ABAQUS分析教程.docx

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ABAQUS分析教程

ABAQUS瞬态动力学分析

瞬态动力学分析

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-9ton/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-007ton/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

1、启动ABAOUS/CAE

[开始]

[程序]

[ABAQUS6.7-1]

[ABAQUSCAE]。

启动ABAQUS/CAE后，在出现的StartSession（开始任务）对话框中选择CreateModelDatabase（创建新模型数据库）。

2、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。

3、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’sModulus（弹性模量）：

210000，Poisson’sRatio（泊松比）：

0.3。

（2）创建截面属性点击左侧工具箱中的

（CreateSection），弹出CreateSection对话框，Category：

Solid，Type：

Homogeneous，保持默认参数不变（Material：

Steel；Planestress/strainthickness：

1），点击OK。

（3）给部件赋予截面属性点击左侧工具区中的

（AssignSection），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-007ton/mm3。

4、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

5、设置分析步

ABAQUS/CAE会自动创建一个初始分析步（initialstep），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（analysisstep），用来施加载荷。

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

（CreateStep）。

在弹出的CreateStep对话框中，在Name后输入dynamic，Proceduretype：

General；选中Dynamic，implicit，点击Continue，弹出EditStep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3CreateStep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CreateHistoryOutput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

6、定义接触

1）定义接触属性。

在Interaction模块中，点击CreateInteractionProperty图标，在CreateInteractionProperty对话框中选择contact，点击Continue，弹出EditInteractionProperty对话框。

设置Mechanical——Tangentialbehavior——Frictionless和Mechanical——Normalbehavior——Default和“Hard”contact，如图7和8所示。

图7切向接触属性

图8法向接触属性

2）定义接触。

点击CreateInteraction图标，选择Surface-to-surface（Standard）,点击Continue，mastersurface选择质量块的下表面，slavesurface选择梁的上表面，在弹出的EditInteraction对话框中点击OK。

7、定义边界条件和载荷

约束：

固定梁的左端，在Createboundarycondition对话框中选择Symmetry/Antisymmetry/Encastre,点击Continue，选择梁的左端面，在Editboundarycondition对话框中选择Encastre。

1）

loadmanager,step选择dynamic，typesforselectedforce选择gravity,如图9、10。

图9创建载荷步

图10创建载荷步

为质量块赋速度：

2）菜单Tool——Amplitude——Create，弹出CreateAmplitude对话框，输入如图11所示参数，点击OK。

图11创建载荷步

3）在Createboundarycondition对话框中选择Velocity/Angularvelocity,点击Continue，选择质量块（将梁隐藏，框选整个质量块），中键确认，弹出Editboundarycondition对话框中，设置如图12。

点击OK。

图12设置Editboundarycondition对话框

8、划分网格

在窗口左上角的Module列表中选择Mesh（网格）功能模块，分别为质量块和梁划分网格，如图13所示。

图13网格划分

9、提交分析作业

在窗口左上角的Module列表中选择Job（分析作业）功能模块。

（1）创建分析作业点击左侧工具区中的

（JobManager），弹出JobManager对话框，点击Create（创建新的作业），在Name后面输入Beam-dynamic，点击Continue，弹出EditJob对话框，各参数保持默认值，点击OK。

（2）提交分析在JobManager对话框中点击Submit（提交分析）。

看到对话框中的Status（状态）提示依次变为Submitted，Running和Completed，这表示对模型的分析已经成功完成。

点击此对话框中的Results（分析结果），自动进入Visualization模块。

四、实验结果

看到窗口左上角的Module列表已自动变为Visualization功能模块，视图区中显示出模型未变形时的轮廓图。

（1）查看位移、速度、加速度——时间曲线。

菜单Tool——XYdata——CreateXYdata对话框——ODBhistorydata——Continue——分别从列表中选择U2、V2和A2，点击Plot即可显示各自的曲线。

再通过拷屏截图，如图14所示。

图14位移——时间曲线

图15速度——时间曲线

（2）查看应力云图和位移云图