Abaqus有限元分析實例——非線性斜板(一)

2013-08-14 by:Abaqus分析培訓中心來源:仿真在線

Abaqus有限元分析實例——非線性斜板(一)

這個例子如圖8-11所示。已經應用ABAQUS/Standard模擬了板的線性響應,現在你將應用ABAQUS/Standard對它進行重新分析,包含幾何非線性的影響。從線性模擬的結果表明對于此問題非線性的效應可能是重要的,由此次分析的結果,你將判斷這個結論是否正確。

Abaqus有限元分析實例——非線性斜板(一)ansys分析案例圖片1

如果你愿意,可以根據本例題后面的指導,應用ABAQUS/Explicit將模擬擴展到動態分析。

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

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

8.4.1 修改模型

打開模型數據庫文件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和改變輸出要求。

定義分析步

進入分析步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,并設置分析步的時間周期為1.0。在Incrementation(增量步)頁中,設置初始增量步的值(initial increment size)為0.1。默認的增量步最大數目(maximum number of increments)為100;ABAQUS可能采用少于這個上限的增量步數目,但是如果需要高于這個上限的增量步數目,分析就會中止。

你可能希望改變分析步的描述,以反映它現在是一個非線性分析步。

輸出控制

在線性分析中,ABAQUS僅求解一次平衡方程,并以此解答來計算結果。非線性分析可以產生更多的輸出,因為在每一個收斂的增量步結束時都可以要求輸出結果。如果你不注意選擇輸出要求,輸出文件會成為非常之大,潛在地占滿你的計算機的磁盤空間。

如前所述,數據輸出有四種不同的文件形式:

l 輸出數據庫(.odb)文件,它包含以二進制格式存儲的數據,需要應用ABAQUS/CAE后處理結果;

l 數據(.dat)文件,它包含了選定結果的數據報表(僅應用于ABAQUS/Standard);

l 重啟動(.res)文件,應用于繼續分析;

l 結果(.fil)文件,由第三方后處理器使用的文件。

這里只討論輸出數據庫(.odb)文件。如果注意選擇,在模擬過程中可以經常存儲數據,而又不會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,并指定默認的場變量輸出要求。對于一般的靜態過程,這個輸出變量的預選設置是最經常應用的場變量輸出設置。

為了減小輸出數據庫文件的尺寸,選擇在每第二個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果,你也可以或者選擇The last increment(最終增量步)或者設置保存輸出的頻率等于一個大數。不論指定什么值,在每個分析步結束時總會保存結果;所以,使用一個大數會導致僅保存最終的結果。

從前面的分析中,可以保留指定在跨中節點位移的歷史輸出,我們將在Visualization模塊中應用X-Y曲線圖功能演示這些結果。

運行及監控作業

在Job模塊中,為非線性(Nonlinear)模型創建一個作業,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新的模型數據庫文件。

提交作業進行分析并監控求解進程。如果遇到了任何錯誤,必須糾正它們;如果發出了任何警告信息,必須調查它們的來源,并在必要時采取糾正的措施。

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

這個例子顯示了ABAQUS/Standard如何自動地控制增量步的大小,即在每個增量步中載荷施加的比例。在這個分析中,ABAQUS/Standard在第一個增量步中施加了總載荷的10%;你指定了初始增量為0.1和分析步的總時間為1.0。在第一個增量步,ABAQUS/Standard需要3次迭代才收斂到解答。在第二個增量步,ABAQUS/Standard只需要2次迭代,因此,它自動地對下一個增量步的值增加了50%,達到= 0.15。在第四個和第五個增量步,ABAQUS/Standard也增加了。它調整最后一個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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