仿真分析培训.pptx

Ctrl+Alt+鼠标左键旋转模型Ctrl+Alt+鼠标右键缩放模型Ctrl+Alt+鼠标中键平移模型模型操作模型操作单位一致性单位一致性SISI(mm)US UnitLengthmmminForceNN1bfMasskgT(103kg)1bf s2/inTimesssStressPaMPapsiEnergyJmJ(10-3J)in 1bfDensityKg/m3t/mm31bf s2/in4Acem/s2mm/s2 CAE CAE软件其实是数值计算软件，没有单位的概念。软件其实是数值计算软件，没有单位的概念。分析流程九步走分析流程九步走 1、几何建模、几何建模 Part 2、划分网格划分网格 Mesh 3、特性设置特性设置 Property 4、建立装配体建立装配体 Assembly 5、定义分析步、定义分析步 Step 6、相互作用相互作用 Interaction 7、载荷边界载荷边界 Load 8、提交运算提交运算 Job 9、后处理后处理 Visualization1 1、几何建模、几何建模 PartPart 导入导入PartPart Pro/E等CAD软件建好的模型后，另存成iges、sat、step等格式；然后导入Abaqus可以直接用。推荐采用推荐采用stepstep格式文件导入！格式文件导入！创建创建PartPart 如同其他CAE软件，Abaqus的建模功能有限，只适合建立简单Part，如跌落分析中的地面等。特征修改、删除等，很少用到Part模块专有线、面、体分割工具，辅助网格划分基准点、线、面及坐标系等小面修复等，辅助网格划分备注：如果按钮右下方有小黑三角，左键按住该按钮不放，可展开其他类似功能，向右移动鼠标即可切换功能。如：创建新创建新PartPartModeling Space三维立体模型、二维平面模型、轴对称模型Type部件类型：可变形体、离散刚体、解析刚体（为接触分析提供刚性表面）、欧拉体Shape部件形态：点线面体，随Modeling Space和Type不同而不同Type建模方式：拉伸、旋转、扫略截面的大致尺寸，便于建模创建新创建新PartPart之刚性地面1Namerigid-floorModeling Space2D PlanarTypeAnalytical rigidApproximate size200创建新创建新PartPart之刚性地面2如左图，画一个100X100的正方形，来模拟刚性地面。点击鼠标中键或 点击按钮 ，完成。200PartPart管理器管理器 Part管理器的功能完全可以在窗口左侧模型树的右键快捷菜单实现。创建新Part，功能同复制Part重命名Part，便于管理删除Part锁定及解锁Part，锁定后Part将不能被修改修正Part退出 现以Extrude为例说明如何Create Solid：1、选择草绘平面 2、为草绘平面定向 3、草绘截面 4、设置拉伸深度及拉伸方向等Create SolidCreate Solid Create Solid的方法依次为：Extrude、Revolve、Sweep和Loft。现以From solid为例说明如何Create Sshell：1、选择要生成Face的体，操作完成后体将被删除，只保留表面。Create ShellCreate Shell Create Shell的方法依次为：Extrude、Revolve、Sweep、Loft、Planar、From solid和Remove face。现以Planar为例说明如何Create Wire：1、选择草绘平面 2、为草绘平面定向 3、草绘WireCreate WireCreate Wire Create Wire的方法依次为：Planar、Point to Point和Spline。Create Cut与Create Solid类似。现以Circular hole为例说明如何Create Cut：1、选择孔的类型：通孔或盲孔 2、选择草绘平面 3、确定孔的方向（Flip反向）4、选择基准边，并指定距离 5、设置孔的直径Create CutCreate Cut Create Cut的方法依次为：Extrude、Revolve、Sweep、Loft和Circular hole。现以Create Round or Fillet为例说明如何倒圆角：1、选择要进行倒圆角的边（按住Shift，左键拾取可 进行多选）2、指定圆角半径倒角倒角 Create Round or Fillet倒圆角与Creaste Chamfer倒直角。Repair Small Faces通常用于简化模型，如去倒角 1、选择要去掉的小面（按住Shift，左键拾取可 进行多选）去倒角去倒角 Repair Small Faces可以理解为去除小面。2 2、划分网格、划分网格 Mesh Mesh Partition分割，化复为简拓扑修改，该省就省网格控制网格密度网格划分网格质量检查MeshMesh特征修改、删除等，很少用到Mesh模块专有线、面、体分割工具，辅助网格划分基准点、线、面及坐标系等拓扑修改等，辅助网格划分Partition CellPartition Cell定义切割平面的方法：一点一法线三点一点一边（点要在边上，该边垂直于定义的切割平面）Define Cutting PlanePart里只有一个Cell，直接选好切割平面即可完成Partition操作；当Part里的Cell超过1个时，还要选择被切割体。Part可以被切割成若干个Cell。Partition CellPartition Cell选择作为切割平面的基准面 Use Datum PlanePartition CellPartition Cell选择作为切割平面的实际面 Extend FacePartition CellPartition Cell通过拉伸或扫略形成切割面1、选择被拉伸或扫略的边2、指定方向进行拉伸或指定沿某边进行扫略 Extrude/Sweep EdgesPartition CellPartition Cell通过选定边界形成切割面1、确定选择边还是顶点2、选择边界3、点击鼠标中键或点击 完成Partition。Used N-sided PatchPartition CellPartition Cell对体的表面进行草绘切割 Sketch Planar PartitionVirtual TopologyVirtual TopologyCombine Faces合并面 按住Shift，依次拾取2个以上的面Combine Edges合并边 按住Shift，依次拾取2个以上的边Ignore Entities忽略特征 拓扑结构修改Mesh ControlsMesh Controls 体网格控制三维模型单元形状：Hex仅包含六面体单元Hex-dominated六面体单元为主，楔形单元为辅Tet仅包含四面体单元Wedge仅包含楔形单元Seed PartSeed Part 全局网格尺寸指定Seed EdgeSeed Edge 指定边上网格数量1、选取要单独设置网格密度的边2、指定边上网格数量Seed EdgeSeed Edge 指定边上网格尺寸1、选取要单独设置网格密度的边2、指定边上网格尺寸Seed MeshSeed MeshSeed Edge：Biased设置边上网格密度渐变Delete Part Seeds去除Part密度设置Delete Edge Seeds去除边密度设置网格划分网格划分 Mesh Part，即整体划分网格Mesh Region，即局部划分网格Delete Part Mesh，即删除整体网格Delete Region Mesh，即删除局部网格网格质量网格质量选择已划好网格的Parterrors数保证为0，warnings数量越少越好。1 12 23 33 3、特性设置特性设置 PropertyProperty 特性设置特性设置特征修改、删除等，很少用到Property模块专有Partition已讲，见Mesh部分基准点、线、面及坐标系等定义材料属性创建截面属性分配截面属性定义材料属性定义材料属性密度杨氏模量泊松比2 21 15 53 34 4材料管理器材料管理器 Material管理器的功能完全可以在窗口左侧模型树的右键快捷菜单实现。创建截面属性创建截面属性Name：便于记忆及管理Category（种类）和Type（类型）配合起来指定截面的类型：Solid（实体），一般选择默认的Homogeneous（均匀的）。Shell（壳），包含Homogeneous（均匀的）、Composite（复合的）、Membrane（膜）和Surface（表面）等，一般默认。Beam（梁）Other（其他），即Gasket（垫圈）、Acoustic infinite（声媒耦合）等创建截面属性创建截面属性选择已建立的材料三维模型不需要设置该参数，采用默认值1即可。选择已建立的材料指定厚度2 21 13 32 2分配截面属性分配截面属性选择要分配材料的目标体选择已建立的Section未被分配截面属性的Cell呈灰色，已经正确分配截面属性的Cell呈青色，被重复分配几种截面属性的Cell呈黄色。1 12 23 34 4、建立装配体建立装配体 AssemblyAssembly 建立装配体建立装配体特征修改、删除等，很少用到Assembly模块专有Partition已讲，见Mesh部分基准点、线、面及坐标系等一个模型Model只能包含一个装配件Assembly，一个部件Part可以被多次调用来组装成装配件，定义载荷、边界条件、相互作用等操作都在 装配件的基础上进行。导入进装配体导入进装配体在Parts栏进行部件的选取（可多选）Dependent（mesh on part）默认选项。Independent（mesh on instance）耗用内存较多，生成的inp文件也较大。Create Instance实际就是将Part导入到AssemblyAuto-offset from other instances 在多次调用同一Part进Assembly时应用。线性阵列线性阵列1、选取要进行阵列的部件实体Instance2、阵列参数设置，阵列方向、数量、偏移量等Linear Pattern线性阵列线性阵列线性阵列1、选取要进行阵列的部件实体Instance2、阵列参数设置，阵列范围（）、数量、中心轴等Radial Pattern辐射阵列平移平移1、选取要进行平移的部件实体Instance2、设置平移量（终点坐标-初始坐标），可以手动输入点坐标，也可选取部件实体的点3、预览平移并确认Translate平移旋转旋转1、选取要进行旋转的部件实体Instance2、两点法确定旋转中心轴3、设置旋转角度4、预览平移并确认Rotate旋转平移到平移到1、选取要进行移动的部件实体Instance上的面2、选取固定不变的部件实体Instance上的面3、两点法确定移动方向4、输入移动后两实体相应两面的间隙距离Translate to平移到，该操作仅适用于实体模型定位定位面平行面匹配边平行边共线同轴点重合坐标系平行定位，与Translate to平移到类似合并合并/剪切剪切合并Merge/剪切Cut来生成新Part部件实体部件实体Part instancesPart instances的显示控制的显示控制Replace在区域3选择部件后，点击此按钮，则仅显示选中的部件。Add在区域3选择部件后，点击此按钮，则选中的部件被显示，已经显示的部件仍显示。Remove在区域3选择部件后，点击此按钮，则选中的部件被隐藏。1 12 23 34 45 5、定义分析步定义分析步 StepStep 定义分析步定义分析步Step模块专有Partition已讲，见Mesh部分基准点、线、面及坐标系等定义分析步定义分析步通用分析步GeneralDynamic，Explicit显式动力学分析Static，General线性或非线性静力学分析线性摄动分析步Linear perturbation静力学分析静力学分析Static，General线性或非线性静力学分析 几何非线性的特点是结构在载荷作用过程中产生大的位移和转动。如板壳结构的大挠度，此时材料可能仍保持为线弹性状态，但是结构的几何方程必须建立于变形后的状态，以便考虑变形对平衡的影响。Description：简单描述，便于记忆管理。Time period：静力学问题，采用系统默认值1即可。Nlgeom：是否考虑几何非线性。Automatic stabilization：局部不稳定问题（局部屈曲、表面祛皱）的处理，即施加阻尼。静力学分析静力学分析Static，General线性或非线性静力学分析Type：选择时间增量的控制方法，默认Automatic即可。Maximum number of increments：增量步的最大数目。Increment：初始时间增量、最小时间增量和最大时间增量。静力学分析静力学分析Static，General线性或非线性静力学分析Method求解器 Direct适用于大多数分析，Iterative对于大模型分析较快Matrix storage矩阵存储方式 默认即可选择求解方法Full Newton完全牛顿法 默认，适用于大多数分析。Quasi-Newton准牛顿法 雅克比矩阵对称且在迭代过程中 变化不大时，能加快收敛。Contact iterations接触迭代法 对于几何线性、小滑动、无摩擦 的静力学问题特别有效。显式动力学分析显式动力学分析Dynamic，Explicit显式动力学分析Time period：对于动力学问题，此处的时间是指实际时间。显式动力学分析显式动力学分析Dynamic，Explicit显式动力学分析Unlimited，默认选项，即不限制时间增量的上限。Global，默认选项。Element-by-elements，趋于保守，得到的 稳定时间增量总是小于整体估算法。显式动力学分析显式动力学分析Dynamic，Explicit显式动力学分析显式动力学分析显式动力学分析Dynamic，Explicit显式动力学分析线性体积粘度参数，默认值0.06即可二次体积粘度参数，默认值1.2，仅适用于连续实体单元和压容积应变率时。6 6、相互作用相互作用 Interaction Interaction 定义相互作用定义相互作用特征修改、删除等，很少用到Interaction模块专有Partition已讲，见Mesh部分基准点、线、面及坐标系等设置接触属性设置接触属性在定义接触之前，需要先定义相应的接触属性（摩擦特性、阻尼等）设置接触属性设置接触属性Tangetial Behavior用于定义摩擦系数等摩擦属性Frictionless：默认不考虑摩擦Pentalty：主要用于定义摩擦系数定义接触定义接触Static，GeneralDynamic，Explicit定义定义Surface to surface contanctSurface to surface contanct（StandardStandard）4、选择已经定义的接触属性1、选择主面2、选择从面的类型，直接点击鼠标中键或点击Surface3、选择从面面面接触对包含一个主面和一个从面，如果接触对由一刚性面和一可变形面组成，则定义刚性面为主面。定义定义General contactGeneral contact（ExplicitExplicit）选择已经定义的接触属性定义约束定义约束约束类型：Tie绑定、Rigid body刚体、Display body显示体、Coupling耦合等定义定义TieTie约束约束1、选择主面类型为Surface2、指定主面3、选择从面类型为Surface4、指定从面Position Tolerance：位于该公差以外的从面节点将不会被绑定。默认Use Computed default，若主从面间距较大应考虑Specify distance。Tie约束用于将两个区域（面区域或节点区域）绑定在一起。定义参照点定义参照点建立参照点，刚性面的固定一般需要借助参照点实现。选取模型上的实际点或直接输入坐标都可建立参照点。7 7、载荷边界载荷边界 LoadLoad 定义载荷边界定义载荷边界特征修改、删除等，很少用到Load模块专有Partition已讲，见Mesh部分基准点、线、面及坐标系等定义边界定义边界1 12 23 34 4定义位移/旋转边界（其余类似）选择要设置边界的体（或面或边或点）定义初始状态定义初始状态定义初始时刻的速度1 12 23 34 4选择要定义初始速度的体（或面或边或点）定义载荷定义载荷特征修改、删除等，很少用到8 8、提交运算、提交运算 J Jobob 创建运算任务创建运算任务Memory用于指定分配到分析中的内存，视硬件资源而定。Abaqus/Standard memory policy当分配的内存大于实际分析所需的内存，多余内存的使用设置。Minimum：闲置Moderate：该选项通常能自动提供合理的内存使用，建议采用此默认设置Maximum：将多余内存都用于存储临时文件创建运算任务创建运算任务Parallelization用于并行运算的设置Use multiple processors设置用于分析的处理器数目，默认值为1，即不使用并行运算。提交运算提交运算进入Job管理器后Submit提交运算Monitor查看运算状况Results进入后处理模块，查看计算结果9 9、后处理、后处理 VisualizationVisualization 后处理后处理动画模型显示坐标系图表相关剖面相关控制选项进入后处理模块的方法后处理后处理变形量的比例系数控制模型着色方式，类似Pro/E边的显示方式后处理后处理变形量的比例系数控制显示无变形模型显示变形后的模型依次为：在变形后的模型上 在变形前的模型上 在变形前后的模型上显示云图 显示云图 显示云图云图显示设置云图显示设置控制是否显示极值点的位置云图显示设置云图输出设置云图输出设置控制云图输出的内容可以设置输出为应力云图、应变云图、位移云图、能量云图等动画观察动画观察保存动画观看动画剖面观察剖面观察基础剖面（三选一）以剖面形式观看更改剖面的位置1010、案例分析、案例分析 模型导入模型导入导入几何模型bsd_asm.stp2 21 13 34 4网格划分网格划分进入Mesh模块切换到部件bsd-asm-1设置全局网格密度为2 2 21 13 34 4设置厚度方向的网格个数为3网格划分网格划分完成网格划分进行网格质量检查2 21 13 34 4选取已经划好网格的部件，并点击鼠标中键确认点击Highlight，并在窗口下部查看网格质量报告5 5网格划分网格划分切换到部件bsd-asm-22 21 1进行Partition操作，将原复杂Part切割为下图若干个简单Cell设置全局网格密度为2 完成网格划分进行网格质量检查3 3网格划分网格划分切换到部件bsd-asm-32 21 1进行Partition操作，将原复杂Part切割为下图若干个简单Cell设置全局网格密度为2 完成网格划分进行网格质量检查3 3定义材料定义材料进入Property模块1 1定义3种材料，见下表2 2定义截面属性定义截面属性对应3种材料，建立3种Section1 1默认2 23 3选择已建立的材料分配截面属性分配截面属性为各部件Part指定截面属性1 1已被分割成若干Cell的Part，要借助Shift或框选来选取多个Cell。2 2导入装配件导入装配件进入Assembly模块1 1将3个部件导入到装配件中，位置在CAD软件已定位好，不必进行其他操作2 2借助Shift或Ctrl与鼠标组合进行全选建立分析步建立分析步进入Step模块1 1建立分析步，其实就是确定分析类型，默认Static,General2 2设置初始时间增量0.1和最大时间增量0.2，其余默认3 3建立建立TieTie约束约束进入Interaction模块1 1建立Tie约束2 2建立建立TieTie约束约束选择主面，见右图1 12 23 34 4选择从面，见右图隐藏部件bsd-asm-1建立边界（板端固定）建立边界（板端固定）进入Load模块1 1建立边界（位移固定）2 2选择固定端，见右图3 34 4约束全部自由度施加重力载荷施加重力载荷1 1施加重力载荷2 23 3重力加速度9810点击，然后框选整个模型创建作业任务创建作业任务进入Load模块1 1创建作业任务2 2分配分析所用内存，其余默认3 3提交运算提交运算进入Job管理器1 1提交运算2 2运算结束后，进入后处理模块3 3后处理显示设置后处理显示设置显示设置1 1应力云图应力云图显示1 1位移云图结果调用1 12 2