Abaqus有限元分析實(shí)例——非線性斜板(一)

2013-08-14 by:Abaqus分析培訓(xùn)中心來源:仿真在線

Abaqus有限元分析實(shí)例——非線性斜板(一)

這個(gè)例子如圖8-11所示。已經(jīng)應(yīng)用ABAQUS/Standard模擬了板的線性響應(yīng),現(xiàn)在你將應(yīng)用ABAQUS/Standard對它進(jìn)行重新分析,包含幾何非線性的影響。從線性模擬的結(jié)果表明對于此問題非線性的效應(yīng)可能是重要的,由此次分析的結(jié)果,你將判斷這個(gè)結(jié)論是否正確。

Abaqus有限元分析實(shí)例——非線性斜板(一)ansys分析案例圖片1

如果你愿意,可以根據(jù)本例題后面的指導(dǎo),應(yīng)用ABAQUS/Explicit將模擬擴(kuò)展到動(dòng)態(tài)分析。

在本手冊的在線文檔第A.6節(jié)“Norlinear skew plate”提供了輸入文件。當(dāng)通過ABAQUS/CAE運(yùn)行這個(gè)輸入文件時(shí),將創(chuàng)建關(guān)于該問題的完整的分析模型。根據(jù)下面給出的指導(dǎo)如果你遇到困難,或者如果你希望檢查你的工作,則可以運(yùn)行這個(gè)輸入文件。在附錄A“Example Files”中,給出了如何提取和運(yùn)行輸入文件的指導(dǎo)。

如果你沒有進(jìn)入ABAQUS/CAE或者其它的前處理器,可以人工創(chuàng)建關(guān)于這個(gè)問題的輸入文件,關(guān)于這方面的討論,見Getting Started with ABAQUS/Standard:Keywords Version,第7.4節(jié)“Example:norlinear skew plate”。

8.4.1 修改模型

打開模型數(shù)據(jù)庫文件SkewPlate.cae,從主菜單欄中,選擇Model-->CopyModel-->Linear,將名字為Linear的模型復(fù)制成名字為Nonlinear的模型。

對于非線性斜板模型,你將考慮包含幾何非線性效應(yīng)和改變輸出要求。

定義分析步

進(jìn)入分析步Step模塊,從主菜單欄中,選擇Step-->Edit-->Apply Pressure來編輯分析步定義。在Edit Step對話框的Basic頁中,選中Nlgeom(注:幾何非線性的縮寫)以考慮幾何非線性的效應(yīng),并設(shè)置分析步的時(shí)間周期為1.0。在Incrementation(增量步)頁中,設(shè)置初始增量步的值(initial increment size)為0.1。默認(rèn)的增量步最大數(shù)目(maximum number of increments)為100;ABAQUS可能采用少于這個(gè)上限的增量步數(shù)目,但是如果需要高于這個(gè)上限的增量步數(shù)目,分析就會(huì)中止。

你可能希望改變分析步的描述,以反映它現(xiàn)在是一個(gè)非線性分析步。

輸出控制

在線性分析中,ABAQUS僅求解一次平衡方程,并以此解答來計(jì)算結(jié)果。非線性分析可以產(chǎn)生更多的輸出,因?yàn)樵诿恳粋€(gè)收斂的增量步結(jié)束時(shí)都可以要求輸出結(jié)果。如果你不注意選擇輸出要求,輸出文件會(huì)成為非常之大,潛在地占滿你的計(jì)算機(jī)的磁盤空間。

如前所述,數(shù)據(jù)輸出有四種不同的文件形式:

l 輸出數(shù)據(jù)庫(.odb)文件,它包含以二進(jìn)制格式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù),需要應(yīng)用ABAQUS/CAE后處理結(jié)果;

l 數(shù)據(jù)(.dat)文件,它包含了選定結(jié)果的數(shù)據(jù)報(bào)表(僅應(yīng)用于ABAQUS/Standard);

l 重啟動(dòng)(.res)文件,應(yīng)用于繼續(xù)分析;

l 結(jié)果(.fil)文件,由第三方后處理器使用的文件。

這里只討論輸出數(shù)據(jù)庫(.odb)文件。如果注意選擇,在模擬過程中可以經(jīng)常存儲(chǔ)數(shù)據(jù),而又不會(huì)過多地占用磁盤空間。

從主菜單欄中,選擇Output-->Field Output Requests-->Manager,打開Field Output Requests Manager,在對話框的右邊,點(diǎn)擊Edit來打開場變量輸出編輯器。在Output Variables(輸出變量)域中,選擇Preselected defaults,刪除對線性分析模型定義的場變量輸出要求,并指定默認(rèn)的場變量輸出要求。對于一般的靜態(tài)過程,這個(gè)輸出變量的預(yù)選設(shè)置是最經(jīng)常應(yīng)用的場變量輸出設(shè)置。

為了減小輸出數(shù)據(jù)庫文件的尺寸,選擇在每第二個(gè)增量步寫一次場變量輸出。如果你是簡直地感興趣最終的結(jié)果,你也可以或者選擇The last increment(最終增量步)或者設(shè)置保存輸出的頻率等于一個(gè)大數(shù)。不論指定什么值,在每個(gè)分析步結(jié)束時(shí)總會(huì)保存結(jié)果;所以,使用一個(gè)大數(shù)會(huì)導(dǎo)致僅保存最終的結(jié)果。

從前面的分析中,可以保留指定在跨中節(jié)點(diǎn)位移的歷史輸出,我們將在Visualization模塊中應(yīng)用X-Y曲線圖功能演示這些結(jié)果。

運(yùn)行及監(jiān)控作業(yè)

在Job模塊中,為非線性(Nonlinear)模型創(chuàng)建一個(gè)作業(yè),命名為NlSkewPlate,并給出描述為Nonlinear Elastic Skew Plate。記住將你的模型保存為一個(gè)新的模型數(shù)據(jù)庫文件。

提交作業(yè)進(jìn)行分析并監(jiān)控求解進(jìn)程。如果遇到了任何錯(cuò)誤,必須糾正它們;如果發(fā)出了任何警告信息,必須調(diào)查它們的來源,并在必要時(shí)采取糾正的措施。

對于這個(gè)非線性斜板例題,圖8-12顯示了Job Monitor(作業(yè)監(jiān)視器)的內(nèi)容。第一列顯示了分析步序號,在本例中只有一個(gè)分析步。第二列給出了增量步序號。第六列顯示了在每個(gè)增量步中為了得到收斂解,ABAQUS/Standard所需要的迭代步的數(shù)目;例如,在增量步1中,ABAQUS/Standard需要3次迭代。第八列顯示了已經(jīng)完成的總的分析步時(shí)間,第九列顯示了增量步的大小()。

這個(gè)例子顯示了ABAQUS/Standard如何自動(dòng)地控制增量步的大小,即在每個(gè)增量步中載荷施加的比例。在這個(gè)分析中,ABAQUS/Standard在第一個(gè)增量步中施加了總載荷的10%;你指定了初始增量為0.1和分析步的總時(shí)間為1.0。在第一個(gè)增量步,ABAQUS/Standard需要3次迭代才收斂到解答。在第二個(gè)增量步,ABAQUS/Standard只需要2次迭代,因此,它自動(dòng)地對下一個(gè)增量步的值增加了50%,達(dá)到= 0.15。在第四個(gè)和第五個(gè)增量步,ABAQUS/Standard也增加了。它調(diào)整最后一個(gè)增量步的值使得分析步剛好完成;在本例中,最后增量步的值為0.0875。

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