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1、ABAQUS瞬态动力学分析瞬态动力学分析一、问题描述一质量块沿着长度为1500mm的等截面梁运动,梁的材料为钢(密度=7.8E-9ton/mm3,弹性模量E=2.1E5MPa,泊松比=0.3),宽为60mm,高为40mm。质量块的长为50mm,宽为60mm,高为30mm。质量块的密度=1.11E-007ton/mm3,弹性模量E=2.1E5MPa,泊松比=0.3,如图5.1所示。质量块以10000mm/s的速度匀速通过悬臂梁(从固定端运动到自由端),计算梁自由端沿y方向的位移、速度和加速度。图1质量块沿梁运动的示意图二、目的和要求掌握结构的动力学分析方法,会定义历史输出步。1)用六面体单元划分
2、网格,厚度方向有4排网格。2)采用隐式算法进行计算。三、操作步骤1、启动ABAOUS/CAE开始程序ABAQUS6.7-1ABAQUSCAE。启动ABAQUS/CAE后,在出现的StartSession(开始任务)对话框中选择CreateModelDatabase(创建新模型数据库)。2、创建部件在ABAQUS/CAE窗口顶部的环境栏中,可以看到模块列表Module:Part,这表示当前处在Part(部件)功能模块,可按照以下步骤来创建梁的几何模型。创建两个零件分别命名为mass(质量块)和beam(梁),均为三维实体弹性体。3、创建材料和截面届性在窗口左上角的Module(模块)歹0表中选择
3、Property(特性)功能模块。(1)创建梁材料Name:Steel,Density:7.8E-9,YoungsModulus(弹性模量):210000,PoissonsRatio(泊松比):0.3。.(2)创建截面届性点击左侧工具箱中的染(CreateSection),弹出CreateSection对话框,Category:Solid,Type:Homogeneous,保持默认参数不变(Material:Steel;Planestress/strainthickness:1),点击OK。(3)给部件赋予截面届性点击左侧工具区中的琴L(AssignSection),将上一步创建的截面届性赋给
4、梁。(4)重复步骤(1)(4),为质量块赋截面届性。注意:质量块的密度为1.11E-007ton/mm3。(1) 4、定义装配件Assembly模块中选中mass和beam,创建装配体。(2) 通过己按钮,移动质量块,使两零件的位置关系如图2所示。图2装配体位置关系5、设置分析步ABAQUS/CAE会自动创建一个初始分析步(initialstep),可以在其中施加边界条件。用户还必须自己创建后续分析步(analysisstep),用来施加载荷。具体操作方法:在窗口左上角的Module列表中选择Step(分析步)功能模块。点击左侧工具区中的(CreateStep)。在弹出的CreateStep对
5、话框中,在Name后输入dynamic,Proceduretype:General;选中Dynamic,implicit,点击Continue,弹出EditStep对话框,在Basic中设置计算总时间0.15s,如图4所示,在Incrementation中设置时间步长,如图5所示,点击OK。CreateStcpCoupleA.tempdisp1.icementConpLdtkermalelctricDyrnamiImplicitDyiLornicjExpLicitDygm弓Temp-disp,EirplicitGe中HeattransferMassdiffusionContiime.Cance
6、l图3CreateStep对话框图4设置计算总时间0.15sEdxtStepTirpe:Dvixanic.Inplicitnumberfinerstheats,2000Incrwaniliit:|。一口0015HaJLfatepre3.id.u.aJ.,loleraxJSupprtsihilfBstaprtsiidutlcdcatiaiLCazicOKJ图5设置时间步长设置历史输出:在菜单Toolset(命名为set-output)选择梁自由端的某一个顶点。点击CreateHistoryOutput图标,设置时间输出步,如图6所示,选中U2,V2,A2。点击OK。图6设置历史输出步6、定义接触
7、1)定义接触届性。在Interaction模块中,点击CreateInteractionProperty图标,在CreateInteractionProperty对话框中选择contact,点击Continue,弹出EditInteractionProperty对话框。设置MechanicalTangentialbehaviorFrictionless和MechanicalNormalbehaviorDefault和“Hard”contact,如图7和8所示。图7切向接触届性图8法向接触届性2) 定义接触。点击CreateInteraction图标,选择Surface-to-surface(S
8、tandard),点击Continue,mastersurface选择质量块的下表面,slavesurface选择梁的上表面,在弹出的EditInteraction对话框中点击OK。7、定义边界条件和载荷约束:固定梁的左端,在Createboundarycondition对话框中选择Symmetry/Antisymmetry/Encastre,点击Continue,选择梁的左端面,在Editboundarycondition对话框中选择Encastre。1)Qiloadmanager,step选择dynamic,typesforselectedforce选择gravity,如图9、10。图9创
9、建载荷步EditLoadNamft:Lod-avityGravity5tep:dynamicImplicit)Regies|(W局届阮业可艮低膈而云;JCreate.I,OKCancel图10创建载荷步为质量块赋速度:2)菜单ToolAmplitudeCreate,弹出CreateAmplitude对话框,输入如图11所示参数,点击OK。图11创建载荷步3)在Createboundarycondition对话框中选择Velocity/Angularvelocity,点击Continue,选择质量块(将梁隐藏,框选整个质量块),中键确认,弹出Editboundarycondition对话框中,设
10、置如图12。点击OK。图12设置Editboundarycondition对话框8、划分网格在窗口左上角的Module列表中选择Mesh(网格)功能模块,分别为质量块和梁划分网格,如图13所示。图13网格划分9、提交分析作业在窗口左上角的Module列表中选择Job您析作业)功能模块。(1)创建分析作业点击左侧工具区中的二(JobManager),弹出JobManager对话框,点击Create(创建新的作业),在Name后面输入Beam-dynamic,点击Continue,弹出EditJob对话框,各参数保持默认值,点击OK。(2)提交分析在JobManager对话框中点击Submit(提
11、交分析)。看到对话框中的Status(状态)提示依次变为Submitted,Running和Completed,这表示对模型的分析已经成功完成。点击此对话框中的Results(分析结果),自动进入Visualization模块。四、实验结果看到窗口左上角的Module歹0表已自动变为Visualization功能模块,视图区中显示出模型未变形时的轮廓图。(1)查看位移、速度、加速度时间曲线。菜单ToolXYdataCreateXYdata对话框ODBhistorydataContinue分别从列表中选择U2、V2和A2,点击Plot即可显示各自的曲线。再通过拷屏截图,如图14所示。*Ab-ay
12、is/CAEVersion7lModlDa,1昙Mm:C;VTeapewport:1JtBEIe(todfelVlesEl蛆5Lntmloate:虹or:QjptlcEHJpnLa一牛。tkEug&ahE:-Je-F-eruJ1b0jBL日rtodilelYLauiHx-a:lyi*_uBz.:1cri*-9JdlpJttllJQ野mrta(Tl=SmataCl)m25旭vDinplojtrn-jjteviw13TfiG*4一7=TWBUFr-f-、叮;KJyl-EMndf.-7inICETSI:ECAI-I曲央M?MiICTT3I;tfAl-G枷幼7in日TH:BEJJT.H口小X?imE3
13、TUjjfj曲三biMiB亡:建占tAilho?0*ncswtwSbnge尊切d:h耳虽luherw*T#rlFranUuHlszaiyvarsblaEpatlAlACA-laratiAn!jwirh。HiflTflrywfl-ra#rj?LfirmtlwHisWrySiKitialacv-vratimiiihMsvtaiFYEnti-cl.rlxAZF1BEJM-1t心3B7inJEETEETUTFlirr-用甲dew-jwin陌cisrr-wnw,A2PC:BE-Jl-3HEe36?in遂E7SiT-M7IFUTJtsnbu?ihE!f7&1T5制mur.*-ta岩E-115.X图14位移
14、一一时间曲线AtMcjuEl/CAtiVersion6.7lModelDatsbas:LTcBpiitws5kcaeIViewport:tjOBBIeIjodelVI%心虻sEnuH1d1iplEiaiteRajcr:ptloraIpalaHelpVH4*.s3kE5fefeult?*&Xc-F*euJ1ePlnfI网应*虱Km由%日-SJuip-rtL嵋Umk0AcirtAt(Tl里迎?TP17t5-*uadj1pasnm-|*甘保tT0F-wnyTjbuserfiAtAifhM&P*nTZMMostabwnurwtfld:土住Iwhe*raidifrQijtTnEranfF-Tftsianiflry1Hisr-oryHa,mrvZhAgTZSC*wffr3l*pva-riab?i/-fst5Ai2ccrjarat!A3.17睫】*5顷1Hdispacvimt:U2waliBMLSV5IMsP:UidAFDEW-1帅也P-BEiM-JHEekFM4-li击点上-fa?ID1EETEET-hIUIFUT一inranSET-WTIW,367in泪ElSET-JUTFOT.nHfiETfiCT-an,RlTTi,.图15速度时间曲线M