2022年ABAQUS分析教程[整 .pdf
ABAQUS瞬态动力学分析瞬态动力学分析一、问题描述一质量块沿着长度为1500mm的等截面梁运动，梁的材料为钢（密度=7.8E-9 ton/mm3，弹性模量E=2.1E5MPa ，泊松比=0.3） ，宽为 60mm ，高为40mm 。质量块的长为 50mm ，宽为 60mm ，高为 30mm 。质量块的密度=1.11E-007 ton/mm3， 弹性模量 E=2.1E5MPa ， 泊松比=0.3， 如图 5.1 所示。 质量块以 10000mm/s的速度匀速通过悬臂梁（从固定端运动到自由端），计算梁自由端沿y 方向的位移、速度和加速度。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - 图 1 质量块沿梁运动的示意图二、目的和要求掌握结构的动力学分析方法，会定义历史输出步。1）用六面体单元划分网格，厚度方向有4 排网格。2）采用隐式算法进行计算。三、操作步骤1、启动 ABAOUS/CAE 开始 程序ABAQUS 6.7-1ABAQUS CAE 。启动 ABAQUS/CAE 后，在出现的Start Session（开始任务）对话框中选择Create Model Database （创建新模型数据库） 。2、创建部件在 ABAQUS/CAE窗口顶部的环境栏中，可以看到模块列表Module：Part ，这表示当前处在 Part （部件）功能模块，可按照以下步骤来创建梁的几何模型。创建两个零件分别命名为mass （质量块）和 beam （梁） ，均为三维实体弹性体。3、创建材料和截面属性在窗口左上角的 Module（模块）列表中选择Property （特性）功能模块。（1）创建梁材料Name ：Steel ，Density ：7.8E-9 ，Youngs Modulus（弹性模量）：210000，Poisson s Ratio （泊松比）：0.3 。（2）创建截面属性点击左侧工具箱中的（Create Section） ，弹出Create Section 对话框， Category ：Solid ，Type：Homogeneous ，保持默认参数不变（ Material ：Steel ；Plane stress/strain thickness：1 ） ，点击 OK 。（3）给部件赋予截面属性点击左侧工具区中的（Assign Section ） ，将上一步创建的截面属性赋给梁。（4）重复步骤（ 1）（ 4） ，为质量块赋截面属性。注意：质量块的密度为1.11E-007 ton/mm3。4、定义装配件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - （1）Assembly 模块中选中 mass和 beam ，创建装配体。（2）通过按钮，移动质量块，使两零件的位置关系如图2 所示。图 2 装配体位置关系5、设置分析步ABAQUS/CAE会自动创建一个初始分析步（initial step ） ，可以在其中施加边界条件。用户还必须自己创建后续分析步（analysis step） ，用来施加载荷。具体操作方法：在窗口左上角的Module 列表中选择 Step（分析步）功能模块。点击左侧工具区中的（Create Step） 。在弹出的 Create Step 对话框中，在 Name 后输入 dynamic，Procedure type ：General ；选中 Dynamic，implicit，点击 Continue ，弹出 Edit Step 对话框，在 Basic 中设置计算总时间0.15s ，如图 4 所示，在 Incrementation中设置时间步长，如图5 所示，点击 OK 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - 图 3 Create Step对话框图 4 设置计算总时间0.15s 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - 图 5 设置时间步长设置历史输出： 在菜单 Tool set（命名为 set-output）选择梁自由端的某一个顶点。点击 Create History Output图标，设置时间输出步，如图6 所示，选中U2，V2，A2。点击 OK 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - 图 6 设置历史输出步6、定义接触1）定义接触属性。在Interaction模块中，点击Create Interaction Property图标，在 Create Interaction Property对话框中选择 contact ，点击 Continue ，弹出 Edit Interaction Property对话框。设置 Mechanical Tangential behaviorFrictionless和 Mechanical Normal behavior Default和“Hard” contact ，如图 7 和 8 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - - 图 7 切向接触属性图 8 法向接触属性2）定义接触。点击Create Interaction图标，选择 Surface-to-surface (Standard),点击Continue ， master surface选择质量块的下表面，slave surface 选择梁的上表面，在弹出的Edit Interaction对话框中点击 OK 。7、定义边界条件和载荷约束：固定梁的左端，在Create boundary condition对话框中选择Symmetry/Antisymmetry/Encastre,点击 Continue ，选择梁的左端面，在Edit 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - boundary condition对话框中选择 Encastre 。1）load manager,step选择 dynamic，types for selected force选择gravity,如图 9、10。图 9 创建载荷步图 10 创建载荷步为质量块赋速度：2）菜单 Tool Amplitude Create ，弹出 Create Amplitude对话框，输入如图 11 所示参数，点击 OK 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - 图 11 创建载荷步3） 在Create boundary condition对 话 框 中 选 择Velocity/Angular velocity,点击 Continue ，选择质量块（将梁隐藏，框选整个质量块），中键确认，弹出 Edit boundary condition对话框中，设置如图12。点击 OK 。图 12 设置 Edit boundary condition对话框名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - 8、划分网格在窗口左上角的 Module 列表中选择 Mesh （网格）功能模块，分别为质量块和梁划分网格，如图13 所示。图 13 网格划分9、提交分析作业在窗口左上角的 Module 列表中选择 Job （分析作业）功能模块。（1）创建分析作业点击左侧工具区中的（Job Manager） ，弹出 JobManager对话框，点击 Create （创建新的作业）， 在 Name 后面输入 Beam-dynamic ，点击 Continue ，弹出 EditJob 对话框，各参数保持默认值，点击OK 。（2）提交分析在 Job Manager对话框中点击 Submit（提交分析）。看到对话框中的 Status （状态）提示依次变为Submitted ，Running 和 Completed，这表示对模型的分析已经成功完成。点击此对话框中的Results （分析结果），自动进入 Visualization模块。四、实验结果看到窗口左上角的Module 列表已自动变为Visualization功能模块，视图区中显示出模型未变形时的轮廓图。（1）查看位移、速度、加速度时间曲线。菜单 ToolXYdataCreate XYdata对话框 ODB history data Continue 分别从列表中选择U2 、V2和 A2，点击 Plot 即可显示各自的曲线。再通过拷屏截图，如图14 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - 图 14 位移时间曲线名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - - 图 15 速度时间曲线（2）查看应力云图和位移云图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -
