Abaqus有限元分析实例——非线性斜板(三)

2013-08-14 by:广州Abaqus服务和培训中心来源:仿真在线

Abaqus有限元分析实例——非线性斜板(三)

8.4.3 后处理

现在将对结果进行后处理。

显示画面

开始这个练习,首先要确定可用的输出画面(将结果写入输出数据库的增量步间隔)。

显示可用画面:

1.从主菜单栏中,选择Result-->Step/Frame。

弹出Step/Frame(分析步/画面)对话框。

在分析时,ABAQUS/Standard根据要求在每第二个增量步将场变量输出结果写入到输出数据库文件。ABAQUS/CAE显示画面列表,如图8-18所示。

Abaqus有限元分析实例——非线性斜板(三)ansys结果图图片1

表中列出了储存场变量的分析步和增量步。此分析中只包含一个分析步和6个增量步,已经默认地保存了关于增量步0的结果(即分析步的初始状态),并按照要求保存了第2、4和6增量步的结果。默认情况下,ABAQUS/CAE总是使用保存在输出数据库文件中的最后一个增量步的数据。

2.点击OK关闭分析Step/Frame对话框。

显示变形前后的模型形状

将未变形图叠加在变形图上,一起显示变形前后的模型形状。旋转视图得到类似于图8-19所示的图形。

Abaqus有限元分析实例——非线性斜板(三)ansys结果图图片2

应用来自其它画面的结果

从保存在输出数据库文件中的其它增量步数据中,你可以选择适当的画面来评估结果。

选择一个新的画面:

1.从主菜单栏中,选择Result-->Step/Frame。

显示Step/Frame对话框。

2.从Frame菜单中,选择Increment 4(增量步4)。

3.点击OK应用这些变化,并关闭Step/Frame对话框。

现在,所需要的任何绘图将使用来自增量步4的结果。重复这个过程,应用所感兴趣的增量步加以替换,自如地调用在输出数据库文件中的数据。

X-Y曲线图

对于模拟中的每一个增量步,你保存了跨中节点(节点集合Midspan)的位移作为输出到数据库文件NlSkewPlate.odb中的历史变量部分,你可以使用这些结果来绘制X-Y曲线图。特别是,你将绘制位于板跨中边界处节点的竖向位移历史。

创建跨中位移的x-y图形:

1.首先,创建一个显示组(display group),它包括节点集Midspan中未变形的模型图,显示出节点号以确定那些位于板跨中边界处的节点。

2.从主菜单栏中,选择Result-->History Output。

3.在弹出的History Output对话框中,选择(用[Ctrl]+点击)两个跨中边界节点的竖向运动。其曲线标注的形式为:Spatial displacement: U3 at Node xxx in NSET Midspan(用节点编号确定你需要选择的曲线)

4.点击Plot。

ABAQUS从输出数据库文件中读出两条曲线的数据,并画出类似于图8-20所示的曲线图(为了清楚,第二条曲线已变为虚线)。

Abaqus有限元分析实例——非线性斜板(三)ansys结果图图片3

从这些曲线中可以清楚地看到该模拟的非线性性质:随着分析的进行,板会逐渐变硬。几何非线性的效应意味着结构的刚度将随着变形而改变。在该模拟中,由于薄膜效应使板当变形时变得刚硬。因此,所得到的位移峰值比线性分析预测的小,因为在线性分析中没有包括这种效应。

应用保存在输出数据库文件(.odb)中的历史变量数据或场变量数据,你可以创建x-y曲线图。X-Y曲线的数据也可从外部文件读入,或者交互地键入到Visulization模块中。一旦创建了曲线,可以进一步利用这些数据,并以图形的形式绘制到屏幕上。

数据报表

创建一个跨中位移的数据报表。应用节点集合Midspan创建一个适当的显式组。报表内容显示如下。

Abaqus有限元分析实例——非线性斜板(三)ansys仿真分析图片4

将这些位移值与在第5章“应用壳单元”中应用线性分析得到的结果进行比较。该模拟中的跨中最大位移比由线性分析预测的位移约小9%。在模拟中包括非线性几何效应,减小了板跨中的竖向挠度(U3)。

两种分析的另一个区别是在非线性模拟中沿1和2方向有非零挠度。在非线性分析中,是什么效果使得面内位移U1和U2非零呢?为什么板的竖向挠度会小呢?

板变形后成了弯曲形状:在非线性模拟中考虑了几何改变,作为结果,薄膜效应使得部分载荷由薄膜作用来承受而不是仅由弯曲作用单独承受,这使得板更加刚硬。另外,始终保持垂直于板面的压力载荷随着板的变形也开始具有沿1和2方向的分量。非线性分析中考虑了这种刚性效应和压力方向的改变,而在线性分析中这两种效应均未考虑。

在线性和非线性模拟之间的差别是相当大的,表明在这种特殊载荷条件下,对于该板应用线性模拟是不合适的。

对于5个自由度的壳单元,如在这个分析中应用的S8R5单元,ABAQUS/Standard没有输出在节点处的所有转动。

8.4.4 用ABAQUS/Explicit运行分析

作为一个选作的练习,你可以修改模型并在ABAQUS/Explicit中计算斜板的动态分析。为此,你需要为Steel的材料定义添加一个7800 kg/m³的密度,应用一个显式动态分析步替换已存在的分析步,并改变单元库为Explicit。此外,你必须编辑历史变量输出要求,将集合MidSpan的平动和转动写入输出数据文件。这些信息将有助于评估板的动态响应。在作出适当的模型修改之后,你可以创建并运行一个新的作业以考察在板上突然施加载荷的瞬时动态效应。

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