abaqus系列教程-07线性动态分析
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Abaqus-中显示动力学分析步骤Abaqus-中显示动力学分析步骤准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。
无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。
准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。
当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。
由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。
在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。
此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。
根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。
因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。
但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。
准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。
无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。
准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。
当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。
由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。
在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。
此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。
根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。
因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。
但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。
Abaqus-中显示动力学分析步骤准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。
无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。
准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。
当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。
由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。
在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。
此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。
根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。
因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。
但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。
Abaqus-中显示动力学分析步骤准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。
无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。
准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。
当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。
由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。
在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。
此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。
根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。
因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。
但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。
7 线性动态分析如果你只对结构承受载荷后的长期响应感兴趣,静力分析(static analysis)是足够的。
然而,如果加载时间很短(例如在地震中)或者如果载荷在性质上是动态的(例如来自旋转机械的荷载),你就必须采用动态分析(dynamic analysis).本章将讨论应用ABAQUS/Standard进行线性动态分析;关于应用ABAQUS/Explicit进行非线性动态分析的讨论,请参阅第9章“非线性显式动态分析”。
7.1 引言动态模拟是将惯性力包含在动力学平衡方程中:+PMuI-=其中M结构的质量。
u结构的加速度。
I在结构中的内力。
P 所施加的外力。
在上面公式中的表述是牛顿第二运动定律(F = ma)。
在静态和动态分析之间最主要的区别是在平衡方程中包含了惯性力(M u).在两类模拟之间的另一个区别在于内力I的定义。
在静态分析中,内力仅由结构的变形引起;而在动态分析中,内力包括源于运动(例如阻尼)和结构的变形的贡献.7.1.1 固有频率和模态最简单的动态问题是在弹簧上的质量自由振动,如图7—1所示。
图7–1 质量-弹簧系统在弹簧中的内力给出为ku ,所以它的动态运动方程为mu ku P +-=0 这个质量-弹簧系统的固有频率(natral frequency )(单位是弧度/秒(rad/s ))给出为 k mω= 如果质量块被移动后再释放,它将以这个频率振动。
若以此频率施加一个动态外力,位移的幅度将剧烈增加,这种现象即所谓的共振。
实际结构具有大量的固有频率。
因此在设计结构时,非常重要的是避免使可能的载荷频率过分接近于固有频率。
通过考虑非加载结构(在动平衡方程中令0P =)的动态响应可以确定固有频率。
则运动方程变为M u I +=0 对于无阻尼系统,I Ku =,因此有M u Ku +=0 这个方程的解具有形式为t i e u ωφ=将此式代入运动方程,得到了特征值(eigenvalue )问题K M φλφ= 其中2λω=。
准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process )在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt 内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。
无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。
准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit 准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。
当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。
由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit 在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard 更容易。
在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。
此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。
根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。
因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。
但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。
准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt 内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。
无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。
准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。
当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。
由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。
在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。
此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。
根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。
因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。
但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。
ABAQUS线性动态分析如果你只对结构承受载荷后的长期响应感兴趣,静力分析(static analysis)是足够的。
然而,如果加载时间很短(例如在地震中)或者如果载荷在性质上是动态的(例如来自旋转机械的荷载),你就必须采用动态分析(dynamic analysis)。
本章将讨论应用ABAQUS/Standard进行线性动态分析;关于应用ABAQUS/Explicit进行非线性动态分析的讨论,请参阅第9章“非线性显式动态分析”。
7.1 引言动态模拟是将惯性力包含在动力学平衡方程中:其中M结构的质量。
u结构的加速度。
I在结构中的内力。
P 所施加的外力。
在上面公式中的表述是牛顿第二运动定律(F = ma)。
在静态和动态分析之间最主要的区别是在平衡方程中包含了惯性力(M u)。
在两类模拟之间的另一个区别在于内力I的定义。
在静态分析中,内力仅由结构的变形引起;而在动态分析中,内力包括源于运动(例如阻尼)和结构的变形的贡献。
7.1.1 固有频率和模态最简单的动态问题是在弹簧上的质量自由振动,如图7-1所示。
图7–1 质量-弹簧系统在弹簧中的内力给出为ku ,所以它的动态运动方程为这个质量-弹簧系统的固有频率(natral frequency )(单位是弧度/秒(rad/s ))给出为ω=如果质量块被移动后再释放,它将以这个频率振动。
若以此频率施加一个动态外力,位移的幅度将剧烈增加,这种现象即所谓的共振。
实际结构具有大量的固有频率。
因此在设计结构时,非常重要的是避免使可能的载荷频率过分接近于固有频率。
通过考虑非加载结构(在动平衡方程中令0P =)的动态响应可以确定固有频率。
则运动方程变为对于无阻尼系统,I Ku =,因此有这个方程的解具有形式为t i e u ωφ=将此式代入运动方程,得到了特征值(eigenvalue )问题其中2λω=。
该系统具有n 个特征值,其中n 是在有限元模型中的自由度数目。
记j λ是第j 个特征值;它的平方根j ω是结构的第j 阶模态的固有频率(natural frequency ),而j φ是相应的第j 阶特征向量(eigenvector )。
准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。
无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。
准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。
当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。
由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。
在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。
此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。
根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。
因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。
但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。
ABAQUS动力分析1. 简介ABAQUS是由达索系统有限公司(Dassault Systemes SA)开发和销售的一款用于有限元分析(FEA)的商业软件。
它提供了完整的解决方案,包括建模、求解和后处理功能,广泛应用于工程和科学领域。
动力分析是ABAQUS中的一个重要应用领域,它用于研究结构或材料在受到外部载荷作用下的动态响应。
ABAQUS动力分析可以帮助工程师预测和评估结构的动态行为,以及优化设计,提高结构的可靠性和性能。
2. 动力分析的基本原理动力分析的基本原理是通过求解结构或材料的运动方程来研究动态响应。
在ABAQUS中,动力分析是基于有限元方法的,它将结构的连续域离散化为有限数量的子域,然后通过求解离散化系统的运动方程得到结构的运动情况。
动力分析的过程可以简要概括为以下几个步骤:2.1 建立几何模型在进行动力分析之前,需要准备好结构的几何模型。
ABAQUS提供了丰富的建模工具和操作,可帮助用户创建复杂的几何模型。
2.2 定义材料特性在进行动力分析之前,需要定义结构中所用材料的特性。
ABAQUS支持多种材料模型,如线性弹性模型、非线性弹性模型和塑性模型等。
用户可以根据实际需求选择适当的材料模型,并设置材料的参数。
2.3 网格生成在进行动力分析之前,需要将结构的几何模型离散化为有限元网格。
ABAQUS 提供了强大的网格生成工具,可以根据用户的需求自动生成合适的网格。
2.4 定义边界条件和加载在进行动力分析之前,需要定义结构的边界条件和加载。
边界条件包括约束条件和初始条件,加载包括外部载荷和初始速度等。
ABAQUS提供了灵活的边界条件和加载设置,用户可以根据需求自定义。
2.5 求解动力分析问题在完成前面的准备工作后,就可以使用ABAQUS进行动力分析了。
ABAQUS使用显式或隐式求解器来求解动力分析问题。
显式求解器适用于短时间内的动力响应,而隐式求解器适用于长时间内的动力响应。
2.6 后处理结果在求解动力分析问题后,还需要对结果进行后处理。
8 非线性这一章讨论在ABAQUS中的非线性结构分析。
在线性与非线性分析之间的区别概述如下。
线性分析到目前为止所讨论的分析均为线性分析:在外加载荷与系统的响应之间为线性关系。
例如,如果一个线性弹簧在10 N的载荷作用下静态地伸长1 m,那么当施加20 N的载荷时它将伸长2 m。
这意味着在ABAQUS/Standard的线性分析中,结构的柔度陈(将刚度阵集成并求逆)只需计算一次。
通过将新的载荷向量乘以刚度阵的逆,可得到结构对其它载荷情况的线性响应。
此外,结构对各种载荷情况的响应,可以用常数放大和/或相互叠加,以确定它对一种全新载荷情况的响应,所提供的新载荷情况是前面各种载荷的叠加(或相乘)。
这种载荷的叠加原理假定所有的载荷情况是采用了相同的边界条件。
在线性动态模拟中,ABAQUS/Standard也使用了载荷叠加原理,我们已在第7章“线性动态分析”中进行了讨论。
非线性分析非线性结构问题是指结构的刚度随其变形而改变的问题。
所有的物理结构均是非线性的。
线性分析只是一种方便的近似,它对设计来说通常是足够的。
但是很显然,对于许多结构包括加工过程的模拟,诸如锻造或者冲压;碰撞分析;以及橡胶部件的分析,诸如轮胎或者发动机支座,线性分析是不够的。
一个简单的例子就是具有非线性刚度响应的弹簧(见图8-1)。
第 1 页图8-1 线性和非线性弹簧特性由于刚度现在是依赖于位移,所以不能再用初始柔度乘以外加载荷的方法来计算任意载荷时弹簧的位移了。
在非线性隐式分析中,结构的刚度阵在整个分析过程中必须进行许多次的生成和求逆,这使得分析求解的成本比线性隐式分析昂贵得多。
在显式分析中,非线性分析增加的成本是由于稳定时间增量减小而造成的。
在第9章“非线性动态分析”中将进一步讨论稳定时间增量。
由于非线性系统的响应不是所施加载荷值的线性函数,因此不可能通过叠加来获得不同载荷情况的解答。
每种载荷情况都必须作为独立的分析进行定义和求解。
8.1 非线性的来源在结构力学模拟中有三种非线性的来源:●材料非线性●边界非线性●几何非线性8.1.1 材料非线性这种非线性可能是人们最熟悉的,我们将在第10章“材料”中进行更深入的讨论。
用a b a q u s进行支架的线性动力学分析支架的线性静力分析本题为应用ABAQUS 软件确定支架的挠度和应力,根据分析结果来改进设计,以减小应力集中。
要求:如图1所示支架,一端牢固地焊接在一个大型结构上,支架的圆孔中穿过一个相对较软的杆件,圆孔和杆件用螺纹连接。
材料的弹性模量MPa E 210000=,泊松比3.0=μ。
支架有两种工况,如图1所示。
(1)杆件的一端受到沿Y 轴负方向的集中力KN F 2=,其大小随时间变化,如图2。
(2)除了上述载荷外,支架的自由端还在局部区域上受到均布的剪应力MPa P 36=。
图1 支架的分析模型 图2 集中应力随时间变化图分析要点:(1)此问题研究的是结构的静态响应,所以分析步类型为Static ,General 。
(2)根据结构的对称性,分析时取1/2模型建立有限元模型进行研究即可。
(3)由于圆孔处螺纹的应力应变不是本题关心的重点,所以可以简化杆件和圆孔之间的连接关系,只建立受力点和圆孔内表面之间建立分布耦合约束,而不对杆件和螺纹进行精确建模。
分析过程:1、创建二维模型图。
导入CAD平面图,简化模型。
2、创建部件。
在Module列表中选择part功能模块。
3、创建材料和截面属性。
在Module列表中选择property功能模块。
4、定义装配件。
在Module列表中选择选择Assembly功能模块。
5、划分网格。
在Module列表中选择选择Mesh功能模块。
6、设置分析步。
在Module列表中选择选择Step功能模块。
共包括2个分析步。
7、定义偶和约束。
在Module列表中选择选择Intercation功能模块。
8、定义载荷。
在Module列表中选择选择Load功能模块。
定义载荷随时间变化的幅值。
9、定义边界条件。
在Module列表中选择选择Load功能模块。
10、提交分析作业。
在Module列表中选择选择Job功能模块。
11、后处理。
在Job功能模块中进入Visualization 功能模块。
准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。
无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。
准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。
当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。
由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。
在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。
此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。
根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。
因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。
但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。
准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程(guasi-static process)在过程进行的每一瞬间,系统都接近于平衡状态,以致在任意选取的短时间dt内,状态参量在整个系统的各部分都有确定的值,整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成,这种过程称为准静态过程。
无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
准静态过程是一种理想过程,实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念,在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态,因此当加载过程进行得无限缓慢时,在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态,该过程便是准静态过程。
准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态,以及齿面和齿根的应力变化规律,其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程,它的最初发展是为了模拟高速冲击问题,在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。
当求解动力平衡的状态时,非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。
由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值,所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上,显式求解方法已经证明是有价值的,另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。
在求解复杂的接触问题时,显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。
此外,当模型很大时,显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。
根据定义,由于一个静态求解是一个长时间的求解过程,所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的,它将需要大量的小的时间增量。
因此,为了获得较经济的解答,必须采取一些方式来加速问题的模拟。
但是带来的问题是随着问题的加速,静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态,在这里惯性力成为更加起主导作用的力。
ABAQUS线性动态分析如果你只对结构承受载荷后的长期响应感兴趣,静力分析(static analysis)是足够的。
然而,如果加载时间很短(例如在地震中)或者如果载荷在性质上是动态的(例如来自旋转机械的荷载),你就必须采用动态分析(dynamic analysis)。
本章将讨论应用ABAQUS/Standard进行线性动态分析;关于应用ABAQUS/Explicit进行非线性动态分析的讨论,请参阅第9章“非线性显式动态分析”。
7.1 引言动态模拟是将惯性力包含在动力学平衡方程中:+PuMI-=其中M结构的质量。
u 结构的加速度。
I在结构中的内力。
P 所施加的外力。
在上面公式中的表述是牛顿第二运动定律(F = ma)。
在静态和动态分析之间最主要的区别是在平衡方程中包含了惯性力(M u )。
在两类模拟之间的另一个区别在于内力I的定义。
在静态分析中,内力仅由结构的变形引起;而在动态分析中,内力包括源于运动(例如阻尼)和结构的变形的贡献。
7.1.1 固有频率和模态最简单的动态问题是在弹簧上的质量自由振动,如图7-1所示。
图7–1 质量-弹簧系统在弹簧中的内力给出为ku ,所以它的动态运动方程为mu ku P +-=0 这个质量-弹簧系统的固有频率(natral frequency )(单位是弧度/秒(rad/s ))给出为ω= 如果质量块被移动后再释放,它将以这个频率振动。
若以此频率施加一个动态外力,位移的幅度将剧烈增加,这种现象即所谓的共振。
实际结构具有大量的固有频率。
因此在设计结构时,非常重要的是避免使可能的载荷频率过分接近于固有频率。
通过考虑非加载结构(在动平衡方程中令0P =)的动态响应可以确定固有频率。
则运动方程变为M u I +=0 对于无阻尼系统,I Ku =,因此有M u Ku +=0 这个方程的解具有形式为t i e u ωφ=将此式代入运动方程,得到了特征值(eigenvalue )问题K M φλφ= 其中2λω=。