完整word版abaqus612典型实例分析文档格式.docx

1、300314325390438505527应变0.00000.03090.04090.05000.15100.30100.70100.9010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 The crash simulation，保存模型为 The crash simulation.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

2、_asm.igs文件，弹 出Create Part From IGS File】对话框如图3.1所示，根据图3.1所示设定【Repair Options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 3.1 Create Part From IGS File 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【Part Copy】对话框如图3.2所示，在【Part Copy】对话框提 示区中输入

3、bumper，并在【Copy Options】 中选择【Separate disconnected regions into parts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_asm bumper_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、bump

4、er_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。Copy bumper to:bumperCopy OptionsE Compress features （geometry parts only） 匚 Scale part by Mirrorpart about X-Y plane 卜Separate disconnected regions into partsOKCan匚亡I图3.2 Part Copy对话框图3.3部件wall （

5、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 （Create Material），弹出【Edit Material】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】【Elasti

6、city】【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 -

7、plane -rail 的定义。DataYield StressPlaUic Strain1230-040940,0550.151643S0.3017070180+91图3.7塑性数据（2）单击工具箱中 （Create Section）,弹出【Create Sectior】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【Edit Sectior】对话框，如图3.8所示，在Shell thickness （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

8、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-plane Section-rail，壳体厚度分别为 1 2、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（Assign Section）,把截面属性Section-wall、 Section-bumpe、Section-plane 以及 Section-rail 分别赋予部件 wall、部件 bump

9、er、 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 3.8 Edit Section 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（Instanee Part，在弹出的【Create Instance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3.10XRP1图3.10整体装配模型3.4定义网格

10、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 （Seed Par），弹出【Global SeedS对话框，输入Approximate global size： 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 （Assign Mesh Controls），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，Element Shape栏中选择单元形状为 Quad, Technique栏中选择 Free，单击 【

11、OK 】按钮；单击工具箱中 （Assig n Eleme nt Type），选择 Explicit、Li near、Shell，即选择四边形减缩壳体单元 S4R；单击工具箱中 （Mesh Part），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 （Seed Part）,弹出【Global SeedS对话框，输入 Approximate global size： 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【Seed Edgd 【B

12、iased 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Bias ratio （=1）: 2.0，回车，输入种子数为20，单击【Done按钮；继续 执行【Seed Edgei 【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（Assign Mesh Controls），根据信息区提示选择整个部件 bumper，单击【D

13、one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 Element Type），选择Explicit Lin ear、Shell，即选择四边形减缩壳体单元 S4R；单击工具箱中 （Mesh Part），单击提示区【YeQ按钮，完成部件bumper的网格划分。Element ShapeQ Quad Quad-dominated TriAlgorithmm I ni Lh 11 m i i sad Sub I Ana i i J U0 Medial axis!k.u.u “Defaults（3）从环境栏中Object选择Part

14、: plane,单击工具箱中（Seed Part,弹出【Global Seedg对话框，输入Approximate global size： 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 （Assign Mesh Controls），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，设置如图3.12所示，单击【0K 按钮；单击工具箱中（AssignEleme nt Type），选择Explicit Li near、Shell，即选择四边形减缩壳体单元 S4R；单击工具箱中 （Mesh Part

15、），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 （Verify Mesh）,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【Verify Mesh 对话框，在Type栏中选择Analysis Checks,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： Part in sta nee: bumper-1 Number ofelements: 1518, Analysis errors: 0 （0%

16、）, Analysis warnings: 0 （0%） Part instanee: pla ne-1 Number of eleme nts : 120, An alysis errors: 0 （0%）, An alysis warni ngs: rail-1 Number of elements : 204, Analysis errors: wall-1 Number of elements : 425, Analysis errors: 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

17、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 （CreateInteraetion Property），在弹出的【Create Interaction Property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【EditCon tact Property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】【Reference Point命令，在图

18、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】 【Display Group 【Create命令，弹出【Create Display Group对话框，如图3.15所示，选 择Part instances bumper-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 （CreateConstraint）,弹出【Create Constraint对话框，输入 Name： Constraint-rigid-wall， 选择 Type： Rigid body，单击【Continu

19、e按钮，弹出【Edit Constraint对话 框，如图3.16所示，Region type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【Edit Constraint对话框，单击Reference Point栏中Point后面的【Edit按钮, 在图形窗口选择参考点 RP-1,返回【Edit Constraint对话框，单击【0K按 钮，把实例wall约束成刚体。图 3.15 Create Display Group 对话框Constrain selected regions to be isothe

20、rmal（coupled thermak,strE5s analysis only）图 3.16 Edit Constraint 对话框（2）执行【Interaction】【Create】命令，或者单击工具箱中 （CreateInteraction），在【Create Interaction】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-surface contact（ 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，

21、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【Edit Interaction】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-bumperlType； Surface-to-surface contact （Explicit）Step： InitialP First surface: Surf-wall2 _/0 Second surface: Surf-bump

22、erKinematic contact methodMechanical tonstraint formulation:Sliding formulation: Finite sliding Small slidingClearanceIn -il cl- ji-;nz Not specifiedContact interaction property: IntProp-nofricContact controls：Weighting factor 9 Use analysis defauh Specify（Default）图 3.17 Edit Interaction 对话框（3）执行【Co

23、nstraint】【Create】命令，或者单击工具箱中 （CreateConstraint ），弹出【Create Constraint 】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bumper Tie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plane Tie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【 E

24、dit Constraint 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 3.18 Edit Constraint 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【Create Constraint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rail Tie区域”作为主面，并选择Brown 颜色作为平板接触法向

25、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plane Tie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【Edit Constraint对话框， 如图3.18所示，在Specify distanee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 （CreateStep）,弹出【Create Step】对话框，输入分析步名称为 Step-crash选择分析步 类型为 Gen

26、era： Dyn amic，Explicit，单击【Continue按钮，进入【Edit Step 对话框，输入分析步描述 Description： the crash simulation of bumper to wall，分析步Time period: 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【Restart Requests 命令，弹出【Edit Restart Requests 对话框，如图3.19所示，勾选Overlay和Time Marks下面的复选框，单击【OK 按钮，完成创建重启动要求。ResUrt Re

27、questsStepIntervals OverlayTime MarksStep-crash1 1?VaCancel图 3.19 Edit Restart Requests 对话框（3）执行【Output【Field Output Requests【Manager命令，弹出 【Field Output Requests Manage对话框，单击【Edit按钮，进入【Edit FieldOutput Request 对话框，设置 Domain: Whole model，Frequency: Every spaced time intervals，Interval: 20, Timing : Output at approximate times Output Variables： CFORCE丄E,S,U，单击【OK 按钮，单击【Dismiss按钮，退出【Field Output Requests Manager对话框。 第十九步 执行【Output【History OutputRequests 【Manager 命令，弹出【History Output Requests Manager对 话框，单击【Edit按钮，进入【Edit History Output Request对话框，设置 Domain： Whole model， Freq