abaqus技巧之一

2016-10-05 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

采用abaqus的cae進行力學(xué)問題的分析,其對模型的處理存在很多的技巧,對abaqus的一些分析技巧進行一些概述,希望對大家有所幫助。
1.abaqus的多圖層繪圖
abaqus的cae默認(rèn)一個視區(qū)僅僅繪出一個圖形,譬如contor圖,變形圖,x-y曲線圖等,其實在abaqus里面存在一個類似于origin里面的圖層的概念,對于每個當(dāng)前視區(qū)里面的圖形都可以建立一個圖層,并且可以將多個圖層合并在一個圖形里面,稱之為OverlayPlot,譬如你可以在同一副圖中,左邊繪出contor圖,右邊繪出x-y圖等等,并且在abaqus里面的操作也是很簡單的。
1.首先進入可視化模塊,當(dāng)然要先打開你的模型數(shù)據(jù)文件(。odb)
2.第一步要先創(chuàng)建好你的圖形,譬如變形圖等等
3.進入view里面的overlayplot,點擊creat,創(chuàng)建一個圖層,現(xiàn)在在viewportlayer里出現(xiàn)了你創(chuàng)建的圖層了
4.注意你創(chuàng)建的圖層,可以看到在visible下面有個選擇的標(biāo)記,表示在視區(qū)里面你的圖層是否可見,和autocad里面是一樣,取消則不可見current表示是否是當(dāng)前圖層,有些操作只能對當(dāng)前圖層操作有效,同cad name是你建立圖層的名稱,其他的屬性值和你的模型數(shù)據(jù)庫及圖形的類型有關(guān),一般不能改動的。
5.重復(fù)2-4步就可以創(chuàng)建多個圖層了
6.創(chuàng)建好之后就可以選擇plot/apply,則在視區(qū)顯示出所有的可見的圖層
1.什么是子結(jié)構(gòu)
子結(jié)構(gòu)也叫超單元的(兩者還是有點區(qū)別的,文后會談到),子結(jié)構(gòu)并不是abaqus里面的新東東,而是有限元里面的一個概念,所謂子結(jié)構(gòu)就是將一組單元組合為一個單元(稱為超單元),注意是一個單元,這個單元和你用的其他任何一種類型的單元一樣使用。
2.為什么要用子結(jié)構(gòu)
使用子結(jié)構(gòu)并不是為了好玩,凡是建過大型有限元模型的兄弟們都可能碰到過計算一個問題要花幾個小時,一兩天甚至由于單元太多無法求解的情況,子結(jié)構(gòu)正是針對這類問題的一種解決方法,所以子結(jié)構(gòu)肯定是對一個大型的有限元模型的,譬如在求解非線性問題的時候,因為對于一個非線性問題,系統(tǒng)往往經(jīng)過多次迭代,每次這個系統(tǒng)的剛度矩陣都會被重新計算,而一般來說一個大型問題往往有很大一部分的變形是很小的,把這部分作為一個子結(jié)構(gòu),其剛度矩陣僅要計算一次,大大節(jié)約了計算時間。
3.哪些情況可以使用子結(jié)構(gòu)
前面提到的非線性問題,包括了很小變形的或者線彈性部分可以使用子結(jié)構(gòu),特別是當(dāng)模型中有很多相同的部分時,提到的最多的一個例子就是桌子的四條腿,四條腿作為子結(jié)構(gòu)(因為基本時彈性變形)可以包括了很多的實體單元,可以大大提高效率再一個就是問題確實太大,只有采用子結(jié)構(gòu)將問題分成很多塊,計算出結(jié)果后再次采用子結(jié)構(gòu)分塊計算,一直到能對每塊單獨計算為止。
4.abaqus中子結(jié)構(gòu)的特點及要注意的問題
子結(jié)構(gòu)是一組單元的集合,但是在子結(jié)構(gòu)中僅僅只有你指定的那些節(jié)點的自由度會保留下來而其他節(jié)點的自由度都被消除了,其他的節(jié)點均是通過線性插值的方式獲得求解;
子結(jié)構(gòu)是通過你指定的節(jié)點與其他的單元建立聯(lián)系的;在abaqus的6.4版本中只有子結(jié)構(gòu)這個概念沒有超單元了,其區(qū)別就是子結(jié)構(gòu)可以求得單元內(nèi)部準(zhǔn)確的解而超單元不行;當(dāng)你定義子結(jié)構(gòu)的時候不要包含太多的單元,因為單元的剛度矩陣集成的時候會花掉太多的時間,可以用更多的含有較少單元的子結(jié)構(gòu)代替。
5.在abaqus中子結(jié)構(gòu)的用法
一般包括如下部分,首先你要利用substructuregenerate和retained nodal dofs定義一個子結(jié)構(gòu),然后你可以定義子結(jié)構(gòu)的內(nèi)部荷載,邊界條件一旦你已經(jīng)定義了子結(jié)構(gòu)以后你就可以象利用一般的單元一樣使用子結(jié)構(gòu)了,譬如輸出請求等等。因為內(nèi)容太多只能另外的文章再述了,大家也可以直接看看手冊,要注意的是,abaqus cae是不支持子結(jié)構(gòu)的。
如何在不同的分析步改變材料的參數(shù)
我所了解的大概有三種不同的方法:
1.最強大的當(dāng)然是采用umat的方式,不過需要有深厚的有限元基礎(chǔ),一般人不推薦使用
2.采用場變量,不過功能相對簡單
3.采用abaqus的import命令將前面分析的結(jié)果傳遞到新的分析之中
這里介紹下第二種方法
*什么是場變量
所謂場變量,我的理解就是一個環(huán)境變量,它建立了一個與材料參數(shù)之間的中介,雖然不能直接指定材料參數(shù)在不同的分析步具有不同的值,但是通過場變量,間接的達到了目的。
*怎樣使用場變量
其實場變量用的較多的實在熱力學(xué)和流體力學(xué)的分析種,這里介紹的僅僅是在固體力學(xué)中的用法
1.定義場變量
*你可以在initial中指定場變量的值,格式如下
initial conditions,type=field,variable=n(場變量的編號)
Set-1(你定義的結(jié)點集),1.0(場變量的值)
場變量是通過編號來識別的,一次只能定義一個場變量
*你也可以直接在分析步中指定場變量的值,格式如下
*field, variable=1
Set-1,1
當(dāng)然也可以同時使用initial和field,當(dāng)你指定的場變量改變時,默認(rèn)材料的參數(shù)是在增量步間線性變化的。
2.建立材料參數(shù)和場變量之間的聯(lián)系
如果你用cae,在prop模塊里面的材料參數(shù)一般都有Number offield variables,場變量都是從1開始的,你也可以選擇多個場變量。填入場變量的值和材料參數(shù)間的關(guān)系,譬如
楊是模量泊松比field1
200.E9, 0.3, 1.
180.E9, 0.3, 2.
如果你用的是命令格式,則在inp文件里面鍵入:
*ELASTIC, DEPENDENCIES=1
200.E9, 0.3, , 1.
180.E9, 0.3, , 2.
第四個參數(shù)表示場變量的值
3.注意
場變量在不同分析步中的值有你在不同的分析步中指定,如果沒有指定,材料參數(shù)默認(rèn)微是場變量1的值,例如
*STEP,name=step1
*STATIC......
*FIELD, VARIABLE=1
NALL, 1.
*END STEP
*STEP,name=step2
*STATIC......
*FIELD, VARIABLE=1
NALL, 2.
*END STEP
cae步支持場變量,所以你必須自己更改inp文件,
4.技巧
如果材料的參數(shù)變化比較復(fù)雜,一般是利用幅值曲線來定義場變量值的變化,
*FIELD, VARIABLE=1,amplitude=???
對幅值曲線步清楚的自己可以看手冊
*模型的重啟動分析-restart
按理說restart不應(yīng)該算是一個分析的技巧,而是一個常識,不過呢可能有很多朋友沒有建過大型模型導(dǎo)致restart也用的較少,所以也介紹下
1.什么是restart
你的job可能包含多個step,可是如果你的模型很大,可能會有這樣一種情況,當(dāng)你花了幾天幾夜,終于分析好的時候,你發(fā)現(xiàn)the firststep的邊界條件設(shè)置的有問題,這對于你真是晴天霹靂,于是你只好重新來過,可是低二天你發(fā)現(xiàn)你的電腦restart,這時的你可能只能問上帝了,how can ido?
*restart,就是將一個復(fù)雜的模型分析過程分成很多的階段,甚至是一個increatmentstep一個階段,你可以對每個階段的結(jié)果進行檢驗,然后進入下一個階段進行分析。
2.重啟動需要那些文件
對于standard來說,.res,.mdl,.stt,.prt,.odb,這些文件是用于重啟動的,explict是.abq,.stt,.prt,.odb.
3.如何在一個分析中設(shè)置重啟動來生成以上文件。
這里只介紹下在standard的用法,其實很簡單?
inp文件里面加入*RESTART, WRITE,FREQUENCY=N就可以了
cae默認(rèn)加入了重啟選項,不過可以在step->output->restartrequest里面設(shè)置輸出的頻率,也就是frequency。
*技巧:因為res文件包含了模型的幾乎全部信息,所以非常大,你可以設(shè)置overlay參數(shù)使后面的數(shù)據(jù)覆蓋吊前面的數(shù)據(jù),不過restart的話你也只能從最后一個增量步開始
4.如何重啟
你要指定一個重啟點,
inp文件里面加上*RESTART, READ,STEP=step, INC=increment就可以了cae中更簡單,首先在model->editattribute里面選擇restart,指定前面分析的job名和你想重啟動的開始分析步和增量步就可以了,然后在job里面指定重新創(chuàng)建的工作類型,restart,that's all.
5.注意
重啟動不能改變你的原始分析中的任何參數(shù),也就是說,你的啟動點的模型必須和原始分析中的模型完全一致的,所以不要企圖采用restart的方法來改變邊界條件,材料參數(shù)或者網(wǎng)格的密度等等。這些需要另外的技巧來實現(xiàn)。