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算例丨ABAQUS瞬态动力学分析步骤图文详解

CAE仿真学社

9月前浏览8374

一、问题描述

一质量块沿着长度为1500mm的等截面梁运动，梁的材料为钢（密度

=7.8E-9 ton/mm3，弹性模量E=2.1E5MPa，泊松比

=0.3），宽为60mm，高为40mm。质量块的长为50mm，宽为60mm，高为30mm。质量块的密度

=1.11E-007 ton/mm3，弹性模量E=2.1E5MPa，泊松比

=0.3，如图5.1所示。质量块以10000mm/s的速度匀速通过悬臂梁（从固定端运动到自由端），计算梁自由端沿y方向的位移、速度和加速度。

图1 质量块沿梁运动的示意图

二、目的和要求

掌握结构的动力学分析方法，会定义历史输出步。

1）用六面体单元划分网格，厚度方向有4排网格。

2）采用隐式算法进行计算。

三、操作步骤

启动ABAOUS/CAE

[开始]

[程序]

[ABAQUS 6.7-1]

[ABAQUS CAE]。

启动ABAQUS/CAE后，在出现的Start Session（开始任务）对话框中选择Create Model Database（创建新模型数据库）。

创建部件

在ABAQUS/CAE窗口顶部的环境栏中，可以看到模块列表Module：Part，这表示当前处在Part（部件）功能模块，可按照以下步骤来创建梁的几何模型。

创建两个零件分别命名为mass（质量块）和beam（梁），均为三维实体弹性体。

创建材料和截面属性

在窗口左上角的Module（模块）列表中选择Property（特性）功能模块。

（1）创建梁材料

Name：Steel，Density：7.8E-9，Young’s Modulus（弹性模量）：210000，Poisson’s Ratio（泊松比）：0.3。

（2）创建截面属性点击左侧工具箱中的

（Create Section），弹出Create Section对话框，Category：Solid，Type：Homogeneous，保持默认参数不变（Material：Steel；Plane stress/strain thickness：1 ），点击OK。

（3）给部件赋予截面属性点击左侧工具区中的

（Assign Section），将上一步创建的截面属性赋给梁。

（4）重复步骤（1）～（4），为质量块赋截面属性。

注意：质量块的密度为1.11E-007 ton/mm3。

定义装配件

（1）Assembly模块中选中mass和beam，创建装配体。

（2）通过

按钮，移动质量块，使两零件的位置关系如图2所示。

图2 装配体位置关系

设置分析步

ABAQUS/CAE会自动创建一个初始分析步（initial step），可以在其中施加边界条件。用户还必须自己创建后续分析步（analysis step），用来施加载荷。关注公众号：CAE仿真学社，时刻学习掌握CAE/CFD模拟仿真关键技术！

具体操作方法：在窗口左上角的Module列表中选择Step（分析步）功能模块。点击左侧工具区中的

（Create Step）。在弹出的Create Step对话框中，在Name后输入dynamic，Procedure type：General；选中Dynamic，implicit，点击Continue，弹出Edit Step对话框，在Basic中设置计算总时间0.15s，如图4所示，在Incrementation中设置时间步长，如图5所示，点击OK。

图3 Create Step对话框

图4 设置计算总时间0.15s

图5 设置时间步长

设置历史输出：在菜单Tool——set（命名为set-output）——选择梁自由端的某一个顶点。

点击Create History Output图标，设置时间输出步，如图6所示，选中U2，V2，A2。点击OK。

图6 设置历史输出步

定义接触

1）定义接触属性。在Interaction模块中，点击Create Interaction Property图标，在Create Interaction Property对话框中选择contact，点击Continue，弹出Edit Interaction Property对话框。设置Mechanical——Tangential behavior——Frictionless和Mechanical——Normal behavior——Default和“Hard” contact，如图7和8所示。