理解几何非线性分析 - 从晾衣服开始？

Abaqus/Standard和Explicit求解器以其解决一系列力学仿真场景的综合功能而闻名，尤其是求解非线性时。在力学环境中，非线性可能来自模型变形时几何刚度的变化、材料响应或“边界非线性”，这（通常）表现为零件之间的接触状态模拟的装配体的形状会随着求解过程而变化。 在 Abaqus 的最近几个版本中，投入了大量的开发工作来缩小 Abaqus 中用于定义和跟踪接触的传统“接触对”方法与“通用接触”方法之间的功能差距，后者始于 Abaqus/Explicit，但已随着时间的推移迁移到 Abaqus/Standard。随着功能、鲁棒性和整体性能的提高，“常规接触”越来越成为指定接触交互属性的首选方法，然后将其留给求解器来计算何时应用它们是最有效的方法，因为解决方案继续进行。 对于此类改进的示例，请考虑定义梁单元和相邻表面之间的接触的情况。在此工作流程中，历史上处理与梁单元接触的最可靠方法是使用节点到表面的交互，其中基于节点的表面是由底层梁单元形成的：它有效，但完全忽略了形状应用于梁单元的截面。然而，很长一段时间以来，用户还能够使用“外接圆形”轮廓将截面的接触表面近似为均匀的杆状轮廓：更好，但仍然不理想，特别是考虑到丰富的可以在 Abaqus 中定义的内置截面轮廓。 从 Abaqus v2023 开始，用户可以要求解算器使用分配给梁单元的精确轮廓来定义与相邻实体的接触面，这是一个很大的改进。用户不再需要在 2D 或 3D 中对非圆形形状进行网格划分来创建接触面，这一切都可以在 1D 中完成分析。更好的是，在 GUI 或关键字选项中配置常规接触时，只需单击一个按钮即可激活此功能，如下所示。 图 1 – 通用接触精确梁横截面激活选项 所有这些都在下面的示例中汇集在一起，其中具有六边形轮廓的梁单元在非常不均匀的表面上滚动。可见的六边形形状是在底层梁单元上以几何方式渲染的定义轮廓，以便能够看到正在发生的情况。此外，如上所示，在实体之间的交互处，启用了“一般接触”和“梁横截面分配”选项。在这种情况下，一个通用接触“所有外部”定义只需点击几下按钮即可（真正）处理所有这些复杂性。 图 2 – 包括激活的精确梁横截面选项的通用接触模型示例为了说明这会产生机械上正确的响应，链接图显示了梁线上的一个节点由于相邻主体的轮廓而上升和下降时的垂直位移，加上六角形的角导致梁线上的额外凸起输出。这只是 Abaqus 的功能在每个新版本中得到改进和扩展的一个例子，但还有更多。来源：ABAQUS仿真世界