变集合名。在视区中选择桁架底部中心,完成后在提示区中单击Done。

在主菜单中选择Output→History Output Requests→Manager;在对话框中单击Edit,显示历史变量输出编辑器,进行输出相关修改。

⑶ 修改材料定义

由于是动态分析,需要指定材料的密度。进入Property模块,Materal→Edit→Steel,在General→Density,输入密度值。

△△△△△⑷ 修改单元库,并提交分析任务△△△△△

能够用于ABAQUS/Explicit的单元是那些用于ABAQUS/Standard单元的一个子集,因此,为了保证分析中应用了有效的单元类型,必须将选择单元的单元库改变为显示单元库。根据所选择的单元库,ABAQUS/CAE会自动地过滤单元类型。改变单元库之后,将创建和运行关于ABAQUS/Explicit分析的一个新的作业。

进入Mesh,模块,从主菜单中选择Mesh→Element Type,在视区中选择桁架,并将Element Library(单元库)改变为Explicit。

进入JOB模块进行运行,选择JOB→MANAGER,并创建一个新作业,设置作业类型,并提交作业。

三、有限单元和刚性体

有限单元和刚性体是ABAQUS模型的基本构件。有限单元是可变形的,而刚性体在空间运动不改变形状。任何物体或物体的局部均可以定义作为刚性体;大多数单元类型都可以用于刚性体的定义(也有例外)。刚性体比变形体的优越性在于对刚性体运动的描述所需自由度较少(每个参考点最多有6个自由度),将模型的一部分作为刚性体可以极大地节约时间,提高计算效率。

3.1 有限单元

在ABAQUS/Explicit中的单元是在ABAQUS/Standard中的单元的一个子集。影响一个单元特性的因素有5个方面。

3.1.1 单元的表征

每个单元表征如下: ① 单元族

② 自由度(DOF,与单元族直接相关) ③ 节点数目 ④ 数学描述 ⑤ 积分

ABAQUS中每个单元都有唯一的名字,例如T2D2,S4R,C38I等。单元的名字标识了一个单元的5个方面的每个特征。

⑴ 单元族

下图给出了应力分析中常用的单元族。不同单元族之间的一个主要区别是每个单元族所假定的几何类型不同。

单元名字中的第一个字母或者字母串表示该单元属于哪个单元族。例如,S4R中的S表示它是壳(shell)单元,而C3D8I中的C表示它是实体(continuum)。

⑵ 自由度

自由度是在分析中计算的基本变量。对于应力/位移模拟,自由度是在每个节点处的平移。某些单元族,诸如梁和壳单元族,还包括转动的自由度。对于热传导模拟,自由度是在每个节点处的温度,因此,热传导分析要求使用与应力分析不同的单元,因为它们的自由度不同。

在ABAQUS中使用的关于自由度的顺序约定如下: 1 1方向的平移; 2 2方向的平移; 3 3方向的平移; 4 绕1轴的转动; 5 绕2轴的转动; 6 绕3轴的转动;

7 开口截面梁单元的翘曲; 8 声压、孔隙压力或静水压力; 9 电势

11 对于实体单元的温度(或质量扩散分析中的归一化浓度),或者在梁和壳的厚度上第一点的温度;

12+ 在梁和壳厚度上其他点的温度(继续增加自由度)。

除非在节点处已经定义了局部坐标系,否则方向1,2,和3分别对应与整体坐标系的1,2,和3方向。

轴对称单元是个例外,其位移和旋转的自由度规定如下: 1 r方向的平移; 2 z方向的平移; 6 r-z平面内的转动

除非在节点处已经定义了局部坐标系,否则方向r(径向)和z(轴向)分别对应于整体坐标的1和2方向。

⑶ 节点数目——插值的阶数

ABAQUS仅在单元的节点处计算前面提到的位移、转动、温度和其他自由度,在单元内的任何其他点处的位移是由节点位移插值获得的。通常插值的阶数由单元采用的节点数目决定。

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