Abaqus基础操作之——后处理虚化显示

日常中我们遇到的多数产品是属于装配体，即由多个物体组合而成，它们之间可用螺栓连接，铆钉连接，过盈配合等方式进行组合的。对于我们仿真计算而言部件之间是存在一定非线性行为，如螺栓连接后的产品就存在状态非线性，采用复合材料就属于材料非线性。在振动的仿真中，模态计算是属于基础求解问题，当前多是基于线性摄动方法进行解耦计算，不论是ABAQUS、ANSYS、Optistruct还是Nastran都是基于这样的基本理论进行模态计算的，也就是说当前的模态计算是无法处理非线性系统的模型，只会将非线性设置无效化或转为线性设置等。我们都知道计算模态的结果是为了获得产品计算模型的固有频率和与频率相对应的模态振型，因此相关的常见公式为：由公式里的参量可知，与物体固有频率相关的有物体本身刚度和质量，根据该公式可以对产品的固有频率进行升高或降低。而本次主要涉及的内容是预应力对模型模态的影响，也就是在相同模型下增加预应力力，进而影响的参量为刚度K。以一薄板件为例，分别对无预紧力和有预紧力状态下进行模态计算的比对。如下图所示，夹持红色矩形框作为边界约束，对八个孔用螺栓连接。取其中一阶模态振型有明显差别的结果作比较。可以看出有无预紧力在部件边缘的位移形状会有所不同，对上方的钣金上下振型也会有所影响。螺栓预紧力对模型的影响就是增加预应力，在螺栓附近区域增加一定的刚度，在线性计算中两个钣金是分离的，仅靠螺栓杆连接在一起，在模型结果的模态变形中螺栓孔边缘会存在一定方向自由度的移动，而增加预应力之后紧贴在一起的边缘区域并不会有很大的错动。有预紧力比无预紧力的模型计算得到的频率会高出一些，如下图对比结果所示，在较低频率下差值并不明显，但在较高频率下差距越来越大。 不仅仅是螺栓预紧力，还有像结构里的预拱，焊接后的热变形，挤压空间等都存在一定的预应力，改变的是局部结构的刚度k，对模态计算必定存在一定影响。虽然预应力对模态有一定影响，但并不是所有模型都要通过使用预应力来增加刚度，从静态分析的非线性计算角度而言，其计算代价是十分巨大的，在大模型中的非线性收敛模型调整上是需要花费特别长的时间，学习研究上可以在此多下功夫进行模型处理。在精度允许范围下使用线性计算也是合理的，可以尝试通过增加一些连接等其他方式来增加局部刚度，再与模态测试结果进行比对校验模型，满足工程应用的精度要求即可。来源：一起CAE吧