- 本文基于abaqus6.12
以软体手指模型为例,导入模型,设置材料属性,设置边界条件为根部固定,设置对称面,载荷为气腔内表面压力,目的是得出整体变形特点、分析端部节点位移,分析内部应力分布。
本文基于上一篇梁模型的仿真已经讲清楚了建模与仿真流程的假设,重点在于对于不规则模型,无法自动进行微元切分,需要手动设置切分平面,切分后若存在相邻不同类型截面无法绘制网格,也需要手动设置截面属性。结果查看、导出、绘图方法与梁模型一致,也不在赘述。
图文详细流程,多图预警
一、导入模型
文件【File】-导入【Import】-部件【Part】

导入模型,注意改后缀

OK

二、设置属性
模型【Module】-属性【Property】

创建材料【Create Material】

通用【General】-密度【Density】-质量密度【Mass Density】改成需要的值

力学【Mechanical】-弹性【Elasticity】-超弹性【Hyperelastic】

应变势能【Strain energy potential】-Ogden

输入源【Input source】-系数【Coefficients】,应变势能阶次【Strain energy potential order】改为3,按需要设置超弹参数。

三、划分截面
创建截面【Create Section】

创建截面,直接OK

直接OK

指派截面【Assign Section】

拉框选中整个截面,done

OK

此时虽然在属性模式模型是绿色,切换到网格模式就会发现模型是黄色。切换回部件模式。
创建边界集合
为了划分截面后设置边界条件方便,先把边界条件的两个面创建集合,如果要像梁模型一样输出末端位移曲线,需要额外创建属性为node的集合并为此集合创建历程输出。
找到左侧列表此模型此部件下的集【Set】双击

continue

选中对称面,done

创建表面集合:双击Surfaces

continue

选好所有需要施加力的内表面,done

按住shift进行复选,选多了ctrl再点击这个面取消,同时按住ctrl alt可通过鼠标左键拖动模型改变角度,可用鼠标滚轮放大缩小。选好的surface如图

手动切分不规则部分
长按【Create Datum Plane Offset From Principal Plane】,在右侧出现的选择框中选第三个:三点确定一个平面【Create Datum Plane 3 Point】


选出所有分界面

为方便之后设置固定,在末端多创建两个截面:选择长按的复选框的第二个:从已有平面偏移创建基准平面【Create Datum Plane Offset From Plane】

选定最右端的基准平面,通过值创建平面【Enter Value】

选择偏移方向【OK】

设置偏移值,可以设1或0.5

重复上述步骤,在右边再偏出一个面。
切分部件:【Partition Cell Define Cutting Plane】-长按出现的选择框,选第二个:以基准平面切分【Use Datum Plane】


选择一个基准平面,确定【Create Partition】


框选整个模型,done

重复选择基准平面、切分,直至按所有基准平面切分完成

全部切好后:

四、划分网格
模式切换为网格

设置全局种子【Seed Part】

状态栏提示设置成功,【done】(这张忘了截)
【Assign Element Type】

选中整个网格,done

族【Family】选择三维应力【3D Stress】,六面体【Hex】栏,取消减缩积分【Reduced integration】,勾选杂交公式【Hybrid formulation】,【OK】。

手动设置不同属性相邻截面
划分网格【Mesh Part】

报错:有两种不同类型的截面(黄色和绿色),所以无法绘制网格,【cancel】

【Assign Mesh Contorls】

选中右上角这三块儿,【done】

选择扫掠【Sweep】,【OK】。模型变为黄色。

重新划分网格【Mesh Part】,【Yes】。


网格划分完成后模型变成蓝绿色。

五、装配和分析步
模式选择装配【Assembly】

【Instance Part】

【OK】

模式选择分析步【Step】

分析步管理器【Step Manager】

创建【Create】

静力,通用【Static, General】,继续【continue】

编辑分析步窗口,基本信息【Basic】栏,打开几何非线性【Nlgeom】-【On】

增量【Incrementation】栏,增大最大增量步数【Maximum number of increments】,减小初始值【initial】,减小最小值【Minimum】。

完成后【OK】,回退到分析步管理器窗口,关闭【Dismiss】

六、设置边界条件和载荷
模式改为载荷【Load】

打开边界条件管理器【Boundary Condition Manager】

创建【Create】

创建的是初始条件,所以分析步选择【Initial】,类型是对称/反对称/完全固定【Symmtry /Antisymmetru/ Encastre】,此处用的是对称【continue】

选择右下角的集【Set】

选中刚才创建的集,【continue】

编辑边界条件窗口,目的是做z轴对称,所以选择Z,【OK】。

设置端面固定:再创建一个边界条件,注意initial

关闭选择区域的对话框,用shift和ctrl直接从图上选中靠近端面的面,【done】

编辑边界条件,选择完全固定【ENCASTRE】,【OK】。

关闭边界条件管理器【Dismiss】

创建载荷【Create Load】

选择自己的分析步,类型选择压强【Pressure】,【continue】

选择右下角的表面【Surfaces】

选择之前创建的表面,【continue】

设置压强:因为此处单位为MPa,所以需要30kPa填入0.03,【OK】。

七、创建作业
模式选作业【Job】

创建作业【Create Job】

选中现在的模型,【continue】

可修改并行【Parallelization】栏下的一些设置进行加速,【OK】。

打开作业管理器【Job Manager】

依次点击写入【Write Input】、数据检查【Data Check】、提交【Submit】。

可以通过【Monitor】监视每一步的输出,这三个过程若正常,信息栏显示:

都完成后点击结果【Result】,进入结果查看界面,模型为绿色。
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