搜索hypermesh與abaqus接口連接經典實例
2016-10-18 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
模型中考慮了材料、幾何的非線性、接觸和Tie連接,所有設置都在HM中完成,輸出inp文件后可以直接在Abaqus中計算。
再加一些步驟說明:
問題描述:如下圖所示模型,模型整體分為三部分,黃色的tube、深藍色的holder和淺藍色的welded_part。其中tube和holder部分屬于接觸,而holder和welded_part兩部分的連接屬于焊接,這里采用Abaqus中的Tie連接方式。最后固定welded_part的一端,而在tube的一端施加一個扭矩,為了保證不發生剛體位移,在tube的另一端施加一個止推的約束。
定義ABAQUS模板:
在Geom頁面上選擇user prof…,從彈出菜單中選擇ABAQUS,然后選擇Standard 3D。
為保證問題具有一般性,對上述模型劃分的網格在連接的部分均保證網格不對齊,在寬度和圓周上均采用了不同的網格密度。
單元類型的設置:
因為涉及接觸問題,所以模型中的實體單元均采用Abaqus中的C3D8R減縮積分單元,單元類型的選擇請參考Abaqus使用手冊。在HyperMesh中改變單元類型的步驟如下:
1.在1D、2D和3D的任何一個頁面中點擊elem types。
2.選擇2d&3d子面板,根據單元的結構選擇單元類型,在這個例子中點擊hex8,從彈出菜單中選擇C3D8R。
3.選中要更新單元類型的單元,這里選擇by collector(選擇所有三個comps)。
4.點擊update。
5.如果需要察看現有任意一個單元的類型,在永久菜單上點擊card,將操作對象設為elem,選擇單元后點擊edit。就可以看到單元的類型。
材料的設定:
材料非線性的考慮,為了簡化問題,所有三個部分均采用相同材料steel。在HyperMesh中的設置過程如下:
1.在collector面板中選擇create子面板。
2.將選擇開關設為mats,將名稱設為steel,對其采用ABAQUS_MATERIAL的card image。
3.點擊create/edit。(對已有的模型可以在card image子面板中使用edit來察看相應的mats。)
4.在下層菜單中選擇要考慮的參數,必要時拖動左邊的滾動條。在這個例子中選擇Density、Elastic和Plastic三個選項。
5.可以看到在上層菜單中出現了上述三個選項的輸入框,在這里可以為其輸入數值。
6.在Density(1)中輸入7.83E-9(采用ton-mm-s的單位制)。
7.在E(1)和NU(1)中分別輸入2.07E5和0.3。如果需要改變Elastic的類型,可以在下層菜單中點擊TYPE的選擇開關來設置,這里選擇ISOTROPIC。
8.利用表格輸入塑性材料的屈服應力和塑性應變曲線。表格的行數可以在下層菜單中的PLASTICDATACARDS中輸入,這里設為5。由于不考慮材料硬化,在下層菜單中的Hardening中選擇NO HARDENING。
9.由于第八步的設置,在上層菜單中的PLASTIC下面出現了一個五行的表格,在其中填入相應的曲線數值,這里采用的數值是隨意選擇的,僅供參考。注意所有屈服應力的數值必須大于0,塑性應變的第一行數值必須為0(由Abaqus規定)。
10.點擊return確認上述設置。
定義接觸
定義tube和holder之間的接觸,如圖所示,holder部分網格較粗,設定其內環表面為主面,tube部分網格較細,設定其為從面。
設定過程如下:
1.在宏菜單上點擊Abaqus進入ABAQUS的宏菜單。
2.點擊Contact Manager。在當前模型中的所有接觸和Tie連接的內容都可以在這里通過Edit…來察看和修改。接下來的教程用來指導接觸對的創建過程。
3.在ABAQUS Contact Manager的彈出菜單中選擇Surface子菜單,定義接觸面。首先定義主面master,然后定義從面slave。
4.在HyperMesh的主窗口中使用永久菜單上的disp面板只顯示holder部分的網格。
5.點擊New…。在彈出菜單中輸入名稱master,選擇Element based,選擇一個顏色后,點擊create。
6.因為接觸面master是holder部分的內表面,而holder是3D實體單元,所以接觸面應當選擇實體單元的外表面。所以在Define Surface for:中選擇,3D Solid, gasket。
7.在Select Elements:下面點擊Element,通過by collector方式選擇holder的所有單元。點擊proceed。
8.在Select faces by:下面選擇Nodes on face模式。
9.點擊Nodes。在holder內環表面的任意一個單元外表面上選擇三個節點。點擊proceed。
10.現在Contact Manager如下圖所示。
11.點擊Add。現在master這個接觸面如下圖所示。
12.重復上述步驟4-11,完成接觸面slave的創建。選擇tube部件的外表面。選擇后的結果如下頁圖所示。
13.定義好接觸面以后,接下來定義接觸面之間的接觸對,在定義這個Contact Pair之前,首先需要定義接觸屬性。在Contact Manager中選擇Surface Interaction。點擊New…。
14.設定名稱contact1,點擊create…。
15.在Define窗口中選擇Surface behavior,這里暫時不考慮摩擦和阻尼。
16.在Surface behavior中做出如下設置
17.點擊OK。
18.現在可以定義Contact Pair。選擇Interface頁面。點擊New…。
19.定義名稱為contact,選擇類型為Contact Pair,點擊create…。
20.在Define中做出如下設置。可以在Parameter中將這個接觸類型設置為小滑動(small sliding)。
21.點擊OK完成對接觸的定義。
定義Tie連接
定義如下圖的Tie連接的過程與定義接觸的過程類似。區別在于不需要定義Surface Interaction,而在創建Interface的時候要將類型設為Tie。在本模型中Tie連接的主面和從面分別被設為Tie_master和Tie_slave。
對Tie連接的屬性定義在Interface中的Parameter菜單中進行,具體參數的定義請參考Abaqus使用手冊
定義約束
1.在collector面板中創建名為constraints的loadcols,將其card image設為INITIAL CONDITION。
2.在BCs頁面中點擊constraints面板。
3.選擇如下圖所示的節點。
4.約束這些節點的1、2和3三個方向上的自由度
5.在tube上靠近holder這一端,選擇如下圖所示的節點。
6.約束其3方向的自由度,其他自由度放開
定義扭矩
1.定義名為forces的loadcols,將其card image設為History。
2.在BCs頁面上點擊forces面板。
3.在tube的另一端創建如下圖所示的兩個反方向力
定義Load Steps
首先為了在HyperView和HyperMesh中的后處理,需要Abaqus計算出.fil文件。在BCs里面的output block中創建一個輸出控制,要求輸出節點位移、單元應力、約束反力和接觸應力等相關結果,各參數的含義請參考Abaqus手冊。在本例中,創建一個名為standard的output block。
在load steps中創建一個step1,在loadcols中選擇constraints和forces,在outputblock中選擇剛才創建的standard。
在編輯step1的時候,需要為其指定如下的step parameters。
Name——step的名稱
Nlgeom——幾何非線性
在AnalysisProcedure中指定這次分析為Static。
其它選項可以視情況而定。
輸出*.inp文件
在HyperMesh的file面板中輸出*.inp文件。該文件可以直接用于Abaqus計算
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