Abaqus有限元分析实例——非线性斜板(一)

2013-08-14 by:Abaqus分析培训中心来源:仿真在线

Abaqus有限元分析实例——非线性斜板(一)

这个例子如图8-11所示。已经应用ABAQUS/Standard模拟了板的线性响应,现在你将应用ABAQUS/Standard对它进行重新分析,包含几何非线性的影响。从线性模拟的结果表明对于此问题非线性的效应可能是重要的,由此次分析的结果,你将判断这个结论是否正确。

Abaqus有限元分析实例——非线性斜板(一)ansys分析案例图片1

如果你愿意,可以根据本例题后面的指导,应用ABAQUS/Explicit将模拟扩展到动态分析。

在本手册的在线文档第A.6节“Norlinear skew plate”提供了输入文件。当通过ABAQUS/CAE运行这个输入文件时,将创建关于该问题的完整的分析模型。根据下面给出的指导如果你遇到困难,或者如果你希望检查你的工作,则可以运行这个输入文件。在附录A“Example Files”中,给出了如何提取和运行输入文件的指导。

如果你没有进入ABAQUS/CAE或者其它的前处理器,可以人工创建关于这个问题的输入文件,关于这方面的讨论,见Getting Started with ABAQUS/Standard:Keywords Version,第7.4节“Example:norlinear skew plate”。

8.4.1 修改模型

打开模型数据库文件SkewPlate.cae,从主菜单栏中,选择Model-->CopyModel-->Linear,将名字为Linear的模型复制成名字为Nonlinear的模型。

对于非线性斜板模型,你将考虑包含几何非线性效应和改变输出要求。

定义分析步

进入分析步Step模块,从主菜单栏中,选择Step-->Edit-->Apply Pressure来编辑分析步定义。在Edit Step对话框的Basic页中,选中Nlgeom(注:几何非线性的缩写)以考虑几何非线性的效应,并设置分析步的时间周期为1.0。在Incrementation(增量步)页中,设置初始增量步的值(initial increment size)为0.1。默认的增量步最大数目(maximum number of increments)为100;ABAQUS可能采用少于这个上限的增量步数目,但是如果需要高于这个上限的增量步数目,分析就会中止。

你可能希望改变分析步的描述,以反映它现在是一个非线性分析步。

输出控制

在线性分析中,ABAQUS仅求解一次平衡方程,并以此解答来计算结果。非线性分析可以产生更多的输出,因为在每一个收敛的增量步结束时都可以要求输出结果。如果你不注意选择输出要求,输出文件会成为非常之大,潜在地占满你的计算机的磁盘空间。

如前所述,数据输出有四种不同的文件形式:

l 输出数据库(.odb)文件,它包含以二进制格式存储的数据,需要应用ABAQUS/CAE后处理结果;

l 数据(.dat)文件,它包含了选定结果的数据报表(仅应用于ABAQUS/Standard);

l 重启动(.res)文件,应用于继续分析;

l 结果(.fil)文件,由第三方后处理器使用的文件。

这里只讨论输出数据库(.odb)文件。如果注意选择,在模拟过程中可以经常存储数据,而又不会过多地占用磁盘空间。

从主菜单栏中,选择Output-->Field Output Requests-->Manager,打开Field Output Requests Manager,在对话框的右边,点击Edit来打开场变量输出编辑器。在Output Variables(输出变量)域中,选择Preselected defaults,删除对线性分析模型定义的场变量输出要求,并指定默认的场变量输出要求。对于一般的静态过程,这个输出变量的预选设置是最经常应用的场变量输出设置。

为了减小输出数据库文件的尺寸,选择在每第二个增量步写一次场变量输出。如果你是简直地感兴趣最终的结果,你也可以或者选择The last increment(最终增量步)或者设置保存输出的频率等于一个大数。不论指定什么值,在每个分析步结束时总会保存结果;所以,使用一个大数会导致仅保存最终的结果。

从前面的分析中,可以保留指定在跨中节点位移的历史输出,我们将在Visualization模块中应用X-Y曲线图功能演示这些结果。

运行及监控作业

在Job模块中,为非线性(Nonlinear)模型创建一个作业,命名为NlSkewPlate,并给出描述为Nonlinear Elastic Skew Plate。记住将你的模型保存为一个新的模型数据库文件。

提交作业进行分析并监控求解进程。如果遇到了任何错误,必须纠正它们;如果发出了任何警告信息,必须调查它们的来源,并在必要时采取纠正的措施。

对于这个非线性斜板例题,图8-12显示了Job Monitor(作业监视器)的内容。第一列显示了分析步序号,在本例中只有一个分析步。第二列给出了增量步序号。第六列显示了在每个增量步中为了得到收敛解,ABAQUS/Standard所需要的迭代步的数目;例如,在增量步1中,ABAQUS/Standard需要3次迭代。第八列显示了已经完成的总的分析步时间,第九列显示了增量步的大小()。

这个例子显示了ABAQUS/Standard如何自动地控制增量步的大小,即在每个增量步中载荷施加的比例。在这个分析中,ABAQUS/Standard在第一个增量步中施加了总载荷的10%;你指定了初始增量为0.1和分析步的总时间为1.0。在第一个增量步,ABAQUS/Standard需要3次迭代才收敛到解答。在第二个增量步,ABAQUS/Standard只需要2次迭代,因此,它自动地对下一个增量步的值增加了50%,达到= 0.15。在第四个和第五个增量步,ABAQUS/Standard也增加了。它调整最后一个增量步的值使得分析步刚好完成;在本例中,最后增量步的值为0.0875。

Abaqus有限元分析实例——非线性斜板(一)ansys分析案例图片2

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