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第 1 期曹金凤等．基于Python语言和Abaqus软件的轮胎有限元分析结果自动后处理插件的研发9基于Python语言和Abaqus软件的轮胎有限元分析结果自动后处理插件的研发曹金凤1，王志文1，高 明2，贾舒安1，孙志伟1，薛茂林1，张泽明1（1.青岛理工大学机械与汽车工程学院，山东青岛266520；2.赛轮集团股份有限公司，山东青岛264200）摘要：基于Abaqus软件的Python语言二次开发功能，采用录制并修改宏文件的方法，开发了一款轮胎有限元仿真分析结果自动后处理插件，用户只需选择要处理的Odb文件，按照需求指定输出数据，单击OK按钮，数据即自动保存到指定的文件夹中。
所开发插件与Abaqus软件无缝连接，用户使用Abaqus软件对轮胎模型仿真分析得到Odb文件后，可直接在Plug-ins菜单下选用插件对数据结果进行整理，实现有限元分析结果的自动后处理，减少了数据提取和整理工作量，缩短了后处理时间，极大地提高了仿真分析效率。
本研究成果可推广应用于其他有限元模型仿真结果的自动后处理。
关键词：轮胎；有限元分析；自动后处理；插件；Python语言；Abaqus软件中图分类号：TQ336.1；O241.82 文章编号：1006-8171（2024）01-0009-06文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2024.01.0009进入新世纪，国内各大轮胎企业为提高产品质量，降低生产成本，在轮胎设计与研发过程中投入了大量的人力和财力。
随着计算机技术的发展，CAE仿真作为一项成熟的计算机工程辅助技术被越来越多地应用到轮胎设计研发过程中[1]。
轮胎性能的研究也由单纯的试验逐渐转变为试验与仿真技术相结合。
Abaqus软件作为目前国际上最为先进的通用非线性有限元仿真分析软件之一，广泛应用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程以及电子工程等科学研究领域[2-3]。
基于Python的ABAQUS二次开发方法与应用
张强;马永;李四超
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2011(031)002
【摘要】ABAQUS为二次开发用户提供了Python脚本接口.在ABAQUS环境下执行Python脚本,可方便地实现自动化创建、重复、修改模型及分析任务,实现参数化研究,访问结果数据库等功能.以某支架为例,介绍了基于Python的ABAQUS
二次开发原理与方法.
【总页数】4页(P131-134)
【作者】张强;马永;李四超
【作者单位】海军驻郑州地区军事代表室,郑州450015;中国船舶重工集团公司第
七一三研究所,郑州450015;海军驻郑州地区军事代表室,郑州450015
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
【相关文献】
1.基于Python的ABAQUS二次开发在骨钻削仿真中的应用 [J], 陈春城;胡亚辉;郑清春;张善青
2.基于Python的ABAQUS二次开发应用 [J], 谢瑞敏;王雪军
3.基于Python/ABAQUS二次开发在创建变速器内部传动系有限元模型的应用 [J], 王金明;邓小梅
4.基于Python的ABAQUS二次开发在飞机蒙皮锤铆中的应用 [J], 陈彦海;秦运
海;姜春英;康玉祥;叶长龙
5.基于Python的ABAQUS二次开发在复合材料层合板冲击建模中的应用 [J], 陈芳育;李进;邱玮桢;吕泉江
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于ABAQUS的速度相关型阻尼器单元二次开发
葛少平;李爱群
【期刊名称】《工程抗震与加固改造》
【年(卷),期】2014(36)3
【摘要】大型通用有限元软件ABAQUS既具有强大的非线性分析功能,又有开放的子程序接口供用户根据自己的实际情况进行开发.本文基于用户单元子程序UEL 接口,根据ABAQUS隐式动态分析原理推导了速度相关型阻尼器的单元刚度矩阵和单元阻尼矩阵,并利用Fortran语言开发了粘弹性阻尼器和粘滞流体阻尼器这两种速度相关型阻尼器的单元子程序Udamper.for,且实现了阻尼器力-位移滞回曲线与耗能曲线的输出.对一个设置速度相关型阻尼器的钢框架模型,进行了动力时程分析,并与SAP2000的计算结果进行了对比,验证了本程序的准确性及附加阻尼器对建筑结构所具有的减震作用.
【总页数】7页(P1-6,20)
【作者】葛少平;李爱群
【作者单位】东南大学土木工程学院,江苏南京210096;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096;东南大学土木工程学院,江苏南京210096;东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏南京210096【正文语种】中文
【中图分类】TU352.1
【相关文献】
1.位移相关型和速度相关型阻尼器耗能特征对比研究 [J], 马乐阳
2.基于ABAQUS的梁柱单元混凝土本构的二次开发 [J], 冯剑秋;胡博修;张金岭
3.基于ABAQUS二次开发的索单元 [J], 李昊;简方梁;曹一山
4.基于 Abaqus 的剪切型阻尼器单元开发与应用 [J], 陈聪;吕西林
5.基于ABAQUS的橡胶垫隔震支座单元二次开发 [J], 王晖;方明胜;孙作玉;;;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
Abaqus二次开发——Abaqus/python入门体会入门实例#===========================================================自己的论文要用到有限元进行数值模拟分析，以前都用ansys计算，可ansys中岩土的本构模型只有D－P模型，无法准确的反映土的硬化/软化性质，模拟计算出的结果因此也和实际差别很大。
Abaqus有着丰富的材料模型，超强的非线性分析能力，岩土的模型也很多，因此才转学Abaqus。
Abaqus的cae建模功能还是很好的，但科研课题一般都要进行参数分析，采用cae的建模方法有些不切实际，学了没几天就放弃cae开始学习inp，也是学了一阵子才知道inp不能建立实体模型，只能直接建节点和单元。
复杂的模型inp也无法建立，但采用Python建模就可以解决这个问题。
由于Abaqus的学习资料不多，过了好些日子才知道Abaqus也可以采用Python语言进行建模计算，只是比Ansys的Apdl语言复杂得多，并且除了手册上的Script资料之外，没有较为系统的教程，刚一接触真是让人头痛。
通过查看Simwe论坛上关于Python的帖子，和论坛朋友的帮助，自己在慢慢积累，现在对Python有了一点点了解，算是入了个门。
接触Abaqus也没多久，对python更是一知半解，绝大多数地方根本都不清楚，抽空写一点认识体会主要是给像自己一样刚学习Abqus Python的朋友，能少走一些弯路，节约一些时间。
同时希望大家批评指正、共同讨论、补充。
#--------------------------------------------------------------------------------------------------学习Abaqus/Python基础：Abaqus的cae建模有比较全面的认识；了解一些Python语法知识（大家都不会有太多时间单独学习Python语言本身，只需要有概念了解即可，不懂的地方可以随时查询Python script手册）Abaqus/Python学会使用不太难，可要精通应用还是要付出一定的劳动。
基于Abaqus的橡胶密封垫对比分析作者：陈思徐熹杨怀刚曾庆强来源：《计算机辅助工程》2013年第05期摘要：针对某型发动机开发中的橡胶密封垫密封问题，利用有限元分析软件Abaqus建立橡胶垫及其边界的有限元模型，讨论不同条件下密封垫的力学性能.为橡胶密封结构的设计计算提供一条新途径.关键词：橡胶；密封；有限元； Abaqus中图分类号： U464.132； TB115.1文献标志码： B引言橡胶密封件的失效主要表现为密封处的泄漏和密封件的损坏，最终导致失去密封性，产生泄漏.橡胶密封件泄漏的原因主要包括初始压缩量过小、密封表面质量差以及衬料选择和安装不当等.橡胶密封的原理是依据安装时密封件产生一定的压缩变形，使密封件与密封面紧密贴合，达到堵塞泄漏的目的.如果初始密封量过小，在低压时就会产生泄漏.一般，密封结构的装配关系和几何形状比较复杂，其中，橡胶密封元件具有非线性本构关系，会导致结构受力变得复杂，承载后出现大位移和大应变.因此，传统的设计方法在试验前不能预先对密封结构的性能进行评价，只能依赖于设计者的经验，不能满足现代精确设计的要求.本文针对某型发动机开发中的橡胶密封垫密封问题，利用有限元分析软件Abaqus建立橡胶垫及其边界的有限元模型，讨论不同条件下密封垫的力学性能，为橡胶密封结构的设计计算提供一条新途径.1Abaqus非线性超弹性模型随着社会的发展和科技的进步，CAE已经历50多年的发展，其理论和算法都已日趋成熟，现已成为工程和产品结构分析中不可或缺的重要工具.Abaqus具有强大的非线性分析能力，可以解决从相对简单的线性分析到复杂的非线性问题.1.1超弹性材料的本构方程确定弹性体材料的非线性特性非常困难，超弹性材料的模拟运用的是基于应变能密度的本构理论.这些本构方程主要有2类：第一类认为应变能密度是主应变不变量的一个多项式函数，当材料不可压缩时，该材料模型通常被称为Rivlin 材料，如果仅仅一次项被采用，那么模型被称为MooneyRivlin材料.第二类认为应变能密度是3个主伸长率的独立函数，如Ogden，Peng和PengLandel材料模型.[1]1.2两参数的MooneyRivlin模型常数的确定1.2.1利用橡胶的硬度对于橡胶材料，在小应变时弹性模量E0，剪切模量G，材料常数C1和C2的关系为G=E03=2（C1+C2）（6）根据橡胶硬度HA与弹性模量E0的试验数据，拟合得到二者之间的关系式为E0=15.75+2.15HA100-HA （7）记录硬度计读数HA，就可将其转化为弹性模量，再根据公式，只要确定C2/C1的比值，就可以得到C1和C2.1.2.2利用经验公式如果分析人员仅有一个C01值，并想在模型中包含一个非零的C10，则可假定C01=0.25C10，由式（5）可得E=6（C10+0.25C01）（8）C10=E6×1.25 （9）2有限元模型和分析方法某型发动机开发中，凸轮轴座去掉一部分材料后，橡胶密封垫变为单根筋密封，需评估凸轮轴位置传感器位置密封圈是否存在密封失效风险，同时对比2根筋都起密封作用时的情况.发动机模型见图1.图 1发动机模型由于密封垫和缸盖罩的沟槽在结构上是轴对称的，在理想状况下，密封垫沿轴线方向上的载荷也是轴对称的.[2]因此，可以将此处的密封垫密封研究由三维简化为二维问题.缸盖罩、密封垫和凸轮轴座的几何截面模型见图2.图 2截面几何模型选用的橡胶密封垫材料为丙烯酸酯橡胶，硬度（邵尔A型）为65.通过式（7）得到弹性模量E0，再根据经验公式，得C01=0.110 691，C10=0.427 63.缸盖罩与凸轮轴座为解析刚体模型，无需划分网格；密封垫为可变形体，网格划分情况见图3.边界条件为对凸轮轴设置固定约束，限制其各个方向的平动和转动自由度.[3]对缸盖罩施加向下1.8 mm的位移.密封垫与缸盖罩及凸轮轴座定义有限滑移（finite sliding）接触关系，摩擦类型为库伦摩擦，摩擦因数为0.11.（a）单根筋密封（b）2根筋密封图 3有限元模型3计算结果和分析压应力结果见图4，可知，单根筋与2根筋密封时，上、下接触面的接触应力均大于1 MPa，密封垫能很好地保证密封效果.接触压力的大小反应密封垫的密封能力，保证密封的必要条件是最大接触压力大于或等于油压.（a）单根筋密封（b）2根筋密封图 4压应力结果， MPavon Mises应力结果见图5，可知，单根筋密封的最大von Mises应力为2.16 MPa，而2根筋密封的von Mises应力为0.92 MPa.这是由于单根筋时，密封垫与凸轮轴接触会有一定的倾斜所致.最大von Mises应力反应截面上各主应力差值的大小，一般，von Mises应力越大，将越加速橡胶材料的松弛，造成刚度下降，材料越容易出现裂纹.压缩率过大会出现应力松弛.在静密封时，油封介质为油/空气，压缩率在15%～25%为佳.因此，如图6所示，单根筋密封的最大应变为49.37%，有出现应力松弛的危险.（a）单根筋密封（b）2根筋密封图 5von Mises应力结果， MPa（a）单根筋密封（b）2根筋密封图 6应变结果4结束语凸轮轴座去掉一部分材料后，虽然密封垫只有一根筋产生密封作用，但是能很好地保证密封效果.由于其接触时有一定的倾斜，会产生较大的von Mises应力和过大的压缩率，加速橡胶的松弛，造成刚度下降，在后续设计中应修改橡胶垫的结构.相较于传统的设计方法，运用Abaqus能有效预测橡胶密封垫的载荷分布，能更直观、定量地了解橡胶密封垫在工作时的应力应变状态，减少试验费用，缩短产品的设计周期，是橡胶密封设计和优化的理想工具.参考文献：[1]王伟，邓涛，赵树高. 橡胶MooneyRivlin模型中材料常数的确定[J]. 特种橡胶制品，2004（8）： 810.[2]尚付成，饶建华，沈钦凤，等. 超高液压下O形橡胶密封圈的有限元分析[J]. 液压与气动， 2010（1）： 6769.[3]石亦平，周玉蓉. Abaqus有限元分析实力讲解[M]. 北京：机械工业出版社， 2006.（编辑陈锋杰）。
