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Abaqus-循环对称功能应用
yunduan082
2月前
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简介
循环对称用于分析那些可以沿旋转轴分成 n 个相等子结构的结构。我们只需要分析一个子结构(称为扇区)就够了。
方法很简单:从整体结构中切出一个循环扇区。在初始步中,通过 Primary 和 Secondary 表面交界处的相互作用来定义循环对称。除了 Surface,也可以使用 Node Region/Geometry。
Primary 和 Secondary 表面交界处的网格是否完全相同并不重要,但需要注意的是,较细的连接总是分配给 Secondary 表面。
载荷有一些限制,我们将在第一个例子中详细解释。
此外,我们可以将获得的应力和变形状态传递到 360° 整体模型中,以便施加非循环对称的外载荷,例如弯曲
。
以下两个例子展示了如何应用循环对称以及它的优点。这些例子是使用 Abaqus/CAE 创建的。
例子 1
一个用外部零件夹紧的轴的完整模型显示,一个 30° 的切口是循环对称的。它可以分成 12 个循环对称的部分。我们建立了一个局部模型和一个完整模型的计算。
轴的内表面 (a) 通过 Kinematic 类型的节点耦合连接到旋转轴上的一个参考点。该参考点通过边界条件固定。
通过用螺栓力将内零件 (b) 与外零件 (c) 支撑在一起,并利用外零件在轴区域的锥度,将内零件、外零件和轴压在一起。该步骤定义为具有非线性几何的静态、通用。
完整模型
30° 扇区
对称轴的定义
这些点必须事先定义为参考点。
如果它们不属于耦合,则会在 DAT 文件中出现警告,可以忽略(未使用的节点)。
虽然实际上所有的载荷(离心力、温度……)都可以施加到扇区上,但非对称的力、力矩和位移
不能
。
它基本上应用:
Secondary Surface 的变形遵循 Primary Surface 相对于对称轴的变形。
有效的力、力矩、位移、扭转:
CF1, CM1, U1, UR1:否
CF2, CM2, U2, UR2:否
CF3, CM3, U3, UR3:是
施加的螺栓力沿 3 方向作用。
力和/或扭矩必须根据实体模型除以扇区数!
为了确定刚度,必须将反作用力/力矩乘以扇区数!
在后处理中,可以在 ODB 显示选项中将扇区扩展为完整的 3D 模型。
我们需要比较具有循环对称的模型和完整模型的计算结果。
网格划分主要使用 C3D8I 单元(螺钉除外)。由于网格划分的细微差别,单元数量相差不到 12 倍。
1/12 模型/循环对称
完整模型
von Mises 应力仅存在极小的差异。
1/12 模型/循环对称
完整模型
计算是在笔记本电脑(HP Z-Book,4 核,32 Gb RAM,支持 GPU)上进行的。计算时间和内存(CPU RAM)需求差异大于 12 倍。
1/12 模型/循环对称
完整模型
例子 2:模态分析
1/12 模型/循环对称
完整模型
对于本征模的显示,必须在 ODB 显示选项中选择此设置。
1/12 模型/循环对称(上
)
和
完整模型(下
)
值得了解
如果边界条件位于循环对称的 Secondary Surface 上,则会显示警告消息。Abaqus/CAE 会自动禁用边界条件,但用户也可以取消选择它们。
但是,在示例 1 中,Secondary Surface 节点用于节点耦合,见下图。
如果节点耦合的节点位于循环对称的 Secondary Surface 上,则会发出警告消息。Abaqus/CAE 会自动从耦合中删除这些节点,但用户也可以取消选择它们。
这里:轴内表面上的边界条件与 Secondary Surface 重叠。
来源:ABAQUS仿真世界
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首次发布时间:2025-02-19
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yunduan082
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