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ABAQUS线性静力学分析实例
线性静力学分析实例
线性静力学问题是简单且常见的有限元分析类型，不涉及任何非线性（材料非线性、几何非线性、接触等），也不考虑惯性及时间相关的材料属性。在ABAQUS 中，该类问题通常采用静态通用（Static ，General ）分析步或静态线性摄动（Static ，Linear perturbation）分析步进行分析。
线性静力学问题很容易求解，往往用户更关系的是计算效率和求解效率，希望在获得较高精度的前提下尽量缩短计算时间，特别是大型模型。这主要取决于网格的划分，包括种子的设置、网格控制和单元类型的选取。在一般的分析中，应尽量选用精度和效率都较高的二次四边形/六面体单元，在主要的分析部位设置较密的种子；若主要分析部位的网格没有大的扭曲，使用非协调单元（如CPS4I 、C3D8I ）的性价比很高。对于复杂模型，可以采用分割模型的方法划分二次四边形/六面体单元；有时分割过程过于繁琐，用户可以采用精度较高的二次三角形/四面体单元进行网格划分。
一 悬臂梁的线性静力学分析
1.1 问题的描述
一悬臂梁左端受固定约束，右端自由，结构尺寸如图1-1所示，求梁受载后的Mises 应力、位移分布。
材料性质：弹性模量E =2e 3，泊松比ν=0. 3
均布载荷：p =
图1-1 悬臂梁受均布载荷图
1.2 启动ABAQUS
启动ABAQUS 有两种方法，用户可以任选一种。
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ABAQUS后处理中各应力解释(个人收集)
ABAQUS 中的壳单元 S33 代表的是壳单元法线方向应力，S11 S22 代表壳单元面内的应力。因为壳单元的使用范围是“沿厚度 方向应力为 0”，也即沿着法相方向应力为 0，且满足几何条件才能使用壳单元，所以所有壳单元的仿真结果应力查看到的 S33 应力均为 0。 S11 S22 S33 实体单元是代表 X Y Z 三个方向应力，但壳单元不是，另外壳单元只有 S12，没有 S
13，S23。LE----真应变（或对数应变） LEij---真应变 ... 应变分量；PE---塑性应变分量；PEEQ---等效塑性应变ABAQUS Field Output Stresses S stress components and invariants 应力分量和变量 SVAVG volume-averaged stress components and invariants (Eulerian only) MISESMAX 最大 Mises 应力 TSHR transverse shear stress(for thick shells)横向剪切应力 CTSHR transverse shear stress in stacked continuum shells 连续堆垛壳横向剪切应 力 TRIAX stress triaxiality 应力三轴度 VS stress in the elastic-viscous network 弹 粘性网格应力 PS stress in the plastic-viscous network 塑粘性网格应力 SFABRIC stress components in fabric constitutive measure 纤维本构应力分量 SSAVG average shell section stress 平均壳节点应力 Strain E total strain components 总应变分量 VE viscous strain in the elastic-viscous network 黏性应变 弹黏性网格 PE plastic strain components 塑性应变分量 PEVAVG volume-averaged plastic strain components (Eulerian only) VEEQ equivalent viscous strain in the elastic-viscous network PEEQ equivalent plastic strain PEEQVAVG volume-averaged viscous strain components (Eulerian only) PEEQT equivalent plastic strain(tension: cast iron and concrete) 等效塑性应变 PEEQMAX maximum equivalent plastic strain 最大等 效塑性应变 PEMAG plastic strain magnitude 塑性应变 PEQC equivalent plastic strain at multiple yield surfaces 多屈服面等效塑性应 变 NE normal strain components 垂直塑性应变 LE logarithmic strain components 对数应变 SE mechanical strains and curvatures 机械应变和曲率 DAMAGEC compressive damage 压缩破坏 DAMAGET tensile damage 拉伸破坏 DAMAGEFT fiber compressive damage 纤维压缩破坏 DAMAGAMT matrix tensile damage 复合拉伸破坏 DAMAGAMC matrix compressive damage 复合压缩破坏 DAMAGESHR shear damage 剪切破坏 SDEG scalar stiffness degradation 尺寸刚度梯度 EFABRIC total strain components in fabric constitutive measure 纤维本构总应变 Force/Reactions RF reaction forces and moments 反应力和力矩 RT reaction forces 反应力 RM reaction moments 反应力矩 CF concentrated forces and moments 集中力和力矩 SF section forces and moments 节点力和 力矩 NFORC nodal forces due to element stress 结力-单元应力 RBFOR force in rebar BF body forces 体力 GRAV uniformly distributed gravity loads 统一分布重力加载 P pressure loads 压力加载 HP Hydrostatic pressure loads 静水压力加载 TRSHR shear traction vector 剪切牵引载体 TRNOR normal component of traction vector 牵引载体垂直分量 VP viscous pressure loads 黏性压力载 荷 STAGP stagnation pressure loads 停滞压力载荷 SBF stagnation body forces 停滞体力1、 弹塑性分析中并不一定总要考虑几何非线性。“几何非线性”的含义是位移的大小对结构的响应发生影响，例如大位移、 大转动、初始应力、几何刚性化和突然翻转等。 2、 等效塑性应变 PEEQ 与塑性应变量 PEMAG，这两个量的区别在于，PEMAG 描述的是变形过程中某一时刻的塑性应变，与加 载历史无关；而 PEEQ 是整个变形过程中塑性应变的累积结果。等效塑性应变 PEEQ 大于 0 表明材料发生了屈服。在工程结 构中，等效塑性应变一般不应超过材料的破坏应变（failure strain）。 3、 在定义塑性材料时应严格按下表原则输入对应的真实应力与塑性应变：真实应力 &&/FONT&屈服点处的真实应力& &&/FONT&真实应力& ?? 塑性应变 0 &&/FONT&塑性应变& ??注意：塑性材料第一行中的塑性应变必须为 0，其含义为：在屈服点处的塑性应变为 0。 4、 定义塑性数据时，应尽可能让其中最大的真实应力和塑性应变大于模型中可能出现的应力和应变值。 5、 对于塑性损伤模型，其应力应变曲线中部能有负斜率。 通常都是通过其他软件数据导入到 abaqus，比如 Etabs，Midas，satwe 等中建模，然后把网格数据作为 abaqus 有限元模型。 那么 abaqus 的 cae 是做什么的？其实用 cae 来建模实体模型还是可行的，可以油点变线，由线变面，由面变体，并可做布尔 运算，然后把多个部件组装为整体结构，统一划分网格。从这方面来说 cae 是不错的。abaqus 最厉害的方面显然是它的求解器，abaqus 分隐式求解器和显式求解器。隐式求解器里可实现模态分析、瞬态分析、时 程分析、屈曲分析等，内嵌了改进型 NewMark 隐式算法和 Wilson 算法，求解非线性问题非常稳定，一般只要计算通过就能得 到较好的结果。显式求解器不仅是 abaqus 的特色求解器，而且有极高的效率，能够快速的进行非线性求解，并且也能有较好的 稳定性，也能完成静力和动力计算。另外，同样模型数据可以在两个求解器中计算。 abaqus 另一方面，它提供大量的单元，丰富的材料，可以模拟混凝土、金属等硬质材料，或岩土、泡沫、塑料等软质材料，而 且提供了自定义材料接口和自定义单元，有了给研究者、应用者丰富的空间。对于我们做结构的人来说，结构设计是不可少的，既然 abaqus 是通用有限元软件，我就不可能去苛求它能做设计，所以我也只 能用它去核算一些应力内力位移等，abaqus 提供了交互良好的后处理，可以查看各种结果，而且可以自定义集合，按集合输出 自己想要的内容。也可以绘制跟时程相关的曲线。能输出图形也能输出文本。但是，在结构设计中各种跟层相关的统计参数就 非常的困难，用户必须把相应的结果输出后到 excel 表中统计计算得到。因此通常建议对 abaqus 的结果通过程序做二次处理来 实现结果统计。abaqus动力学有限元分析指南.pdf
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