搜索
T型圆钢管节点abaqus图文建模教程一．分析前准备：注：1.长度单位m，时间单位s，力单位N。2.该软件建模过程中最常用工具为菜单栏Viewpoint下的按钮，即转换视角。3.点击鼠标中键和回车键表示确定，可代替手动点击Done，使操作更便捷。4.该教程中未提到的操作均按系统默认操作，如命名规则。初学者后期熟练后可根据自己喜好和习惯更改。点击AbaqusCAE，运行软件；点击SaveModelDatabase，将新建数据库保存在指定文件夹中；关闭程序；在指定文件夹中打开新建的.cae程序。分析前准备的目的是将静力，热学，热力耦合输出文件保存在指定文件夹中，不一定保存在系统指定的temp文件夹中。二．静力分析步骤：1.Part（建立块）：Module默认为Part模块。1）建立主管chord。点击（CreatePart），弹出部件创建框，Name改为chord，Approximatesize取1（表示绘图范围大小为1m×1m），其他默认，点击Continue，显示绘图区域，点击左侧工具栏中的，建立主管截面:一.绘出外径圆。依次输入坐标（0,0）、（0.0795,0）；二.绘出内径圆。内圆半径由外圆半径减去主管厚度得到，依次输入坐标（0,0），（0.075,0）截面即建立完成。最后点击Done，弹出长度编辑窗口，在Depth中输入主管长度1.68m即可，主管建立完成。2）建立支管brace。方法参照主管。3）建立主管端板end1-con。点击（CreatePart），弹出部件创建框，Name改为end1-con，Approximatesize取1（表示绘图范围大小为1m×1m），其他默认，点击Continue，显示绘图区域，点击左侧工具栏中的，依次输入坐标（0，0）、（0.075，0），点击鼠标中键，弹出编辑框，在Depth中输入0.02，表示端板厚度为20mm。4）建立支管端板end2-bra。方法参照end1-con。5）建立耳板erban。点击（CreatePart），弹出部件创建框，Name改为end1-con，Approximatesize取1（表示绘图范围大小为1m×1m），其他默认，点击Continue，显示绘图区域，点击左侧工具栏中的，依次输入坐标（0，0）、（0.155，0.159），点击左侧工具栏中的，鼠标点取矩形左下角和右上角画出半圆点击左侧工具栏中的，鼠标点取矩形左边中点，输入坐标（0.02，0.0795）点击左侧工具栏中的选中矩形左边，删除左边，双击鼠标中建，输入0.0152.Assembly（组装）：在Module下拉框中选择Assembly模块。1）点击，按图1界面操作，点击OK。图12）取主管，端板中点，便于节点的拼接。长按，在横向展开条中选择，就可以进行中点选取操作。3）通过翻转、平移操作将节点拼装完成，如图2：4）点击part名称默认part-1，点击continue选择主管和支管5）在Module下拉框中选择Part模块。在Part下拉框中选择part-1，长按，在横向展开条中选择（以延伸面切割），点击主管内表面，点击Done，将主管内支管部分切开，再点击，将多余部分移除，如图3：6）选择assembly，依次添加进去end1-con（两次），通过翻转，平移7）点击part名称默认part-2，点击continue上图部分，merge成part28）点击依次添加进去erban（四次）concrete，end2-con，通过翻转，平移2.Property(赋予节点材料属性):在Module下拉框中选择Property模块。1）点击，建立钢材料steel，定义Elastic，Plastic，2个属性，。点击，建立钢材料concrete，定义Elastic，concretedamagedplasticity2个属性。2）点击，定义截面，默认往下点。分别建立section-1（steel），section-2（concrete）3）点击，将section-1（steel）赋予part2和erban，将section-2（concrete）赋予concrete以上材料属性定义完成。3.Mesh(划分网格)：在Module下拉框中选择Mesh模块。图41）建立六个参考平面，用于切割主管和支管。菜单栏上依次选择Tools-Datum-Plane-3points，建立3个参考平面将主管和支管沿轴向切割；选择Offsetfromplane建立三个参考平面将主管与支管沿横截面截断，位移值取默认0.2m。参考平面图如图5：图5长按，在横向展开条中选择，用参考点平面切割主管和支管，切割后图如图6所示：图6接下来长按选择，分别用主管和支管的外表面延伸面切割结构，如下图7：图7最后一步就是用支管和支管内表面延伸面切割。点击窗口上侧中间的按钮，部分隐藏单元，将主管和支管部分外表面隐藏，然后点击，选择内表面切割。如图8：图8注意：用支管内外表面切割时，要隐藏主管下部分，避免主管被支管延伸面切割，这样后期布种划分网格时单元能够划分得更加均匀。点击，对节点布种，尺寸取0.02，指每隔20mm布种，其他值默认。如下图9：图9然后，点击，对交叉点周围部位加密布种，使计算更精确，布种尺寸取0.01，如图10所示：图10最后点击，划分网格，整体网格如图11：图11注意：如果划分网格出现错误，如有些单元无效，则因长按，在横向展开条中选择，将原网格擦出，再重新设置布种尺寸。以上网格划分完成。以同样的方式对erban和end2-bra，concretemeshconcrete混凝土：end2-braerban整体网格图：4.Interaction:在Module下拉框中选择Interaction模块。1）建立参考点。选择Tools-Datum-Point-Offsetfrompoint。选取主管左端板中点，坐标为（0.0，0.0，0.155），即沿z轴正方向偏移0.155m；选取主管右端板中点，坐标为（0.0，0.0，-0.155），即沿z轴负方向偏移0.155m；选取支管端板中点，坐标为（0.0，0.1，0.0），即沿y轴正方向偏移0.1m。2）点击，建立参考点（ReferencePoint）,依次选择上步中所建的三个点，建立三个参考点RP-1，RP-2，RP-3。3）点击，选择Coupling，建立点面耦合关系。对RP-1和主管左端板外平面来说，先点选RP-1，然后选择端板外表面，点按鼠标中键，在弹出窗口中点击OK，点面耦合即完成。4）对于RP-2，先点选RP-2，然后选择其中的一个面，按住shift，再选择另外一个面，点按鼠标中键，在弹出窗口中点击OK，点面耦合即完成。注：这里介绍一个选则平面的便捷方法：点选参考点后，点击命令Surface，点击黑色三角形，在下拉框中选择byangle，角度取0，然后点选左端板外表面即可。另外，当角度取90度时，可以选择整个T型钢管节点的外表面，这个后期将在热学分析中运用到。5）菜单栏中选择Tools-Set-Create，弹出窗口中点击Continue，然后点选RP-1，建立点集Set-1，点集信息可在Tools-Set-Manager中看到。6）菜单栏中选择Tools-surface-Create，依次建立12个面：suf-1-con-cho(混凝土外表面—与主管接触部分)，suf-2-cho-con（主管内表面-与混凝土外表面接触部分），suf-3-con-end1（混凝土端面—混凝土与端板1接触部分），suf-4-end1-con（端板1表面-与混凝土接触部分），suf-5-con-end2（混凝土端面—混凝土与端板2接触部分），suf-6-end2-con（端板2表面-与混凝土接触部分），suf-7-end1-er1（端板1表面-与erban1接触部分），suf-8-er1-end1（erban1表面-与端板1接触部分），suf-9-end2-er2（端板2表面-与erban2接触部分），suf-10-er2-end2（erban2表面-与端板2接触部分），suf-11-bra-end（支管表面-与支管端板接触部分），suf-12-end-bra，（支管端板表面-与支管接触部分）7）点击，按如图所示创建点击，按如图所示创建：点击类型选择tie，参数设置如下：点击按如图所示创建：5.Step（建立分析步）：在Module下拉框中选择Step模块。1)点击（CreateStep），建立分析步Step-1，选择Static,General，点击Continue，弹出如图12所示EditStep窗口：参数设置如下：图12如上图，Incrementation中参数如图13：图13点击OK，分析步Step-1建立完成。2）建立y轴反力历史输出变量。菜单栏中选择Output-HistoryOutputRequests-Manager，弹出管理窗口，点击Edit，弹出编辑窗口，在Domain下拉框中选择Set，选择反力输出变量时依次点击黑色三角形，参数配置如下，点击OK。选择方式如图14：图14注：HistoryOutput和FieldOutput的区别是，后者是节点所有单元的位移、应力、反力等数据的集合，前者相当于是后者的子集，即前者的数据是由系统通过点集Set-1从后者中直接提取出来的。建立HistoryOutput的目的在于更便捷地直接获取想要的数据。9.Load（施加边界条件及外力）：在Module下拉框中选择Load模块。1）施加边界条件。首先主管左端板固接：点击，弹出创建框，名称默认，Step选择Initial，分析步类型选择Displacement/Rotation，点击Continue，点选模型上的参考点RP-2确认后弹出边界条件编辑框，设置如图15：图15上图表示表示6个位移量都为零，端板为固接，然后点击OK，左端板边界条件施加完成。建成后如图16：图16主管右端板边界条件为特殊的固接，即除了允许主管在z方向有位移外，其他5个位移都置零。其边界条件建立方法如上，唯一不同的是去掉U3前方框中的小勾，其他不一一赘述。2）施加外力。由于静力分析首要目的是计算节点极限承载力Fu，我们在不知道极限承载力范围的情况下很难确定承载力的大小。为了有效获得极限承载力，本文中采用施加位移的方法代替施加力，在节点失稳时，可由对应的位移得到该节点的常温下极限承载力。首先，点击，弹出边界条件创建框，名称默认，分析步Step选择Step-1，类型同样选Displacement/Rotation，点Continue，点选RP-3，确定，弹出编辑窗口设置如图17：图17点击OK即可。上图中U2取-0.05指沿y轴负方向施加50mm的位移。设置完成后RP-3上会出现一个向下的红色箭头，表示施加的力方向向下。边界条件和外力设置完成。10.Job（提交工作）：在Module下拉框中选择Job模块。首先，点击（CreateJob），Continue，弹出EditJob窗口，如果学习者电脑为4核或以上处理器，则在Parallelization中勾选Usemultipleprocessors，将2改为4或其他。这样可以充分利用电脑性能，提升运算速度。然后点击OK，工作即建立。其次，点击旁边的JobManager管理器如图18：图18一切准备就绪后，点击Submit将工作提交就OK啦，工作提交后可点击Monitor观测静力计算过程，同时注意Status观察计算状态，如果是Submitted表明工作正在提交中，如果是Running表明程序在正确运行，等待结果Results即可，如果出现Completed表明已算完，如果出现Aborted，则表明程序出错，应根据提示分析原因返回修改再次提交。11.Visualization（可视化，数据后处理）：在JobManager中点击Result，界面自动跳转到Visualization模块。1）变形应力云图。点击可得到钢管节点变形应力云图，如图19：图192）重影效果。长按，在横