ABAQUS在inp里添加彈簧單元全過程

2017-04-20 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

模擬鋼筋混凝土粘結(jié)滑移,以我現(xiàn)在的水平來看,大概有三個思路,一個是用cohesive,一個是用Spring2彈簧單元,再有就是Umat了。我先學習的是彈簧單元。

ABAQUS里有三種彈簧單元,Spring1,Spring2和SpringA。其中,ABAQUS文檔的解釋如下:

Spring2有兩個節(jié)點,每個節(jié)點只有一個自由度。鋼筋采用Wire建模,Truss單元,混凝土實體單元。mesh之后會出節(jié)點,所以盡量mesh成相同的節(jié)點,用鋼筋和混凝土重合的節(jié)點,在三個方向分別建立彈簧。垂直于鋼筋縱向的兩個彈簧設置成剛度較大,彈性。沿鋼筋方向的彈簧,需要確定粘結(jié)滑移本構(gòu),定義力和滑移位移的關系。對比一下:Spring1是彈性的,只有一個節(jié)點,而SpringA的作用是沿兩點連線的,每個點有三個自由度。

線形的彈簧單元可以在Interaction模塊里,找到Special里面添加,非線性的就只能的通過修改inp文件了。內(nèi)容添加Assembly里,我的習慣是寫在End Assembly前一行。

對于添加內(nèi)容,大概有兩部分,一部分是對節(jié)點的定義,另一部分是對力-位移曲線的定義。兩者是分開的,通過elset識別。elset是Element set 的意思,就是定義一個單元集合,名字根據(jù)在abaqus里添加線性彈簧單元所生成的inp來看,是集合名字后邊跟"-spring"。type=Spring2是固定格式,

這句后邊是節(jié)點編號,如下圖。

值得注意的是,Instance名是Part名后邊跟編號形成的(如 “-1”),如果Part的名字有空格,就需要加引號了。如下圖

最左邊一列的數(shù)字是單元的編號,從1開始,順著排下去就行。中間和右邊兩列是單元的節(jié)點,Wire-1是Instance的名字。查看單元編號和節(jié)點編號,在View--Part Display Options里,在mesh一欄分別勾選Show node labels和Show element labels。在mesh模塊的視圖里就可以顯示了。實體名稱和對應的節(jié)點編號之間用“.”連接。

線性彈簧,一般給個大剛度就好,用于定義型鋼和混凝土接觸面發(fā)現(xiàn)法向的接觸。

非線性彈簧,根據(jù)粘結(jié)滑移本構(gòu)得來。

關于粘結(jié)滑移本構(gòu),公式很多,相差也非常大,這里因為規(guī)范給出的最好算,還是采取用規(guī)范的值。對于型鋼混凝土,建議看看楊勇的論文。

得到切向的應力之后,再根據(jù)網(wǎng)格的劃分,確定了每個單元的鋼筋的長度之后,可以得到F。

就是應力乘以面積。

*Spring, elset=X-Spring(非線性的Spring2,多一個Nonlinear,這個是很多教程都是這么說的,我測試后發(fā)現(xiàn),去掉之后也沒有關系)。之后定義彈簧的方向,X軸方向為1,1;Y軸方向為2.2;Z軸方向為3,3。兩個數(shù)字中,第一個數(shù)字的含義是節(jié)點1沿著1軸(即X軸)運動,第二個數(shù)字的含義是節(jié)點2沿著1軸(即X軸)方向運動;F=kX,X就是兩點在1軸方向運動的位移差。如果前后數(shù)字不同,我理解的,就是向量的加減了。

這些定義好之后,inp就可以計算了。我這邊有一個完整的inp文件,類似于型鋼混凝土的小練習,有需要看這個inp的,在回復中留下郵箱,我會發(fā)送到郵箱里。

大多數(shù)教程講到這里就沒有然后了。后邊的一些東西,我感覺還是挺關鍵的。兩點,一個是inp文件做好后,不要導入abaqus再計算,因為abaqus識別不了;二是直接在job里提交inp的方法。

打開abaqus,不用新建任何項目,直接到job模塊,新建一個job,點集creat之后,Source選擇Input File,如下圖: