2022年AltairHyperMesh与AbaqusExplicit接口实例[整 .pdf

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1、Altair HyperMesh 与 Abaqus Explicit 接口实例本实例版权属本人所有，可供在任何免费网站或论坛传播。本教程的目的在于帮助Abaqus 用户更方便地利用HyperMesh 的强大前处理功能。实例本身所采用的数据或边界条件不具有代表性。内容包含文字、图片和模型文件，如果在使用本教程中遇到任何问题请发email至 。同时限于水平，本教程中必有许多值得商榷之处，也请各位不吝赐教。教程 : HyperMesh 与 Abaqus/Explicit的接口应用模拟方盒跌落过程一问题描述模型文件： box_dropdown_test.hm( 模型见附件 ) 目标：模拟内部装有100

2、0kg 重物的盒子在初始速度和重力作用下跌落到具有突起的刚性地面上的过程。采用单位：质量kg 时间ms 长度mm 分析手段：前处理工作在HyperMesh7.0sp1 中完成，运算提交采用Abaqus6.5-1，后处理采用 HyperView7.0sp1 。二有限元建模步骤1. 打开 HyperMesh。2. 在 Tool 页面下选择User Profile 面板中选择Abaqus/explicit 模板。3. 在 files 面板下 hm file 子面板中打开box_dropdown_test.hm 文件。4. 建立材料。进入collector 面板，选择 create 子面板，将操作对象

3、设为mats。为材料起名为 Q235,在 card image 中选择 ABAQUS_MATERIAL，点击 create/edit。在本例中，我们要将方盒的材料设为Q235 钢，对其非线性属性采用理想弹塑性。屈服极限为 235Mpa。下图为材料编辑的界面。5. 在 card image中激活 Density、 Elastic 和 Plastic 三个选项，并在 Density 中输入数值7.9E-6，设定弹性模量E 为 210，泊松比 Nu 为 0.3。6. 将 PLASTICDATACARD设为 1，输入屈服应力0.235(Gpa)，相应的塑性应变设为0.0。点击 return 退出材料编

4、辑。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - 7. 在 collector/update 子面板中设定操作对象为comp，选择名为box 的 component，并选择材料 Q235，点击 update。在下一级菜单中选择material id ，点击 update。8. 在 card image 子面板中编辑box 的 card image，将其为 SHELLSECTION ，并在二级菜单中将厚度设为4(mm) 。点击

5、return 退出 collector 面板。9. 在 2D 页面下 elem type 面板中选择2D&3D 子面板，将 tria3 和 quad4 所对应的单元类型设为 S3R 和 S4R 减缩积分单元。点击return 退出。10. 进入 2D 页面下 automesh 面板，将 elem size 设为 30，单元类型设为quads。并将最下面的选择菜单切换为“elements to surfaces component” 。其它设置如下图：11. 点击 surfs， 在弹出菜单中选择by collector ， 并选择 box。在 automesh 菜单中点击mesh。接受默认的划分

6、，在二级菜单中点击mesh，最后点击return 退出网格划分。12. 关闭 box 的显示。在永久菜单下进入disp 菜单，关闭所有box 的单元和几何的显示。只显示 ground。13. 在 2D 页面下 elem type 面板中选择2D&3D 子面板，将tria3 和 quad4 所对应的单元类型设为 R3D3 和 R3D4 刚体单元。点击return 退出。14. 回到 automesh面板下的 create mesh子面板中，将” elem size=” 切换至”use mesh params ” 。如下图：15. 在 mesh params子面板中，使用弦差划分方式(即 chor

7、dal deviation) ，将最小单元尺寸、最大单元尺寸、 最大弦差和最大角度分别设为：10、50、0.2 和 15。并将单元类型设为quads。如下图：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - 16. 回到 create mesh 子面板中，点击surfs，从弹出菜单中选择displayed，点击 mesh，将下图中标有红色记号的单元数量设为10， 再次点击 mesh接受划分的网格。 点击 return 退出。17.

8、 (该步骤可选 )进入 tool 页面下 check elems 面板，在2-D 子面板下检查是否有单元尺寸小于 5 的单元。18. 进入 collectors 面板，在 card image 子面板中将名为ground 的 component 的 card image设为 rigid body ，点击 load/edit，在 ground 上任选一节点作为参考点，记录参考点的id 号。将 ELSET 设为 ground。在 card image 中激活 Thickness Dataline ，并将厚度设为2(可为任意正数 )。如下图：19. 在永久菜单disp 下关闭所有几何的显示，同时打开

9、所有单元的显示。如下图：20. 在 collectors 面板中创建一个comp，取名为 chargo，将其 card image 设为 MASS 。材料则选择 Q235(避免生成多余的材料collector) ，点击 create/edit。在下一级菜单中设置mass为1000。点击 return 退出。21. 在 collectors 面板中创建一个comp， 取名为 link ， 选择 no card image， 材料则选择Q235(避免生成多余的材料collector) ，点击 create。22. 在键盘上按下F8，选择 type in 子面板，创建一个节点，其坐标为（0,200,

10、0） 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - 23. 按下 F5，选择操作对象为elems，在图形区内box 上除了底面以外的其他五个面上各选一单元，点击elems按钮在弹出菜单中选择by face。点击 mask。24. 在 1D 页面下 elem type 面板中选择1D 子面板，将 mass和 rigid 所对应的单元类型分别设为 MASS 和 COUP_DIS ，点击 return 退出。25. 在永久菜单gl

11、obal 面板下将current component 设为 chargo。26. 在 1D 页面上进入masses面板， 在第 22 步创建的节点上创建质量单元。创建完毕后点击 return 退出。27. 在永久菜单上disp 面板中关闭ground 的单元显示。并在view 面板中将当前视角设为right。28. 在 BCs 页面中进入entity set 面板，创建名为link_mass 的 NODE SET ，如下图：29. 在图形区内选择部分节点，如下图：30. 在 global 面板中将current component 设为 link 。31. 在 1D 页面中进入rigids 面

12、板， 选择 create 子面板， 在 dependent 处选择 multiple nodes ，将全部自由度全部选中。选择主点为MASS 单元所在的节点，选择从点时在弹出菜单中选择 by set，并选择在28 步中创建的节点集link_mass。点击 create后创建出如下图所示的单元。32. 在永久菜单选择card 面板，将操作对象切换为elems，在图形区中选择该连接单元，点击 edit。33. 在 card image 中设定这个连接单元的属性，激活 Influence Radius 和 Weighting_method ，将前者设为1000，将后者设为UNIFORM 。设定完毕后

13、点击return 退出。34. 在永久菜单disp 面板中打开所有单元的显示。35. 按下 F5，点击 unmask all。恢复模型视图。有限元建模完毕。三边界条件的设定1. 定义接触，在宏菜单中进入abaqus界面，使用contact manager。2. 在 Interface 标签下点击New, ，给定接触的名称为general contact，选择接触类型为general contact。点击 create.。3. 在 card image 中激活 Contact_Inclusions 选项，同时激活All_Element_Based 选项。将所有网格定义为自动接触。4. 点击 re

14、turn 退出，在contact manager 中点击 close 关闭接触定义。5. 进入 step manager，选择 initial condition ，点击 edit.。6. 选择 Boundary，点击 New.，创建一个新的loadcol，为其取名为constraint。7. 选择这个loadcol ，菜单右边会出现创建约束所需要的工具，选择 Define。在其中定义一个位移约束，选择Nodes or Geometry 方式，点击按钮“Define from constraints panel” 。8. HyperMesh 自动进入constraints 面板，同时自动移藏s

15、tep manager的界面以避免图形的干扰。在 create子面板中通过by id 方式选择ground 的参考点。选择约束所有自由度，点击create。点击 return 后自动回到step manager界面。9. 仍然在 Initial condition 中选择 Boundary-velocity ，点击 New.，创建一个新的loadcol，为其取名为initial_velocity 。该 loadcol 被用来定义box 的下落速度。10. 选择这个loadcol，菜单右边会出现创建约束所需要的工具，选择Define 。将 type 设为velocity 。选择 node set

16、 方式。11. 点击下面的” Create/Edit set.”按钮， HyperMesh 自动进入entity set 面板，将操作对象设为 nodes，为这个 node set起名为 set_velocity ，通过 by collector 方式选择box 和 chargo 两个 component 中的所有节点。点击create 创建完毕后点击return 退出。回到step manager 界名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - -

17、 - - - - - 面。12. 在 node set选项下面点击下拉菜单，选择上一步创建的node set， 点击右侧右箭头按钮。并在右侧输入初始速度的方向和大小，在 1st dof 下输入 2， 在 magnitude 下输入 -10 (mm/ms) 。创建完毕后点击update。13. 点击 close 结束 initial condition的定义。14. 在 step manager首页上点击New, 创建一个新的step，设定名称为Drop down 。15. 在 Title 中给定名称Box dropping down ，点击 update。(Optional) 16. 在 Pa

18、rameter中激活 name 和 Nlgeom 选项，将Nlgeom 几何非线性选项设为yes。点击update。17. 在 Analysis procedure 中将 Analysis type 设为 dynamic， 在 dataline 中设定总的计算时间50(ms)。点击 update。18. 打开 Distributed loads，选择 DLOAD ，点击 New.创建一个新的loadcol 用来设定重力加速度。为其起名为gravity 。19. 选中这个loadcol， 在右侧的Define 面板下将Type 设为 gravity ， 选择 Element sets 方式，分别

19、从下拉菜单中选中box 和 chargo 两个 elem set(即 component)，点击右箭头按钮将这两个 ELSET 设定到右侧的表格中，并分别设定重力加速度的大小和方向，其中magnitude 均设为 -9.8e-3，并将 comp2 设为 1。设定结束后点击update。20. 在 Interface controls 中选择general contact，在右侧的表格中激活对应于general contact(在本节第4 步中创建的接触定义)的 status。 (Optional) 21. 定义输出请求，在output request 中选择ODB file。点击New, 创建

20、一个新的output block，为其起名为output。22. 选择上一步中创建的output， 在右侧的菜单中进入output 面板，激活 output、 Node Output和 Element Output 选项。23. 在 output 选项右面的下拉菜单中选择field 。激活 Time marks 和 Number interval 选项，并将前者设为yes，为后者赋值为20，即向 odb 文件中写入20 增量步，点击update。24. 进入Node Output 面板，激活Variable 选项，从下拉菜单中选择Preselect，在下面Displacement 和 Velo

21、city 中分别激活U 和 V。点击 Update 按钮。25. 进入 Element Output 面板，激活 Elset 选项，从下拉菜单中选择box， 激活 Stress中的 S，设定后点击Update。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -