Abaqus模型分析技巧

2016-10-26 by:CAE仿真在線來源:互聯網

1.什么是子結構

子結構也叫超單元,子結構并不是abaqus里面的新東東,而是有限元里面的一個概念,所謂子結構就是將一組單元組合為一個單元(稱為超單元),注意是一個單元,這個單元和你用的其他任何一種類型的單元一樣使用。

2.為什么要用子結構

使用子結構并不是為了好玩,凡是建過大型有限元模型的兄弟們都可能碰到過計算一個問題要花幾個小時,一兩天甚至由于單元太多無法求解的情況,子結構正是針對這類問題的一種解決方法,所以子結構肯定是對一個大型的有限元模型的,譬如在求解非線性問題的時候,因為對于一個非線性問題,系統往往經過多次迭代,每次這個系統的剛度矩陣都會被重新計算,而一般來說一個大型問題往往有很大一部分的變形是很小的,把這部分作為一個子結構,其剛度矩陣僅要計算一次,大大節約了計算時間。

3.那些情況可以使用子結構

前面提到的非線性問題,包括了很小變形的或者線彈性部分可以使用子結構,特別是當模型中有很多相同的部分時,提到的最多的一個例子就是桌子的四條腿,四條腿作為子結構(因為基本時彈性變形)可以包括了很多的實體單元,可以大大提高效率,再一個就是問題確實太大,只有采用子結構將問題分成很多塊,計算出結果后再次采用子結構分塊計算,一直到能對每塊單獨計算為止。

4.abaqus中子結構的特點及要注意的問題

子結構是一組單元的集合,但是在子結構中僅僅只有你指定的那些節點的自由度會保留子結構。

5.在abaqus中子結構的用法

一般包括如下部分,首先你要利用substructure generate和retained nodal dofs定義一個子結構,然后你可以定義子結構的內部荷載,邊界條件一旦你已經定義了子結構以后你就可以象利用一般的單元一樣使用子結構了,譬如輸出請求等等。因為內容太多只能另外的文章再述了,大家也可以直接看看手冊,要注意的是,abaqus cae是不支持子結構的。

如何在不同的分析步改變材料的參數

1.最強大的當然是采用umat的方式,不過需要有深厚的有限元基礎,一般人不推薦使用

2.采用場變量,不過功能相對簡單

3.采用abaqus的import命令將前面分析的結果傳遞到新的分析之中

這里介紹下第二種方法

*什么是場變量

所謂場變量,我的理解就是一個環境變量,它建立了一個與材料參數之間的中介,雖然不能直接指定材料參數在不同的分析步具有不同的值,但是通過場變量,間接的達到了目的。

*怎樣使用場變量

其實場變量用的較多的實在熱力學和流體力學的分析種,這里介紹的僅僅是在固體力學中的用法

1.定義場變量

*你可以在initial中指定場變量的值,格式如下

initial conditions,type=field,variable=n(場變量的編號)

Set-1(你定義的結點集),1.0(場變量的值)

場變量是通過編號來識別的,一次只能定義一個場變量

*你也可以直接在分析步中指定場變量的值,格式如下

*field, variable=1

Set-1,1

當然也可以同時使用initial和field,當你指定的場變量改變時,默認材料的參數是

在增量步間線性變化的。

2.建立材料參數和場變量之間的聯系

如果你用cae,在prop模塊里面的材料參數一般都有Number of field variables,

場變量都是從1開始的,你也可以選擇多個場變量。填入場變量的值和材料參數間的關系,譬如楊是模量泊松比field1

200.E9, 0.3, 1.

180.E9, 0.3, 2.

如果你用的是命令格式,則在inp文件里面鍵入:

*ELASTIC, DEPENDENCIES=1

200.E9, 0.3, , 1.

180.E9, 0.3, , 2.

第四個參數表示場變量的值

3.注意

場變量在不同分析步中的值有你在不同的分析步中指定,如果沒有指定,材料參數默認為是場變量1的值,例如

*STEP,name=step1

*STATIC......

*FIELD, VARIABLE=1

NALL, 1.

*END STEP

*STEP,name=step2

*STATIC......

*FIELD, VARIABLE=1

NALL, 2.

*END STEP

cae步支持場變量,所以你必須自己更改inp文件,

4.技巧

如果材料的參數變化比較復雜,一般是利用副職曲線來定義場變量值的變化,

*FIELD, VARIABLE=1,amplitude=???

對幅值曲線步清楚的自己可以看手冊

*模型的重啟動分析-restart

按理說restart不應該算是一個分析的技巧,而是一個常識,不過呢可能有很多朋友沒有建過大型模型導致restart也用的較少,所以也介紹下

1.什么是restart

你的job可能包含多個step,可是如果你的模型很大,可能會有這樣一種情況,當你花了幾天幾夜,終于分析好的時候,你發現the first step的邊界條件設置的有問題,這對于你真是晴天霹靂,于是你只好重新來過,可是低二天你發現你的電腦restart,這時的你可能只能問上帝了,how can i do?

*restart,就是將一個復雜的模型分析過程分成很多的階段,甚至是一個increatment step

一個階段,你可以對每個階段的結果進行檢驗,然后進入下一個階段進行分析。

2.重啟動需要那些文件

對于standard來說,.res,.mdl,.stt,.prt,.odb,這些文件是用于重啟動的,explict是.abq,.stt,.prt,.odb.

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