搜索Abaqus一維桿應(yīng)力波傳遞模擬
2016-12-01 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
這里我們通過(guò)一個(gè)四周受限三維桿來(lái)模擬一維桿的應(yīng)力波傳遞問(wèn)題。桿的一端固定約束,一端自由。彈性模量207Gpa,泊松比0.3,密度7.8g/cm3。桿件自由端承受沖擊載荷,載荷大小為100Kpa,持續(xù)時(shí)間3.88e-5s。
(一)建模過(guò)程介紹
這里重點(diǎn)介紹沖擊載荷的建立過(guò)程,其它步驟與一般動(dòng)態(tài)分析步驟相同。由于沖擊載荷是瞬時(shí)施加的,持續(xù)一段時(shí)間之后載荷大小忽然變化為零。這樣一個(gè)隨時(shí)間變化的載荷或邊界條件可以通過(guò)ABAQUS的Amplitude功能實(shí)現(xiàn),我們首先定義一個(gè)幅值曲線。執(zhí)行Tools/Amplitude/create命令,在Create Amplitude對(duì)話框中,將幅值曲線命名為Impact,Type選項(xiàng)選為Tabular表格輸入,單擊Continue
按鈕繼續(xù),在Edit Amplitude對(duì)話框中輸入下圖所示數(shù)據(jù)。
(一)關(guān)于顯示算法的條件穩(wěn)定及網(wǎng)格劃分
我們使用顯示算法進(jìn)行波傳遞的模擬,有必要了解下顯示算法的條件穩(wěn)定問(wèn)題。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是時(shí)間增量步長(zhǎng)不能大于某一數(shù)值,稱為穩(wěn)定時(shí)間步長(zhǎng)限制值。當(dāng)增量步超出這一數(shù)值時(shí),會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果無(wú)邊界的振蕩發(fā)散。大部分情況下,要精確確定穩(wěn)定增量時(shí)間步長(zhǎng)是很困難的,因此,在計(jì)算中選擇穩(wěn)定時(shí)間增量步長(zhǎng)通常要保守一些。對(duì)于無(wú)阻尼的情況下,穩(wěn)定時(shí)間步長(zhǎng)限制值
可由下式估計(jì):
。式中
是模型的最高固有頻率。
模型的最大頻率與很多因素有關(guān),ABAQUS/Explicit還提供了一個(gè)簡(jiǎn)便且保守的估計(jì)方法,它從每個(gè)單元的角度出發(fā),而不是對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行考慮。研究表明從各個(gè)獨(dú)立單元確定的最大頻率總是比整個(gè)模型的最高頻率要高。因而有:
式中
是單元的長(zhǎng)度;
由于我們這里關(guān)注的是波在桿件中的傳播,因而必須將網(wǎng)格劃分得足夠細(xì)。經(jīng)驗(yàn)表明,沖擊載荷的跨度在10個(gè)單元內(nèi)是較為合適的。由載荷的持續(xù)時(shí)間得知沖擊載荷結(jié)束后波傳播的長(zhǎng)度為0.2m。因此,每個(gè)單元的長(zhǎng)度為0.02m。因此本例劃分的載荷如下圖所示:
這里我們利用不同時(shí)刻桿件軸線應(yīng)力的分布來(lái)研究應(yīng)力波沿桿件軸向的傳遞,執(zhí)行Tools/Path/Create命令,在Create path對(duì)話框?qū)ath的名字設(shè)置為center,在type中選擇Point list,輸入桿件頂面和底面中心點(diǎn)的坐標(biāo),完成路徑的設(shè)置。執(zhí)行Tools/XYData/Create命令,在Create XY Data對(duì)話框選擇Path作為Source,選中S33作為輸出結(jié)果,如下圖所示:
從圖中可以發(fā)現(xiàn),曲線上的應(yīng)力波的寬度大概都是0.2m,這和之前我們分析的在載荷作用時(shí)間內(nèi)應(yīng)力波的傳遞距離是一致的。每條應(yīng)力波的形狀并不像輸入的載荷形狀那樣是完美方波,尤其是在應(yīng)力忽然改變的情況下有回復(fù)和擺動(dòng)。
相關(guān)標(biāo)簽搜索：Abaqus一維桿應(yīng)力波傳遞模擬 abaqus分析培訓(xùn) abaqus技術(shù)教程 abaqus巖土分析 鋼筋混凝土仿真 abaqus分析理論 abaqus軟件下載 abaqus umat用戶子程序編程 Abaqus代做 Abaqus基礎(chǔ)知識(shí) Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析 Ansys培訓(xùn)
