abaqus模型圖的建模及分析經(jīng)典算例

...wd......wd......wd...ABAQUS/CAE典型例題我們將通過ABAQUS/CAE完成上面模型圖的建模及分析過程。首先我們創(chuàng)立幾何體一、創(chuàng)立基本特征：1、首先運(yùn)行ABAQUS/CAE，在出現(xiàn)的對話框內(nèi)選擇CreateModelDatabase。2、從Module列表中選擇Part，進(jìn)入Part模塊3、選擇Part→Create來創(chuàng)立一個新的部件。在提示區(qū)域會出現(xiàn)這樣一個信息。4、CAE彈出一個如右圖的對話框。將這個部件命名為Hinge-hole，確認(rèn)ModelingSpace、Type和BaseFeature的選項(xiàng)如右圖。5、輸入0.3作為Approximatesize的值。點(diǎn)擊Continue。ABAQUS/CAE初始化草圖，并顯示格子。６、在工具欄選擇CreateLines:Rectangle(4Lines)，在提示欄出現(xiàn)如下的提示后，輸入〔0.02,0.02〕和〔-0.02,-0.02〕，然后點(diǎn)擊３鍵鼠標(biāo)的中鍵〔或滾珠〕。７、在提示框點(diǎn)擊OK按鈕。CAE彈出EditBasicExtrusion對話框。８、輸入0.04作為Depth的數(shù)值，點(diǎn)擊OK按鈕。二、在基本特征上加個輪緣１、在主菜單上選擇Shape→Solid→Extrude。２、選擇六面體的前外表，點(diǎn)擊左鍵。３、選擇如以下圖所示的邊，點(diǎn)擊左鍵。４、如右上圖那樣利用圖標(biāo)創(chuàng)立三條線段。５、在工具欄中選擇CreateArc:Centerand2Endpoints６、移動鼠標(biāo)到(0.04,0.0)，圓心，點(diǎn)擊左鍵，然后將鼠標(biāo)移到(0.04,0.02)再次點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，從已畫好區(qū)域的外面將鼠標(biāo)移到(0.04,-0.02)，這時(shí)你可以看到在這兩個點(diǎn)之間出現(xiàn)一個半圓，點(diǎn)擊左鍵完成這個半圓。７、在工具欄選擇CreateCircle:CenterandPerimeter８、將鼠標(biāo)移動到(0.04,0.0)點(diǎn)擊左鍵，然后將鼠標(biāo)移動到(0.05,0.0)點(diǎn)擊左鍵。９、從主菜單項(xiàng)選擇擇Add→Dimension→Radial，為剛完成的圓標(biāo)注尺寸。10、選擇工具欄的EditDimensionValue圖標(biāo)11、選擇圓的尺寸(0.01)點(diǎn)擊左鍵，在提示欄輸入0.012，按回車。再次點(diǎn)擊EditDimensionValue，退出該操作。12、點(diǎn)擊提示欄上的Done按鈕。13、在CAE彈出的EditExtrusion對話框內(nèi)輸入0.02作為深度的值。CAE以一個箭頭表示拉伸的方向，點(diǎn)擊Clip可改變這個方向。點(diǎn)擊OK，完成操作。三、創(chuàng)立潤滑孔１、進(jìn)入Sketch模塊，從主菜單項(xiàng)選擇擇Sketch→Create，命名為Hole，設(shè)置0.2為ApproximateSize的值，點(diǎn)擊Continue。２、創(chuàng)立一個圓心在(0,0)，半徑為0.003的圓，然后點(diǎn)擊Done，完成這一步驟。３、回到Part模塊，在Part下拉菜單中選擇Hinge-hole。４、在主菜單中選擇Tools→Datum，按右圖所示選擇對話框內(nèi)的選項(xiàng)，點(diǎn)擊Apply。５、選擇輪緣上的一條邊，見以下圖，參數(shù)的值是從0到１，如果，箭頭和圖中所示一樣就輸入0.25，敲回車，否則就輸入0.75。ABAQUS/CAE在這條邊的1/4處上創(chuàng)立一個點(diǎn)。６、創(chuàng)立一個基線，在CreateDatum對話框內(nèi)選擇Axis，在Method選項(xiàng)中選擇2Points，點(diǎn)擊Apply。選擇圓的中心點(diǎn)和剛剛創(chuàng)立的基點(diǎn)，ABAQUS/CAE將創(chuàng)立如右上圖所示的基線。７、在CreateDatum對話框內(nèi)選擇Plane，在Method中選擇Pointandnormal，點(diǎn)擊OK，選擇剛剛創(chuàng)立的基點(diǎn)和基線。你的模型將如左以下圖所示。８、從主菜單中選擇Shape→Cut→Extrude，選擇創(chuàng)立的基準(zhǔn)面和右上圖所示的邊，點(diǎn)擊左鍵。９、從主菜單中選擇Add→Sketch，選擇hole然后點(diǎn)擊OK，在提示欄中點(diǎn)擊Translate通過下面兩步將Hole移到最終位置。A：先點(diǎn)擊hole的圓心，然后點(diǎn)擊創(chuàng)立的基點(diǎn)，圓心就移動到了以基點(diǎn)上。B：點(diǎn)擊工具攔中的EditVertexLocation，然后點(diǎn)擊移動后的圓心〔基點(diǎn)〕，點(diǎn)擊提示攔的Done，再點(diǎn)擊提示攔中隨后出現(xiàn)的Translate按鈕，輸入(0,0)和(0,0.01)敲回車，最后點(diǎn)擊Done。10、在EditCutExtrusion對話框中選擇Blind作為Type的選項(xiàng)，0.015作為深度，如果需要可以選擇Flip改變箭頭的方向，然后點(diǎn)擊OK。四、創(chuàng)立不含潤滑孔的鉸鏈１、從主菜單項(xiàng)選擇擇Part→Copy→Hinge-hole，命名新的部件為Hinge-solid，點(diǎn)擊OK。２、在Part下拉菜單中選中Hinge-Soild，從工具欄里選擇DeleteFeature選中創(chuàng)立的基點(diǎn)，點(diǎn)擊提示欄里的Yes，刪除基點(diǎn)和他的子特征。五、創(chuàng)立一個剛體銷釘１、從主菜單里選擇Part→Create，命名為Pin，選擇ModelingSpace為3D,類型為Analyticalrigid，選擇Revolvedshell為基本的特征，輸入0.2作為Approximatesize的值，然后點(diǎn)擊Continue。２、從工具欄選擇CreateLines:Connected創(chuàng)立一條從(0.012,0.03)到(0.012,-0.03)的直線，然后點(diǎn)擊Done，退出草圖。３、從主菜單中，選擇Tools→ReferencePoint，選擇銷釘周線頂部的點(diǎn)。保存模型數(shù)據(jù)為hinge.cae。接下來我們將為建立好的幾何模型添加材料，并將其組裝起來。一、創(chuàng)立材料１、進(jìn)入Property模塊，在主菜單中選擇Material→Create來創(chuàng)立一個新的材料。２、在EditMaterial對話框，命名這個材料為Steel，選擇Mechanical→Elasticity→Elastic，在楊氏模量中輸入209.E9，輸入0.3作為泊松比。點(diǎn)擊OK，退出材料編輯。3、從主菜單中選擇Section→Create，在CreateSection對話框中定義這個區(qū)域?yàn)镾oildSection，在Category選項(xiàng)中承受Soild作為默認(rèn)的選擇，在Type選項(xiàng)中承受Homogeneous作為默認(rèn)的選擇，點(diǎn)擊Continue。4、在出現(xiàn)的EditSection對話框中選擇Steel作為材料，承受1作為Planestress/strainthickness，并點(diǎn)擊OK。5、在Part中選擇Hinge-hole，從主菜單中選擇Assign→Section，選擇整個Part，ABAQUS將會把你選擇的區(qū)域高亮化，在對話欄點(diǎn)擊Done，在出現(xiàn)的AssignSection對話框中點(diǎn)擊OK。6、重復(fù)第五步，為Hinge-soild分配材料。二、部件組裝1、進(jìn)入Assembly模塊，從主菜單中選擇Instance→Create，在CreateInstance對話框中選擇Hinge-hole，點(diǎn)擊Apply。2、在CreateInstance對話框中選擇Hinge-soild，選中Auto-offsetfromotherinstances，點(diǎn)擊OK。3、從主菜單中，選擇Constraint→FacetoFace，選擇左以下圖所示的外表，再選擇如右以下圖的外表，點(diǎn)擊Flip，如果兩個箭頭同向，點(diǎn)擊OK，在提示欄輸入0.04，敲回車。4、從主菜單中選擇Constraint→Coaxial，先選擇如左以下圖所示的孔，再選擇如右以下圖所示的孔，點(diǎn)擊Flip如果箭頭如右以下圖所示，點(diǎn)擊OK。5、從主菜單中選擇Constraint→EdgetoEdge，選擇如左以下圖所示的邊，再選擇如右以下圖所示的邊，點(diǎn)擊Flip如果箭頭如右以下圖所示，點(diǎn)擊OK。完成鉸鏈的組裝。6、從主菜單中選擇Instance→Create，選擇Pin，點(diǎn)擊OK。7、從主菜單中選擇Constraint→Coaxial，選擇Pine和鉸鏈中的孔，如果需要點(diǎn)擊Flip，點(diǎn)擊OK。顯示如左以下圖所示。8、從主菜單中選擇Instance→Translate，選擇Pine，點(diǎn)擊Done，在CAE警告信息欄中點(diǎn)擊Yes。在提示欄輸入(0,0,0)和(0,0,0.02)，敲回車。在提示欄點(diǎn)擊OK。最終的構(gòu)形如右上圖顯示。接下來，我們定義分析步，接觸，邊界條件以及加載。一、定義分析步。1、進(jìn)入Step模塊，從主菜單中選擇Step→Create，命名這個分析步為Contact，承受默認(rèn)的Static,General，點(diǎn)擊Continue。在出現(xiàn)的EditStep對話框中，承受所有默認(rèn)選擇，并點(diǎn)擊OK，創(chuàng)立一個分析步。2、重復(fù)上一步，創(chuàng)立一個分析步，命名為Load，在EditStep對話框中，進(jìn)入Incrementation子選項(xiàng)，輸入0.1為InitialIncrementSize。點(diǎn)擊OK，完成分析步的創(chuàng)立。3、為輸出結(jié)果創(chuàng)立幾何集，在主菜單項(xiàng)選擇擇Tools→Set→Create，命名這個幾何集為ndisp-output，點(diǎn)擊Continue。選擇如左以下圖所示的點(diǎn)。點(diǎn)擊Done，完成該步驟。SelectthisedgeSelectthisfaceSelectthisedgeSelectthisfaceSelectthesevertices4、采用一樣的技術(shù)，定義右上圖所選的面為fixed-face-output，所選的邊為hole-output。5、從主菜單中選擇Output→FieldOutputRequests→Manager，從出現(xiàn)的對話框中選擇F-output-1，點(diǎn)擊Edit，刪除變量PE，PEEQ和PEMAG，刪除選擇Forces/Reactions，點(diǎn)擊OK，點(diǎn)擊Dismiss退出FieldOutputRequestsManager。6、從主菜單中選擇Output→HistoryOutputRequests→Manager，從出現(xiàn)的對話框中選擇H-output-1，點(diǎn)擊Edit，在Domain中選擇Setname，并選擇ndisp-output，去掉Energy選項(xiàng)，輸入U(xiǎn)1，U2，U3。點(diǎn)擊OK。7、創(chuàng)立新的歷史輸出，為Fixed-face-output輸出變量RF1，為Hole-output輸出變量S11，MISES和E11。點(diǎn)擊Dismiss，退出HistoryOutputRequestsManager。8、從主菜單中選擇Tools→Set→Create，命名為Monitor，點(diǎn)擊Continue，選擇ndisp-output集中為于Hinge-Soild上的點(diǎn)，點(diǎn)擊Done，完成幾何集的創(chuàng)立。9、從主菜單中選擇Output→DOFMonitor，選中Monitoradegreeoffreedomthroughouttheanalysis，在Pointregion選擇Monitor，在Degreeoffreedom中輸入1，點(diǎn)擊OK。二、定義外表和相互作用1、進(jìn)入Interaction模塊，選擇View→AssemblyDisplayOptions，在AssemblyDisplayOptions對話框中點(diǎn)擊Instance，點(diǎn)擊Hinge-hole-1和Hinge-solid-1，最后點(diǎn)擊Apply。ABAQUS/CAE只顯示Pin部件。2、從主菜單中選擇Tools→Surface→Create，命名這個外表為Pin，點(diǎn)擊Continue，選擇銷釘外外表，點(diǎn)擊提示欄內(nèi)的Done，在銷釘上出現(xiàn)兩箭頭，選擇Magenta作為銷釘外表的法向。3、采用第一步的方法，只顯示Hinge-hole-1。從主菜單中選擇Tools→Surface→Create，命名這個外表為Flange-h，點(diǎn)擊Continue，選擇如左以下圖的外表。采用同樣的技術(shù)創(chuàng)立一個叫Inside-h的外表，如右以下圖。4、只顯示Hinge-soild-1，創(chuàng)立和Flange-h外表緊靠在一起的外表，命名為Flange-s。同樣創(chuàng)立一個外表，命名為Inside-s，該外表和Inside-h通過pin連接在一起。三、定義模型各局部之間的接觸1、從主菜單項(xiàng)選擇擇Interaction→Property→Create，在出現(xiàn)的對話框中命名其為NoFric，承受Contact作為默認(rèn)選擇，點(diǎn)擊Continue。在后出現(xiàn)的EditContactProperty對話框中，選擇Mechanical→TangentialBehavior，承受默認(rèn)的選擇，然后選擇Mechanical→NormalBehavior，承受默認(rèn)的選擇，點(diǎn)擊OK。2、從主菜單中選擇Interaction→Manager，然后點(diǎn)擊Create，在出現(xiàn)的對話框中，命名其為Hingepin-hole，承受默認(rèn)選擇，點(diǎn)擊Continue。在提示欄的右下角點(diǎn)擊Surface，在RegionSelection對話框中選擇Pin作為主外表，點(diǎn)擊Continue。采用同樣技術(shù)，選取Inside-h作為從外表，點(diǎn)擊Continue。觀察出來的對話框，并承受默認(rèn)的選擇，點(diǎn)擊OK。3、采用一樣的技術(shù)定義一個相互作用為Hingepin-soild，用pin作為主外表，Inside-s作為從外表，NoFric為相互作用的特性。創(chuàng)立一個Flanges的相互作用，用Flange-h作為主外表，F(xiàn)lange-s作為從外表。然后點(diǎn)擊Dismiss退出InteractionManager。四、定義邊界條件1、進(jìn)入Load模塊，從主菜單中選擇BC→Manager，在BoundaryConditionManager中點(diǎn)擊Create，在出現(xiàn)的CreateBoundaryCondition對話框中，命名這個邊界條件為Fixed，承受默認(rèn)的選擇，點(diǎn)擊Continue，在出現(xiàn)的RegionSelection對話框中選擇Fixed-face-output，點(diǎn)擊Continue，在出現(xiàn)的EditBoundaryConditions對話框中選中Encastre，點(diǎn)擊OK。2、在BoundaryConditionManager中點(diǎn)擊Create，命名這個邊界條件為NoSlip，選擇Displacement/Rotation，點(diǎn)擊Continue。選擇pin的剛體參考點(diǎn)，點(diǎn)擊Done，在EditBoundaryConditions對話框中選中所有選項(xiàng)，點(diǎn)擊OK。3、在BoundaryConditionManager中，選中以下圖所示，點(diǎn)擊Edit，去掉U1和UR2的選擇，點(diǎn)擊OK，可以注意到，在Load步時(shí)，NoSlip的狀態(tài)變?yōu)镸odified。4、繼續(xù)創(chuàng)立一個叫Constrain的邊界條件，選擇Displacement/Rotation，選擇我們前面定義的Monitor，約束它在1,2,3三個方向的平動。按照3步中的方法，在Load分析步，釋放1方向的約束。完成所有后，退出BoundaryConditionManager。五、施加載荷1、從工具欄中選擇CreateLoad按鈕，在對話框中，命名這個載荷為Pressure，承受以Load作為載荷施加的分析步，選擇載荷類型為Pressure，點(diǎn)擊Continue。2、選擇右圖的底面，點(diǎn)擊Done，在對話框中，輸入-1.E6，承受默認(rèn)的選擇，點(diǎn)擊OK。下面我們對該模型進(jìn)展網(wǎng)格的劃分1、進(jìn)入Mesh模塊，從主菜單項(xiàng)選擇擇Tools→Partition，在CreatePartition對話框中，選擇Cell，選擇Extendface作為技術(shù)，點(diǎn)擊Apply。選擇整個Hinge-soild-1，選擇左以下圖的面，點(diǎn)擊提示欄中的CreatePartition按鈕。CAE形成如右以下圖所示圖形。2、同第一步，先將Hinge-hole分成兩個局部。3、從CreatePartition對話框中，選擇Cell，選擇Definecuttingplane，點(diǎn)擊Apply，選擇整個Hinge-hole，點(diǎn)擊Done，在提示欄選擇3Points，選擇如右圖的三點(diǎn)，點(diǎn)擊CreatePartition按鈕，CAE將整個hinge-hole分為3塊