悬臂梁-有限元ABAQUS线性静力学实例

第第页线性静力学分析实例——以悬臂梁为例线性静力学问题是简单且常见的有限元分析类型，不涉及任何非线性（材料非线性、几何非线性、接触等），也不考虑惯性及时间相关的材料属性。在ABAQUS中，该类问题通常采用静态通用（Static，General）分析步或静态线性摄动（Static，Linearperturbation）分析步进行分析。线性静力学问题很容易求解，往往用户更关系的是计算效率和求解效率，希望在获得较高精度的前提下尽量缩短计算时间，特别是大型模型。这主要取决于网格的划分，包括种子的设置、网格控制和单元类型的选取。在一般的分析中，应尽量选用精度和效率都较高的二次四边形/六面体单元，在主要的分析部位设置较密的种子；若主要分析部位的网格没有大的扭曲，使用非协调单元（如CPS4I、C3D8I）的性价比很高。对于复杂模型，可以采用分割模型的方法划分二次四边形/六面体单元；有时分割过程过于繁琐，用户可以采用精度较高的二次三角形/四面体单元进行网格划分。悬臂梁的线性静力学分析1.1问题的描述一悬臂梁左端受固定约束，右端自由，结构尺寸如图1-1所示，求梁受载后的Mises应力、位移分布。材料性质：弹性模量，泊松比均布载荷：F=103N图1-1悬臂梁受均布载荷图1.2启动ABAQUS启动ABAQUS有两种方法，用户可以任选一种。在Windows操作系统中单击“开始”--“程序”--ABAQUS6.10--ABAQUS/CAE。在操作系统的DOS窗口中输入命令：abaquscae。启动ABAQUS/CAE后，在出现的StartSection（开始任务）对话框中选择CreateModelDatabase。1.3创建部件在ABAQUS/CAE顶部的环境栏中，可以看到模块列表：Module：Part，这表示当前处在Part（部件）模块，在这个模块中可以定义模型各部分的几何形体。可以参照下面步骤创建悬臂梁的几何模型。创建部件。对于如图1-1所示的悬臂梁模型，可以先画出梁结构的二维截面（矩形），再通过拉伸得到。鱼单击阔左侧遇工具壳区中垮的跳（辅Cr突ea鱼te娱P若ar踪t免）菠按钮季，或薯者在虚主菜胳单里农面选迷择述Pa尾rt纹--糊Cr陵ea狡t倒e价，弹箱出如忘图斤1-顶2尺所示脂的拜Cr川ea堡te餐P数ar造t将对话检框。丸图海1-杨2贸Cr爬ea僻te缝P庄ar陪t菊对话转框于在表Na究m投e促（部慈件名灶称）梁后面李输困入耻Be陵a量m拐，笑Mo益de愉li虹ng等S溪pa竹c钓e渡（模闸型所窜在空买间）仿设喜为酿3语D已，锋Sh掉ap逐e糠选殊择讲So槽li槽d各（实相体）圈，州Ty畜p雅e拣采用陈默认午的决Ex翼tr巾us掌io茫n度，温在臂Ap墙pr哈ox创im荐at可e兽si树z诞e腿里面刮输鞭入务30易0喇。单病击强Co狂nt役in视ue赢..明.淘按钮矮。谈注意膨：如窃果无奶法输眨入字咏符，贺原因勇可能储是当短前正鱼处于贵中文饥输入盟法的泥状态左，应砖切换葬到英羞文输滑入法坚。部绘制茫矩形怀。冶AB搞AQ庙US铃/C舞A溪E则自动个进入宝绘图猴环境挺，左茂侧的杰工具惜区显训示出支绘图洲工具象按钮讲，视学图区持内显忙示栅异格，梢视图挤区正约中两逝条相货互垂雪直的杀点划巧线即聚当前图二维疯区域必的倍X眯轴彻和罚Y创轴。纵二者超相交芦于坐个标原喊点。申挎选择吩绘图杂工具衬箱中必的蜡工具码，窗敏口提置示区合显弊示秃Pi堵ck侦a夕s卧ta礼rt泰in辜g供co针rn码er辰f说or箱t帆he殿r丧ec灵ta慌ng疗le陪--声or菌e寄nt坚er省X冈,决Y固（选怨择矩验形的猜一个弹角点辩，或粮输抬入化X,策Y兰的坐志标）搂，如遵图盗1-援3讽所示矩。夸图冒1-赌3肤秋输入证点坐狡标钩输入拆矩形皇的第否一个浓点得浑坐标假为术（钞-1蒙00旬,1滩0蹈），佩移动冠光标化选择懒与该壤店相恶对的蝴点得民坐标宿为潜（凡10征0严，臣-1僚0笋），挨单击至鼠标承左键肺，矩疯形就驶画出腐来了齐。佛如果拳在绘脉制过迈程中菜操作逐有误驰，可扁以单仪击绘冷图工吼具箱响的撤浊销工认具周来撤死销上网一步虹操作抖，也限可以爸使用觉删除穿工具节来删劝除错王误的仇几何看图形选，具奋体操观作步穷骤入种校所烦示。窗a摩茎单击火绘图既工具症箱中掌的删沈除工面具砖。愿b饮慈在所绘绘图颗形中抬选择某要删灶除的撑线或针者图嗽形仆，及AB台AQ细US遮/C岭A另E孔以红青色高评亮显掘示被趟选中拢的对兰象。米提示宝：如碰果想梳删除伞多个侦对象代，可记以在镇单击腿此对季象的昼同时累按虑住联Sh起if侧t命键，直或者超按住剥鼠标该左键宫不放磁，在脊视图筹区中堤画出哭一个乳矩形鉴框，男选中荣矩形垄框中湖的对铜象。吓如果为想取留消对况某对撇象的塘选择早，可篇以在吗单击资此对班象的衔同时柜按哥住饼Ct授r遮l箱键。晶c圾孕在视刮图区咬单击估鼠标煎中键挨，或丘者单哑击提突示区钱中停的貌Do慌n蚕e擦按钮协，结筑束对掏删除胞工具损的使挡用。那d芬束根据共需要文，重赛复犁a店、怨b岛、截c昆步骤由。呀注意忍：在虽确认调结束穗某一执步操朵作的是时候搞，一溪般总取是在孤视图葛区中坦单击世鼠标今中键乳，或挂者单卵击窗晶口底干部提衰示区房的弟Do烛n倦e鉴按钮巨（完辈成）垮，一给下不梳再赘腔述。近由于荒前面宣操作盾中，报已经体选择要了水Ex渣tr味us虹io枪n毕类型刻，在露上一峡步退捷出后捉，靠AB抓AQ泄U但S蹦即弹恩出扑“擦编辑背基本画拉断伸布”币对话写框。周在该司窗口铺中，糕输入饿拉伸情尺墓寸押3档0宽，如制图净1-定4缠所示行。然甲后单调击追O城K党按钮狱，视疼图区复就出节现了驻悬臂名梁的别结构兄图，挨如斤图梯1-妇5密所示新。泄图筑1-遍4妄秤“择编辑续基本制拉贺伸浅”听对话念框浅图糕1-吸5正汽形成忠的悬图臂梁钉结构让图谈保存场模型惩。在纷下一棉步之嗽前，蚀单击商窗口躺顶部贺工具凡栏中倚的纳按钮承来保惊存所肚建立铺的模废型。村键入奴希望碍保存惊的文库件名隶，单AB某AQ认US耳/C雹A惹E收会自学动加蓬上后削缀饰.c毒a滴e漠。用用户还植可以领在主鞋菜单读中选竿择嘱Fi厦le展--斜Sa责v已e姨对所糊建立井的模蹲型进恨行保书存操绞作。婚此处运把该置部件眯取名坚为控be翁a凤m额。绸说明迟：膀AB亿AQ灭US扶/C扩A冠E巧不会去自动蜘保存衰模型汪的数港据，玉用户瘦每隔良一段绑时间浊自己恐保存之模型僻。如朴果由戏于意触外造障成系虚统死项机或则者无折法自失动退供出滔AB浴AQ欠US画/C冒A村E叹，下随次启骆动时扩就会犬显示翁自动途恢复膨的对喊话框叮，选朱择哨Ye白s朗就可页以自敌动恢厌复尚筑未保凉存的炉数据呈，但份是有糊时会培因为调恢复乎文件梯中存屋在错秧误，由出现摔自动攻恢复洋失败贫，所壳以建被议用守户养团成经葬常保揭存模贿型的页习惯去。彼1.甜4巷盟创建换材料维和截崭面属虹性喜在窗碍口左洋上她角就Mo狂du锯l曾e牲（模青块）钳列表岂中选叉择挥Pr彻op物er抓t冻y觉（特演性）逆功能把模块擦，按永照以刊下步俭骤来弦定义另材料腥。划创建煎材料轰。单妻击工柜具区艳左侧蔬的离（检Cr陕ea标te该M限at流er赌ia键l筑）按判钮，逃或者色在主旬菜单吸中选巷择增Ma笛te醒ri替al鼻--心Cr疫ea袄t南e式，弹捐出想Ed屑it肉M观at孔er傻ia盲l裙对话盘框（盈也可环以双垫击左记侧模袄型树云中周的节Ma误te鞠ri划a经l工来完捕成此俭操作既），享如茫图软1-咬6话所示懒。讨图图1-猜6夺Ed辜it乐M英at屋er士ia烂l丰对话蒸框拉在茂Na敞m证e栗（材浆料名浑称）育后面垫输湖入桌St业ee叛l阁，单波击此占对话女框中吩的挖Me堂ch遗an静ic巾a摇l茄（力伤学特偶性耳）适--浅El扔as固ti珠ci除t斑y呼（弹修性）荷。在丝数据蔑表中彩设锦置洁Yo拆un犁g敲’区s旧Mo踪du绘lu闯s脖（弹额性模扣量）押为代2e菌3完，盟Po啄is昼so位n忘’镜s竹Ra纸ti亿o娃（泊晌松比刮）症为好0.邀3宜，其腔余参刑数不霸变，票如团图形1-雷7岔所示周，单斯击命O志K剥按钮哲。碎图典1-道7去葬输入悦弹性造模量架和泊趁松比丹说明牛：疲在喷AB绒AQ启US卵/C呈A镜E堡中，屈如果缎希望功修改粗或撤央销已斧经完供成的馅操作售，可行以在急窗口抹左侧脾的模亮型树望中找蚁到此悔操作向，在莫上面川单击连鼠标夏右键游，选同择互Ed桐i能t玉或升者埋De央le配t他e靠。在束绘制骑二维钥平面厅图时旱，可增以单详击绘绞图工碌具箱战中的元按钮田来撤倦销上责一步蓝操作党。浊创建惰截面调属性嗽。单洽击左危侧工焰具区粒的威（伤Cr王ea酿te怎S冷ec馆ti滤o沿n贪）按持钮，胞或者到在主寒菜单申中选代择才Se灯ct车io爬n-滥-C司re瓶at喊e隐，弹恒出奋Cr汉ea呜te赵S国ec后ti她o掩n野对话猴框（丑也可例以双乞击左门侧模镇型树泊中挺的洗Se座ct余io惠n遣来完嫩成此酸操作败）腥，杰Na切m隶e全改瞧为且Be宏am俭Se证ct萝io驱n肆，保遭持其东他默斯认参夺数不袋变，元单个击牧Co东nt物in泽ue拥..状.逢按钮跪。芝在弹菜出劳的垒Ed鬼it祝S沈ec旨ti扬o切n斩对话掀框（炎见玉图课1-她8鸦）中耐，默拢认的像参数绞（指Ma划te注ri顿a宜l文：退St课ee诉l刚；备Ty轧p段e晒：于So立li劲d吴，肃Ho申mo烟ge勤ne诱ou优s烧；哪Pl散an寒e分st击re版ss肯/s少tr薪ai脖n萄th苗ic碍kn渐es遵s秆：腊1避）不莫变，胆单直击像O割K胆按钮困。泊图悼1-火8功Ed斜it宋S爬ec提ti坊o嘱n蝴对话畏框羊给部扣件赋欧予截歉面属立性。毕单击括左侧罗工具雀区中彩的付（骗As拢si安gn玉S伪ec油ti柳o科n挑）按绪钮，祸或者阳在主踢菜单且中选毕择派As渔si你gn三--甩Se稻ct赶io卫n年，单抓击视巨图区筹中的桌悬臂半梁模暮型顽，念AB础AQ典US其/C偿A斜E挡以红乐色高叨亮显铲示被徐选中党，在脏视图析区单枕击鼠的标中艇键，爽弹助出典Ed膀it叹S抹ec挥ti交on见A蔽ss剑ig作nm科en肌t式对话斤框，忽如白图洋1-直9滔所示割，单葛击汇O农K四按钮治。轨图铃1-竖9销Ed脂it京S单ec吩ti耻on宅A救ss湿ig叨nm值en朗t历对话秧框驱说明聚：抗AB颜AQ思US柱/C僵A浇E融不把勇材料石属性苹直接控赋予晓单元着或者干几何图实体苦，而拍是首窜先在粪截面定属性吊（捏Se东ct特io尖n气）中京定义改材料源特性词，再秆为每龄个部您件赋聋予相箭应的丢截面碎属性贵。怀注意爹：绪AB谜AQ焦US至/C躬A睁E粘推荐趣的建孟模方野法是运把整宵个数刷值模砍型（遮如材扑料、原载荷耗、边违界条铃件等兴）都霉直接何定义刘在几翠何模际型上袜，而谋不是酿像其满他前已处理广器一韵样定秒义在奸单元驰或者劈节点夜上，浊这样烈在修牛改网训格时极不必齿重新议定义协材料推和边轧界条禁件等抬模型雨参数声。这毛样在关处理扛复杂稻问题稼时，确可以洲首先乔简单词地划葛分粗为网格悄，得心到初担步的紫模型礼结果恨，然量后再夜适当辣的区确域细男化网敞格。泻1.训5泻括定义戒装配五件昆整个并分析坦模型给是一讽个装盾配件鸣，前喘面理的稼Pa义r融t哄功能纲模型幅中创李建的世各个庸部件角将慎在赌As潜se贪mb驾l酸y应功能仔模块膀中装兴配起舍来。酸具体匪的操巩作方颗式：难在窗锅口左狐上矩角竞Mo观du盛l证e洒列表奋中选中择课As排se仇mb扛l妈y谁（装孔配）艺功能唯模块叨。单刺击左贼侧工猛具区投的亦（栋In黎st身an才ce全P丰ar挣t面）按艺钮，凉或者常在主趣菜单披中选梳择闻In续st支an堵ce挥--吨Cr浮ea积t妇e永（也昂可以叹直接逗单击振左侧肢模型辅树中挪的丛As玻se劈mb满l壳y订左侧柔的五+哈号，蔽然后松双击浮其下抽一层纷的厅In虫st秩an冷c盼e仍来完斗成此猾项操涨作）吸。察在弹溜出磨的跨Cr矮ea册te真I奋ns邪ta菠nc汪e微对话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