悬臂梁有限元ABAQUS线性静力学分析实例分解Word格式文档下载.docx

1、材料性质：弹性模量 E 2e3 ，泊松比 0.3均布载荷： F=103N图 1-1 悬臂梁受均布载荷图1.2 启动 ABAQUS 启动 ABAQUS 有两种方法，用户可以任选一种。（1）在 Windows 操作系统中单击“开始” -“程序” -ABAQUS 6.10 -ABAQUS/CAE 。（2）在操作系统的 DOS 窗口中输入命令： abaqus cae。启动 ABAQUS/CAE 后，在出现的 Start Section（开始任务）对话框中选择 Create Model Database。1.3 创建部件在 ABAQUS/CAE 顶部的环境栏中，可以看到模块列表： Module ： Pa

2、rt，这 表示当前处在 Par（t 部件）模块，在这个模块中可以定义模型各部分的几何形体。 可以参照下面步骤创建悬臂梁的几何模型。（1）创建部件。对于如图 1-1 所示的悬臂梁模型，可以先画出梁结构的二 维截面（矩形），再通过 拉伸得到。单击左侧工具区中的（ Create Part） 按钮，或者在主菜单里面选择Part-Create，弹出如图 1-2 所示的 Create Part对话框。图 1-2 Create Part对话框在 Name（部件名称）后面输入 Beam， Modeling Space（模型所在空间）设 为 3D，Shape选择 Solid（实体），Type采用默认的 Extr

3、usion，在 Approximate size 里面输入 300。单击 Continue.按钮。注意：如果无法输入字符，原因可能是当前正处于中文输入法的状态，应 切换到英文输入法。（2）绘制矩形。 ABAQUS/CAE 自动进入绘图环境，左侧的工具区显示出 绘图工具按钮，视图区内显示栅格， 视图区正中两条相互垂直的点划线即当前二 维区域的 X 轴和 Y 轴。二者相交于坐标原点。选择绘图工具箱中的 工具，窗口提示区显示 Pick a starting corner for the rectangle-or enter X,Y（选择矩形的一个角点，或输入 X,Y 的坐标），如图 1-3 所 示。

4、图 1-3 输入点坐标 输入矩形的第一个点得坐标为（ -100,10），移动光标选择与该店相对的点得 坐标为（ 100，-10），单击鼠标左键，矩形就画出来了。如果在绘制过程中操作有误，可以单击绘图工具箱的撤销工具 来撤销上 一步操作，也可以使用删除工具 来删除错误的几何图形，具体操作步骤入校 所示。a 单击绘图工具箱中的删除工具 。b 在所绘图形中选择要删除的线或者图形， ABAQUS/CAE 以红色高亮显示 被选中的对象。提示：如果想删除多个对象，可以在单击此对象的同时按住 Shift 键，或者 按住鼠标左键不放，在视图区中画出一个矩形框，选中矩形框中的对象。如果 想取消对某对象的选择，可

5、以在单击此对象的同时按住 Ctrl 键。c 在视图区单击鼠标中键，或者单击提示区中的 Done 按钮，结束对删除工 具 的使用。d 根据需要，重复 a、b、c 步骤。 注意：在确认结束某一步操作的时候，一般总是在视图区中单击鼠标中键，或者单击窗口底部提示区的 Done 按钮（完成），一下不再赘述。（3）由于前面操作中，已经选择了 Extrusion 类型，在上一步退出后，ABAQUS 即弹出“编辑基本拉伸”对话框。在该窗口中，输入拉伸尺寸 30，如图 1-4 所示。然后单击 OK 按钮，视图区就出现了悬臂梁的结构图，如图 1-5 所 示。图 1-4 “编辑基本拉伸”对话框图 1-5 形成的悬臂

6、梁结构图4）保存模型。在下一步之前，单击窗口顶部工具栏中的 按钮来保存所建立的模型。键入希望保存的文件名， ABAQUS/CAE 会自动加上后缀 .cae。用 户还可以在主菜单中选择 File-Save 对所建立的模型进行保存操作。此处把该部 件取名为 beam。说明： ABAQUS/CAE 不会自动保存模型的数据，用户每隔一段时间自己保 存模型。如果由于意外造成系统死机或者无法自动退出 ABAQUS/CAE ，下次启 动时就会显示自动恢复的对话框， 选择 Yes 就可以自动恢复尚未保存的数据， 但 是有时会因为恢复文件中存在错误， 出现自动恢复失败， 所以建议用户养成经常 保存模型的习惯。1

7、.4 创建材料和截面属性在窗口左上角 Module（模块）列表中选择 Property（特性）功能模块，按照 以下步骤来定义材料。（1）创建材料。单击工具区左侧的 （ Create Material）按钮，或者在主菜单中选择 Material-Create，弹出 Edit Material 对话框（也可以双击左侧模型树 中的 Material 来完成此操作），如图 1-6 所示。图 1-6 Edit Material 对话框在 Name（材料名称）后面输入 Steel，单击此对话框中的 Mechanical（力学 特性）-Elasticity（弹性）。在数据表中设置 Youngs Modulu

8、s（弹性模量） 为 2e3， Poissons Ratio（泊松比）为 0.3，其余参数不变，如图 1-7所示，单击 OK 按钮。图 1-7 输入弹性模量和泊松比在 ABAQUS/CAE 中，如果希望修改或撤销已经完成的操作，可以 在窗口左侧的模型树中找到此操作， 在上面单击鼠标右键，选择 Edit或者 Delete。 在绘制二维平面图时，可以单击绘图工具箱中的 按钮来撤销上一步操作。（2）创建截面属性。单击左侧工具区的 （ Create Section）按钮，或者在主菜单中选择 Section-Create，弹出 Create Section对话框 （也可以双击左侧模型 树中的 Sectio

9、n 来完成此操作），Name 改为 BeamSection，保持其他默认参数不 变，单击 Continue.按钮。在弹出的 Edit Section 对话框（见图 1-8）中，默认的参数（ Material：Steel； Type： Solid， Homogeneous；Plane stress/strain thicknes：s 1）不变，单击 OK 按 钮。图 1-8 Edit Section 对话框（3）给部件赋予截面属性。 单击左侧工具区中的 （ Assign Section）按钮， 或者在主 菜单中选 择 Assign-Section ，单击 视图 区中的悬 臂梁模型， ABAQUS

10、/CAE 以红色高亮显示被选中，在视图区单击鼠标中键，弹出 Edit Section Assignment对话框，如图 1-9所示，单击 OK 按钮。图 1-9 Edit Section Assignment 对话框ABAQUS/CAE 不把材料属性直接赋予单元或者几何实体， 而是首先 在截面属性（ Section）中定义材料特性，再为每个部件赋予相应的截面属性。 ABAQUS/CAE 推荐的建模方法是把整个数值模型（如材料、载荷、 边界条件等）都直接定义在几何模型上，而不是像其他前处理器一样定义在单 元或者节点上，这样在修改网格时不必重新定义材料和边界条件等模型参数。 这样在处理复杂问题时，

11、可以首先简单地划分粗网格，得到初步的模型结果， 然后再适当的区域细化网格。1.5 定义装配件整个分析模型是一个装配件，前面的 Part 功能模型中创建的各个部件将在 Assembly 功能模块中装配起来。具体的操作方式：在窗口左上角 Module 列表中选择 Assembly（装配）功能 模块。单击左侧工具区的 （ Instance Part）按钮，或者在主菜单中选择Instance-Create（也可以直接单击左侧模型树中的 Assembly左侧的 +号，然后双 击其下一层的 Instance 来完成此项操作）。在弹出的 Create Instance对话框中 （见图 1-10），前面创建的

12、部件 beam 自动 被选中，默认参数为 Instance Type：Dependent（mesh on part），单击 OK 按钮。 1.6 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，用户必须自己创建后续分析步（ analysis step），用来施加载荷。具体 操作方法如下。图 1-10 Create Instance对话框（1）在窗口左上角的 Module 列表中选择 Step（分析步）功能模块。单击 左侧工具区的 （Create Step）按钮，或者在主菜单中选择 Step-Create（也可以直接单击左侧模型树

13、中的 Steps来完成此项操作）。（2）在弹出的 Create Step对话框中，在 Name 后面输入分析步的名称，此 处将默认值 Step-1 改为 loadbeam。其余参数如图 1-11 所示（ Procedure type： General；选择 Static Genera）l ，单击 Continue.按钮。图 1-11 Create Step对话框3）在弹出的 Edit Step对话框（见图 1-12）中，Description 后面改为 Loadthe top of the beam，其余参数都保持默认值，单击 OK 按钮，完成操作。图 1-12 Edit Step 对话框1.7 定义边界条件和载荷 在窗口左上角的 Module 列表中选择 Load（载荷）功能模块，定义边界条件 和载荷。1施加载荷单击左侧工具区的 （ Create Load）按钮，或在主菜单中选择 Load-Create也可以直接单击左侧模型树中的 Loads 来完成此项操作） 。在弹出的 CreateLoad 对话框中（见图 1-13），在 Name 后输入 Pressure；将 Types for Selected Step所选分析步的载荷类型）设为 Pressure（单位面积上的压力） ， Step 设为loadbeam，单击 Conti