abaqus基礎(chǔ)問題解答

2016-11-14 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

采用abaqus的cae進(jìn)行力學(xué)問題的分析,其對模型的處理存在很多的技巧,對abaqus的一些分析技巧進(jìn)行一些概述,希望對大家有所幫助。
1.abaqus的多圖層繪圖
abaqus的cae默認(rèn)一個(gè)視區(qū)僅僅繪出一個(gè)圖形,譬如contor圖,變形圖,x-y曲線圖等,其實(shí)在abaqus里面存在一個(gè)類似于origin里面的圖層的概念,對于每個(gè)當(dāng)前視區(qū)里面的圖形都可以建立一個(gè)圖層,并且可以將多個(gè)圖層合并在一個(gè)圖形里面,稱之為OverlayPlot,譬如你可以在同一副圖中,左邊繪出contor圖,右邊繪出x-y圖等等,并且在abaqus里面的操作也是很簡單的。
1.首先進(jìn)入可視化模塊,當(dāng)然要先打開你的模型數(shù)據(jù)文件(。odb)
2.第一步要先創(chuàng)建好你的圖形,譬如變形圖等等
3.進(jìn)入view里面的overlayplot,點(diǎn)擊creat,創(chuàng)建一個(gè)圖層,現(xiàn)在在viewportlayer里出現(xiàn)了你創(chuàng)建的圖層了
4.注意你創(chuàng)建的圖層,可以看到在visible 下面有個(gè)選擇的標(biāo)記,表示在視區(qū)里面你的圖層是否可見,和autocad里面是一樣,取消則不可見current表示是否是當(dāng)前圖層,有些操作只能對當(dāng)前圖層操作有效,同cad name是你建立圖層的名稱,其他的屬性值和你的模型數(shù)據(jù)庫及圖形的類型有關(guān),一般不能改動的。
5.重復(fù)2-4步就可以創(chuàng)建多個(gè)圖層了
6.創(chuàng)建好之后就可以選擇plot/apply,則在視區(qū)顯示出所有的可見的圖層
1.什么是子結(jié)構(gòu)
子結(jié)構(gòu)也叫超單元的(兩者還是有點(diǎn)區(qū)別的,文后會談到),子結(jié)構(gòu)并不是abaqus里面的新東東,而是有限元里面的一個(gè)概念,所謂子結(jié)構(gòu)就是將一組單元組合為一個(gè)單元(稱為超單元),注意是一個(gè)單元,這個(gè)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(jié)構(gòu)
使用子結(jié)構(gòu)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(jì)算一個(gè)問題要花幾個(gè)小時(shí),一兩天甚至由于單元太多無法求解的情況,子結(jié)構(gòu)正是針對這類問題的一種解決方法,所以子結(jié)構(gòu)肯定是對一個(gè)大型的有限元模型的,譬如在求解非線性問題的時(shí)候,因?yàn)閷τ谝粋€(gè)非線性問題,系統(tǒng)往往經(jīng)過多次迭代,每次這個(gè)系統(tǒng)的剛度矩陣都會被重新計(jì)算,而一般來說一個(gè)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(gè)子結(jié)構(gòu),其剛度矩陣僅要計(jì)算一次,大大節(jié)約了計(jì)算時(shí)間。
3.哪些情況可以使用子結(jié)構(gòu)
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(jié)構(gòu),特別是當(dāng)模型中有很多相同的部分時(shí),提到的最多的一個(gè)例子就是桌子的四條腿,四條腿作為子結(jié)構(gòu)(因?yàn)榛緯r(shí)彈性變形)可以包括了很多的實(shí)體單元,可以大大提高效率再一個(gè)就是問題確實(shí)太大,只有采用子結(jié)構(gòu)將問題分成很多塊,計(jì)算出結(jié)果后再次采用子結(jié)構(gòu)分塊計(jì)算,一直到能對每塊單獨(dú)計(jì)算為止。
4.abaqus中子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及要注意的問題
子結(jié)構(gòu)是一組單元的集合,但是在子結(jié)構(gòu)中僅僅只有你指定的那些節(jié)點(diǎn)的自由度會保留下來而其他節(jié)點(diǎn)的自由度都被消除了,其他的節(jié)點(diǎn)均是通過線性插值的方式獲得求解;
子結(jié)構(gòu)是通過你指定的節(jié)點(diǎn)與其他的單元建立聯(lián)系的;在abaqus的6.4版本中只有子結(jié)構(gòu)這個(gè)概念沒有超單元了,其區(qū)別就是子結(jié)構(gòu)可以求得單元內(nèi)部準(zhǔn)確的解而超單元不行;當(dāng)你定義子結(jié)構(gòu)的時(shí)候不要包含太多的單元,因?yàn)閱卧膭偠染仃嚰傻臅r(shí)候會花掉太多的時(shí)間,可以用更多的含有較少單元的子結(jié)構(gòu)代替。
5.在abaqus中子結(jié)構(gòu)的用法
一般包括如下部分,首先你要利用substructuregenerate和retained nodal dofs定義一個(gè)子結(jié)構(gòu),然后你可以定義子結(jié)構(gòu)的內(nèi)部荷載,邊界條件一旦你已經(jīng)定義了子結(jié)構(gòu)以后你就可以象利用一般的單元一樣使用子結(jié)構(gòu)了,譬如輸出請求等等。因?yàn)閮?nèi)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(jié)構(gòu)的。
如何在不同的分析步改變材料的參數(shù)
我所了解的大概有三種不同的方法:
1.最強(qiáng)大的當(dāng)然是采用umat的方式,不過需要有深厚的有限元基礎(chǔ),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(jié)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(gè)環(huán)境變量,它建立了一個(gè)與材料參數(shù)之間的中介,雖然不能直接指定材料參數(shù)在不同的分析步具有不同的值,但是通過場變量,間接的達(dá)到了目的。
*怎樣使用場變量
其實(shí)場變量用的較多的實(shí)在熱力學(xué)和流體力學(xué)的分析種,這里介紹的僅僅是在固體力學(xué)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(jié)點(diǎn)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(gè)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(dāng)然也可以同時(shí)使用initial和field,當(dāng)你指定的場變量改變時(shí),默認(rèn)材料的參數(shù)是在增量步間線性變化的。
2.建立材料參數(shù)和場變量之間的聯(lián)系
如果你用cae,在prop模塊里面的材料參數(shù)一般都有Number offield variables,場變量都是從1開始的,你也可以選擇多個(gè)場變量。填入場變量的值和材料參數(shù)間的關(guān)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(gè)參數(shù)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(shù)默認(rèn)微是場變量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(shù)變化比較復(fù)雜,一般是利用幅值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(yīng)該算是一個(gè)分析的技巧,而是一個(gè)常識,不過呢可能有很多朋友沒有建過大型模型導(dǎo)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(gè)step,可是如果你的模型很大,可能會有這樣一種情況,當(dāng)你花了幾天幾夜,終于分析好的時(shí)候,你發(fā)現(xiàn)the firststep的邊界條件設(shè)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(fā)現(xiàn)你的電腦restart,這時(shí)的你可能只能問上帝了,how can ido?
*restart,就是將一個(gè)復(fù)雜的模型分析過程分成很多的階段,甚至是一個(gè)increatmentstep一個(gè)階段,你可以對每個(gè)階段的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn),然后進(jìn)入下一個(gè)階段進(jìn)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.
3.如何在一個(gè)分析中設(shè)置重啟動來生成以上文件。
這里只介紹下在standard的用法,其實(shí)很簡單?
inp文件里面加入*RESTART, WRITE,FREQUENCY=N就可以了
cae默認(rèn)加入了重啟選項(xiàng),不過可以在step->output->restartrequest里面設(shè)置輸出的頻率,也就是frequency。
*技巧:因?yàn)?/span>res文件包含了模型的幾乎全部信息,所以非常大,你可以設(shè)置overlay參數(shù)使后面的數(shù)據(jù)覆蓋吊前面的數(shù)據(jù),不過restart的話你也只能從最后一個(gè)增量步開始
4.如何重啟
你要指定一個(gè)重啟點(diǎn),
inp文件里面加上*RESTART, READ,STEP=step, INC=increment就可以了cae中更簡單,首先在model->editattribute里面選擇restart,指定前面分析的job名和你想重啟動的開始分析步和增量步就可以了,然后在job里面指定重新創(chuàng)建的工作類型,restart,that's all.
5.注意
重啟動不能改變你的原始分析中的任何參數(shù),也就是說,你的啟動點(diǎn)的模型必須和原始分析中的模型完全一致的,所以不要企圖采用restart的方法來改變邊界條件,材料參數(shù)或者網(wǎng)格的密度等等。這些需要另外的技巧來實(shí)現(xiàn)。