完整word版abaqus612典型实例分析文档格式.docx
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300
314
325
390
438
505
527
应变
0.0000
0.0309
0.0409
0.0500
0.1510
0.3010
0.7010
0.9010
注：
本例中的单位制为：
ton，mm，s。
3■案例详细求解过程
本案例使用软件为版本为abaqus6.12各详细截图及分析以该版本为准。
3.1创建部件
（1）启动ABAQUS/CAE，创建一个新的模型数据库，重命名为Thecrashsimulation，保存模型为Thecrashsimulation.cae
（2）通过导入已有的*IGS文件来创建各个部件，在主菜单中执行【File】
—【Import】—【Part】命令，选择刚刚创建保存的的bumper_asm.igs文件，弹出［CreatePartFromIGSFile】对话框如图3.1所示，根据图3.1所示设定【RepairOptions］的相关选项，其它参数默认，单击【Ok】按钮，可以看到在模型树中显示了导入的部件bumper_asm。
图3.1CreatePartFromIGSFile对话框
（3）从【Module］列表中选择【Part】，进入【Part】模块，通过鼠标左
键选择模型树中模型Parts
（1）下面的bumper_asm部件，并单击鼠标右键选择
Copy命令，弹出【PartCopy】对话框如图3.2所示，在【PartCopy】对话框提示区中输入bumper，并在【CopyOptions】中选择【Separatedisconnectedregionsintoparts］选项，单击【Ok】按钮完成导入几何模型四个部件的分离，这时我们可以看到模型树上模型Part
（1）下有五个部件，分别为bumper_asmbumper_1、bumper_2、bumper_3和bumper_4,选择bumper_asm部件单击鼠标右键并选择Delete命令删除此部件，此时模型Parts
（1）下只剩下了四个部件，分别为
bumper_1、bumper_2、bumper_3和bumper_4，将部件bumper_1、bumper_2、bumper_3和bumper_4分别对应更名为wall（刚性墙）如图3.3所示、bumper
（保险杠）如图3.4所示、plane（平板）如图3.5所示和rail（横梁）如图3.6所示。
Copybumperto:
bumper
CopyOptions
ECompressfeatures（geometrypartsonly）匚Scalepartby
□Mirror
partaboutX-Yplane卜
Separatedisconnectedregionsintoparts
OK
Can匚亡I
图3.2PartCopy对话框
图3.3部件wall（刚性墙）模型图
1.与plane连接部位
图3.4部件Bumper（保险杠）的模型图
1与部件bumper连接区域2.与部件rail连接区域
图3.5部件plane（平板）模型图
1•与部件bumper连接区域
图3.6部件rail（横梁）模型图
3.2定义材料属性
（3）
（1）从【Module】列表中选择【Property】，进入【Property】模块，单
击工具箱中（CreateMaterial），弹出【EditMaterial】对话框，输入材料名称
Material-wall，执行【General】—【Density］，输入材料密度7.83E-9,执行
【Mechanical】—【Elasticity】—【Elastic】，输入弹性模量2.07E3,泊松比0.28,单击【OK】按钮，完成材料Material-wall的定义；
继续创建另外一种材料，材
料名称为Material-bumper-plane-rail（三种材料的参数数据是完全一样的），执行【General】—Density,输入材料密度7.83E-9,执行【Mechanical】—【Elasticity]—【Elastic],输入弹性模量2.07E3,泊松比0.28,执行【Mechanical】—】Plasticity]—【Plastic】，输入如图3.7塑性数据，单击【OK】按钮，完成材料Material-bumper-plane-rail的定义。
Data
YieldStress
PlaUicStrain
1
2
3
0-0409
4
0,05
5
0.151
6
43S
0.301
7
0701
8
0+91
图3.7塑性数据
（2）单击工具箱中（CreateSection）,弹出【CreateSectior】对话框，如图
3.8所示，创建一个名称为Section-wall的均匀壳截面，单击Continue按钮，弹出【EditSectior】对话框，如图3.8所示，在Shellthickness（壳厚度）文本框内输入1,材料使用Material-wall，为了提高运算效率我们选用默认的Simpson
积分算法，在壳体厚度方向上布置3个积分点，Section-wall的截面属性参数设
置完成后如图3.8所示；
按照上述方法继续创建另外三个截面属性，名称分别为：
Section-bumpe、Section-planeSection-rail，壳体厚度分别为12、3,材料使用Material-bumper-plane-rail,算法选用默认的Simpson积分算法，壳体厚度方向上布置3个积分点。
单击工具箱中（AssignSection）,把截面属性Section-wall、Section-bumpe、Section-plane以及Section-rail分别赋予部件wall、部件bumper、部件plane和部件rail。
截面属性被赋予成功后，部件颜色为橙黄色。
如图3.9
所示。
图3.8EditSection编辑框
图3.9被赋予截面属性的bumper部件
3.3定义装配部件
从【Module】列表中选择【Assembly】，进入【Assembly模块，单击提示区中（InstaneePart，在弹出的【CreateInstance］对话框中依次选中部件wall、部件bumper、部件plane和部件rail，单击【OK］按钮，创建了各个部件的实例，其中各个实例已经按照默认位置装配完成，各个实例最终装配模型如图3.10
XRP1
图3.10整体装配模型
3.4定义网格划分
（1）从【Module】列表中选择【Mesh】，进入【Mesh】模块，环境栏中
Object选择Part：
wall，单击工具箱中（SeedPar），弹出【GlobalSeedS对话
框，输入Approximateglobalsize：
30，其它参数设置选择默认，单击【OK】按钮，完成种子的设置；
单击工具箱中（AssignMeshControls），根据信息区提示
选择整个部件Part-rigid-plane，单击【Done］按钮，弹出【MeshControls】对话框，ElementShape栏中选择单元形状为Quad,Technique栏中选择Free，单击【OK】按钮；
单击工具箱中（AssignElementType），选择Explicit、Linear、
Shell，即选择四边形减缩壳体单元S4R；
单击工具箱中（MeshPart），单击提
示区【YeQ按钮，完成部件wall的网格划分。
戈扮好的网格如图3.11所示。
图3.11部件wall的网格划分
（2）从环境栏中Object选择Part:
bumper,单击工具箱中（SeedPart）,
弹出【GlobalSeedS对话框，输入Approximateglobalsize：
15，其它参数设置选择默认，单击【OK】按钮，完成种子的设置，执行【SeedEdgd—【Biased命令，用鼠标左键选择如图3.13所示左边的两条曲线，选择时鼠标尽量靠近图示箭头指向曲线的一半区域，单击信息提示区的【Done］按钮，在信息提示区
输入Biasratio（>
=1）:
2.0，回车，输入种子数为20，单击【Done］按钮；
继续执行【SeedEdgei—【Biased］命令，用鼠标左键选择如图3.13所示右边的四条曲线，注意箭头指向方向，单击信息提示区的【Done］按钮，在信息提示区
=1）:
3.0，回车，输入种子数为4,单击【Done］按钮完成种子设置。
单击工具箱中（AssignMeshControls），根据信息区提示选择整个部件bumper，单击【Done］按钮，弹出【MeshControls］对话框，设置如图3.12所示，单击【0K］按钮。
单击工具箱中（AssignElementType），选择Explicit>
Linear、Shell，即选择四边形减缩壳体单元S4R；
单击工具箱中（MeshPart），
单击提示区【YeQ按钮，完成部件bumper的网格划分。
ElementShape
QQuadQuad-dominatedTri
Algorithm
■mIni■■■Lh11mi■isadSubIAnai■iJU
0^Medialaxis!
k...«
...u»
...u—“
Defaults
（3）
从环境栏中Object选择Part:
plane,单击工具箱中（SeedPart,弹出【GlobalSeedg对话框，输入Approximateglobalsize：
15，其它参数设置选择默认，单击【OK】按钮，完成种子的设置；
单击工具箱中（AssignMeshControls），根
据信息区提示选择整个部件Part-rigid-plane，单击【Done］按钮，弹出【Mesh
Controls］对话框，设置如图3.12所示，单击【0K］按钮；
单击工具箱中（Assign
ElementType），选择Explicit>
Linear、Shell，即选择四边形减缩壳体单元S4R；
单击工具箱中（MeshPart），单击提示区【YeSI按钮，完成部件plane的网格
划分，按照如同部件plane网格划分参数的设定完成部件rail的网格划分。
（4）从环境栏中Object选择Assembly,单击工具箱中（VerifyMesh）,框选整个分析模型（包括四个部件），单击提示区中【Done］按钮，弹出【VerifyMesh］对话框，在Type栏中选择AnalysisChecks,单击【Highlight］按钮，可以统计整个分析模型各个实例的网格信息如下所示：
Partinstanee:
bumper-1Numberof
elements:
1518,Analysiserrors:
0（0%）,Analysiswarnings:
0（0%）Partinstanee:
plane-1Numberofelements:
120,Analysiserrors:
0（0%）,Analysiswarnings:
rail-1Numberofelements:
204,Analysiserrors:
wall-1Numberofelements:
425,Analysiserrors:
0（0%）通过分析模型的网格分析检查所知，各实例模型网格质量没有警告和错误信息。
其检查结果如图3.14所示。
图3.14网格质量检查
3.5定义接触
（1）从Module列表中选择Interaction，进入Interaction模块，执行
【Interaction］—【Property］—【Create］命令，或者单击工具箱中（Create
InteraetionProperty），在弹出的【CreateInteractionProperty］对话框中输入接触属性名称IntProp-nofric，Type选择Contaet,单击【Continue］按钮，进入【Edit
ContactProperty对话框，接受该属性的所有默认设置，定义了一个无摩擦接触属性。
第十二步执行【Tools】—【ReferencePoint命令，在图形窗口选择实例wall的任意一个角点，创建一个参考点RP-1。
执行【Tools】—【DisplayGroup］—【Create］命令，弹出【CreateDisplayGroup］对话框，如图3.15所示，选择Partinstancesbumper-1，单击【Replace］按钮，图形窗口界面只显示了实例bumper。
执行【Constraint］—【Create］命令，或者单击工具箱中（Create
Constraint）,弹出【CreateConstraint］对话框，输入Name：
Constraint-rigid-wall，选择Type：
Rigidbody，单击【Continue］按钮，弹出【EditConstraint］对话框，如图3.16所示，Regiontype中选择Body（element9，单击右部的【Edit］按钮，在图形窗口中选择实例wall的全部，单击提示区中【Done］按钮，返回
【EditConstraint］对话框，单击ReferencePoint栏中Point后面的【Edit］按钮,在图形窗口选择参考点RP-1,返回【EditConstraint］对话框，单击【0K］按钮，把实例wall约束成刚体。
图3.15CreateDisplayGroup对话框
Constrainselectedregionstobeisothermal
（coupledthermak,strE5sanalysisonly）
图3.16EditConstraint对话框
（2）执行【Interaction】—【Create】命令，或者单击工具箱中（Create
Interaction），在【CreateInteraction】对话框中输入接触名称Int-wall-bumper，分析步选择Initial，接触类型选择选择Surfacc-to-surfacecontact（Explicit），单击
【Continue］按钮，根据提示区信息选择刚性墙作为主面，单击鼠标中键，根据信息提示区选择Brown颜色作为刚性墙法向方向，选择从面类型为Surface,运
用显示组命令是图形界面只显示实例bumper，选取整个实例bumper，单击鼠标
中键，选择Purple颜色作为保险杠接触的法向方向，单击鼠标中键，弹出【EditInteraction】对话框，接触属性对话框的各项设置如图3.17所示，单击【0K】
按钮，完成实例刚性墙和保险杠接触关系的设置。
Name:
Int-wall-bumperl
Type；
Surface-to-surfacecontact（Explicit）
Step：
Initial
PFirstsurface:
Surf-wall2[_/
0Secondsurface:
Surf-bumper
Kinematiccontactmethod
Mechanicaltonstraintformulation:
Slidingformulation:
Finitesliding®
Smallsliding
Clearance
In-i^lcl-ji-;
nzNotspecified
Contactinteractionproperty:
IntProp-nofric
Contactcontrols：
Weightingfactor9UseanalysisdefauhSpecify
（Default）
图3.17EditInteraction对话框
（3）执行【Constraint】—【Create】命令，或者单击工具箱中（Create
Constraint），弹出【CreateConstraint】对话框，输入Name:
Constraint-plane-bumpe，选择Type：
Tie，单击【Continue]按钮，选择主面类型为Surface,根据提示区信息选择与部件bumperTie区域”作为主面，并选择Purple颜色作为平板接触的法向方向，单击鼠标中键，完成主面定义；
根据提示区信息选择从面类型为Surface,选择与部件planeTie区域”作为从面，并选择Brown颜色作为保险杠接触法向方向，单击鼠标中键，弹出【EditConstraint]对话框，各参数设定如图3.18所示，单击【0K】按钮，完成实例plane和实例
bumper之间的焊接设定。
图3.18EditConstraint对话框
（4）按照步骤（3）的方法设定实例plane和实例rail之间的焊接。
执行
【Constraint］—【Create】命令，弹出【CreateConstraint］对话框，输入Name：
Constraint-plane-rail,选择Type：
Tie，单击【Continue］按钮，选择主面类型为Surface,根据提示区信息选择的与部件railTie区域”作为主面，并选择Brown颜色作为平板接触法向方向，单击鼠标中键，完成主面定义；
根据提示区信息选择从面类型为Surface，选择的与部件planeTie区域”作为从面，并选择Purple颜色作为横梁接触的法向方向，单击鼠标中键，弹出【EditConstraint］对话框，如图3.18所示，在Specifydistanee后面的文本框内输入5.0，单击【0K】按钮，完成实例plane和实例rail之间的焊接设定。
3.6定义分析步
（1）从Module列表中选择Step,进入Step模块，单击工具箱中（Create
Step）,弹出【CreateStep】对话框，输入分析步名称为Step-crash选择分析步类型为Genera：
Dynamic，Explicit，单击【Continue]按钮，进入【EditStep]对话框，输入分析步描述Description：
thecrashsimulationofbumpertowall，分
析步Timeperiod:
0.01，单击【OK]按钮，完成一个动态显式分析步定义，其中选项Nlgeom默认为ON。
（2）执行【Output]—【RestartRequests命令，弹出【EditRestartRequests对话框，如图3.19所示，勾选Overlay和TimeMarks下面的复选框，单击【OK]按钮，完成创建重启动要求。
ResUrtRequests
Step
IntervalsOverlay
TimeMarks
Step-crash
11?
］
［V］
a
Cancel
图3.19EditRestartRequests对话框
（3）执行【Output］—【FieldOutputRequests］—【Manager］命令，弹出【FieldOutputRequestsManage］对话框，单击【Edit］按钮，进入【EditField
OutputRequest对话框，设置Domain:
Wholemodel，Frequency:
Everyspacedtimeintervals，Interval:
20,Timing:
OutputatapproximatetimesOutputVariables：
CFORCE丄E,S,U，单击【OK］按钮，单击【Dismiss按钮，退出【FieldOutputRequestsManager］对话框。
第十九步执行【Output］—【HistoryOutput
Requests—【Manager］命令，弹出【HistoryOutputRequestsManager］对话框，单击【Edit］按钮，进入【EditHistoryOutputRequest］对话框，设置Domain：
Wholemodel，Freq
升级会员 