Abaqus中分析步接触载荷

1、Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 ABAQUS/CAE中的分析步、接触和载荷 第五讲 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 概述 分析步分析步 接触接触 载荷、边界条件和初始条件载荷、边界条件和初始条件 习题习题5a：定义分析步、接触、边界条件和载荷：定义分析步、接触、边界条件和载荷绞模型绞模型 习题习题 5b：定义分析步、接触、边界条件和载荷：定义分析步、接触、边界条件和载荷卡箍和挡片模型卡箍和挡片模型 Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 分析步 Copyright 2007 Dassault Sy

2、stmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 分析步 分析步模块有下面四个用途：分析步模块有下面四个用途： 定义分析步（包括分析类型、增量步设置、大变形开关等）。 指定输出需求（包括场变量输出和历程变量输出）。 指定自适应网格划分（ ALE自适应分网技术）。 1. 指定分析控制（包括通用求解控制和求解器控制）。 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 Step 3 = Natural frequency extraction 分析步 分析步分析步 分析步为描述模拟历程提供了一种方便的途径。 分析的结果取决于事件的

3、顺序。 比如：下图中的弓和箭。整个分析过程包括四个分析步： Step 1: 预拉伸弓弦预拉伸弓弦 (静态响应静态响应)。 Step 2: 拉弓拉弓 (静态响应静态响应)。 Step 3: 为加载的系统提取自然频率。为加载的系统提取自然频率。 Step 4: 放开弓弦放开弓弦 (动态响应动态响应)。 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 分析步 在在ABAQUS/CAE中定义分析步中定义分析步 General procedures Abaqus/Explicit procedures Linear procedures Co

4、pyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 分析步替换分析步替换 任何分析步都可以用其它分析步替换 必需满足分析步的先后顺序。 ABAQUS/CAE将保留载荷、边界条件、接触等属性。 分析步 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 分析步抑制分析步抑制 任何分析步都可以抑制 可以灵活地对模型进行分析（如评价不同的模型设置） 在该分析步中创建的属性不参与分析 分析步 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步

5、接触载荷 输出 输出输出 ABAQUS/Viewer将使用输出数据库（*.odb） 对于Python和C+保留了API接口，可以用于外部的后处理（比如， 在 ABAQUS/Viewer中添加显示数据）。 两种类型的输出数据：场和历程数据。 场数据用于绘制模型的变形、云图和XY绘图。 历程数据用于XY 绘图。 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 输出 输出可以被限制到输出可以被限制到 模型的指定区域模型的指定区域 可以控制输出的频率可以控制输出的频率 预选的输出包括指定分析预选的输出包括指定分析 过程最常用的输出变量过程最

6、常用的输出变量 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 输出 模型中定义的输出要求延续到随后的分析步中。 在随后的分析步中输出请求可以被修改。 场输出管理器场输出管理器 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 输出 重启动 (.res)文件需求： 包含所有相关的输出量，用户只可以控制输出的频率。 重启动文件包含所有继续分析所需的信息，因此，它们可能非常大。 用于重新启动停止的分析过程。 可能引起程序终止的原因包括硬盘空间不足、断电、正常和非正常 的分析结束

7、、非线性分析不收敛等。 用于在ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit之间传递数据。 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 分析控制 分析控制分析控制 为ABAQUS/Explicit分析定义自适应网格区域、自适应网格约束以及自适 应网格控制。 指定求解器相关设置。 指定通用求解控制，用于控制ABAQUS中的收敛控制参数和时间积分精 度算法。 分析诊断分析诊断 为接触、塑性、残值和求解器提供细节的诊断信息。 在分析步中监控选定的自由度。 可以在分析过程中有效的显示求解历程, 为求解过程提供简单指示。

8、选定某节点的某个自由度，指定输出频率。 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 分析控制 比如，在结构突变分析过程中，选定薄板拱形结构的中点进行监控。 Job Monitor视图在分析过程中自视图在分析过程中自 动创建并更新。动创建并更新。 Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 利用相互作用模块定义并管理以下信息： 模型区域之间或模型区域同它周围环境之间的各种相互作用关 系、约束、连接件等。 相互

9、作用相互作用约束约束热接触热接触 通用接触和接触对接触绑定约束热膜条件 自接触 XFEM裂纹扩展 循环对称约束 刚体约束 显示体约束 耦合约束 对环境的辐射 热接触 弹性基础MPC多点约束 激励器/传感器壳-实体耦合约束 嵌入区域约束 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 例如：壳到实体的耦合 将壳边同实体表面进行耦合。 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 连接件连接件 允许在装配件内的两个点之间或装配件中的点和地面之间定义连接； 连接器

10、经常同显示体一起使用； 连接件多用于多体动力学仿真分析； 显示体显示体 显示体的目的是可视化，而不是用于分析； 通过相连的点控制运动； 在求解器中不添加额外费用； 不需要划分网格； Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 为什么要定义接触？为什么要定义接触？ 只有在相互作用模块中定义接触后，ABAQUS才能识别装配件中不 同区域之间的接触关系。 两个表面物理上的接近不足以建立表面之间的接触关系。 接触与装

11、配件模块中的接触定位约束是不相关的。 接触定位约束只是让部件实例正确定位的方法之一。 可以定义接触模型的法向关系、摩擦和过盈装配等。 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 带有摩擦的面面接触带有摩擦的面面接触 绑定约束绑定约束 带有摩擦的自接触带有摩擦的自接触 方筒挤压分析过程中的接触定义方筒挤压分析过程中的接触定义 接触 未变形状态未变形状态变形状态变形状态 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 定义接触步骤定义接触步骤 创建接触，并选择接触起

12、作用的 分析步。 定义接触的对话框定义接触的对话框 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 从几何体的表面、单元表面、表面集或节点集中选择应用接触的表 面(Surface)（面面接触需要分别确定主面和从面）。 应用特征角度的方法可以在孤立网格中快速选择表面 逐个编辑的方法则很容易剔除不需要的部分 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 编辑接触对话框中完成接触 定义（比如，为接触定义摩 擦模型）。 定义接触属性对话框定义接触属性对话框 编辑接触

13、对话框编辑接触对话框 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 在必要的时候，利用接触管理器激活/取消接触。 接触 接触管理器接触管理器 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 约束和接触能够被激活或者被抑制约束和接触能够被激活或者被抑制 能够研究各种约束和接触的组合效果 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 自动约束探测自动约束探测 在三维模型中可以快捷方便地定义接触和绑定

14、约束; Abaqus/CAE将自动查找模型中初始可能接触的所有面; 避免重复性的接触定义; 支持壳、膜和实体; 支持孤立网格部件 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 接触 例子例子: 刹车盘刹车盘 提供了列表显示的可能接触对 Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 载荷、边界条件和初始条件 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 载荷、边界条件和初始条件 载荷载荷 载荷可以根据与时间或频率相关的幅值曲线变化。 集中力即可以参考总体坐标系，也可以参

15、考局部坐标系。 有一些载荷类型，在Abaqus/CAE不直接支持。可以利用Keyword Editor使用目前GUI不支持的任何功能。 力学载荷力学载荷热载荷热载荷 集中力和集中弯矩分布和集中热流 压力载荷（Pressure） 体力（包括重力和离心力） 螺栓载荷（螺栓预紧力） 连接器力和弯矩 惯性释放载荷 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 压力载荷或分布热压力载荷或分布热 流流 p 时间时间 载荷大小载荷大小 载荷的幅值随时间变化载荷的幅值随时间变化 集中力集中力 P 载荷、边界条件和初始条件 载荷的例子载荷的例子 C

16、opyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 载荷、边界条件和初始条件 边界条件边界条件 指定边界条件可以根据与时间或频率相关的幅值曲线变化。 力学边界条件即可以参考总体坐标系，也可以参考局部坐标系。 力学力学热热 固定的平移或转动指定的温度 指定的平移或转动 指定的平动速度或角速度 连接器位移和速度 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 固定的平移和转动固定的平移和转动 u or v 指定的位移或速度指定的位移或速度指定的角速度指定的角速度 Fc 载荷、边界条

17、件和初始条件 边界条件例子边界条件例子 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 载荷、边界条件和初始条件 幅值定义幅值定义 指定载荷和边界条件可以随着时间或频率相关的幅值曲线变化。 创建和编辑幅值曲创建和编辑幅值曲 线的对话框线的对话框 幅值定义既可以参考分析步幅值定义既可以参考分析步 时间也可以参考总时间时间也可以参考总时间 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 载荷、边界条件和初始条件 解析场解析场 (分布分布) 空间分布 利用解析表达式定义 能够放

18、大空间场的幅度 空间场能够定义: 压力 温度 通过生成inp文件产生动态分布载荷 inp文件通过*Dload选项产生 在几何模型中施加一个载荷在导入的独立网格上的单元表面施 加多个单独载荷 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 载荷、边界条件和初始条件 例子例子: 线性变化的压力场线性变化的压力场 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 载荷、边界条件和初始条件 初始条件初始条件 初始条件更一般的标题为“预定 义场”。 在初始分析步中定义的场是通过 定义

19、初始条件定义的。 在跌落试验中，初始平动速度可以模拟在跌落试验中，初始平动速度可以模拟 自由落体的效果。自由落体的效果。 力学力学热热 平动和转动速度温度 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 载荷、边界条件和初始条件 ABAQUS/CAE中定义载荷和边界条件 1. 创建载荷（或边界条件），并选择 该载荷激活的分析步。 创建载荷对话框创建载荷对话框 载荷所在的分析步载荷所在的分析步 被创建被创建 Copyright 2007 Dassault Systmes Abaqus中分析步接触载荷中分析步接触载荷 载荷、边界条件和初始条件 选择应用的区域 直接用鼠标点击选取； 用之前定义的集合(Set)或表面 (Surface)； 应用特征角度的方法可以在孤立网格 中快速选择表面； 逐个编辑的方法则很容易剔除不需要 的部分； 编辑载荷（或边界条件），为它们指 定大小、分布方式、幅值曲线等。 默认情况下，一般静态分析步默认情况下，一般静态分析步 中使用斜坡幅值曲线。还可以中使用斜坡幅值曲线。还可以 使用用户自定义的幅值曲线。使用用户自定义的幅值曲线。 Copyrigh