结构百问14-Abaqus节点有限元分析
以某锁网结构为例,总结一下利用Abaqus进行三维节点实体单元有限元分析的步骤。
1. 节点建模(Part)
可以直接在Abaqus中建模,也可以通过软件转换建模。
例如,已有CAD三维模型,可以通过犀牛软件打开,导出为sat文件,然后在Abaqus中导入sat文件,生成part。
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/a1ecb750291d0f2d.png)
对于本为一体的多个part,可以通过merge操作合并为一个part,从而免去后续繁杂的接触定义。
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/b5b347bf610c30d0.png)
2. 材料定义(Property)
(1)首先定义材性,对于常见的钢材可使用理想弹塑性模型;
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/017c3778bfc4d357.png)
(2)定义截面,对于实体模型,Type:Solid,Homogeneous;
(3)指定截面,将定义好的截面指定给部件。
3. 组装(Assembly)
将不同的part移动到正确的位置组装成要分析的完整模型,同一个part可以生成多个实例。
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/a264a4559b406b75.png)
4. 定义分析步(Step)
对于静态加载,使用Static,General即可。
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/bbb58f8b4fc3c59b.png)
5. 接触定义
常见的接触类型包括Surface-to-surface contact(面面接触),Tie(绑定),Coupling(耦合)等,可以按需定义。
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/0389b7fcd53e9994.png)
5. 荷载与边界条件
在Initial中定义边界条件,在Step-1中定义荷载。此处固定两个钢管端面,在锁头端面施加拉力,拉力通过换算成压强Pressure的形式施加。
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/62faeaa8c95a57b4.png)
6. 网格划分
常规形状的模型可以使用C3D8R的六面体网格,对于形状怪异,无法通过八面体网格划分的模型需要使用C3D10或者C3D4的四面体网格。当然,C3D4网格的计算收敛性不如C3D8R。
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/166d44b35d8d7d1d.png)
7. 提交分析
创建分析作业,并提交。可以通过使用多核CPU并行计算提高计算速度。
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/10e0c150cea6995d.png)
8. 结果查看
分析完成后可以查看节点的应力应变状态。
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/29b093f700c34af6.png)
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/0fa9279f00a32ab1.png)
Mises应力最大值为882.5MPa,应力最大位置为锚具叉耳接头处。节点核心区应力最大值出现在加劲肋端部与钢管连接处,且达到屈服应力。
![](https://img.haomeiwen.com/i31989/918e64945a290dcf.png)
PEEQ大于0的位置表示进入塑性状态。从结果来看,节点核心区塑性应变最大值出现在加劲肋端部与钢管连接处,其他位置均处于弹性状态。
-2017年1月8日