1、 ABAQUS瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析一、問(wèn)題描述 一質(zhì)量塊沿著長(zhǎng)度為1500mm的等截面梁運(yùn)動(dòng)，梁的材料為鋼（密度=7.8E-9 ton/mm3，彈性模量E=2.1E5MPa，泊松比=0.3），寬為60mm，高為40mm。質(zhì)量塊的長(zhǎng)為50mm，寬為60mm，高為30mm。質(zhì)量塊的密度=1.11E-007 ton/mm3，彈性模量E=2.1E5MPa，泊松比=0.3，如圖5.1所示。質(zhì)量塊以10000mm/s的速度勻速通過(guò)懸臂梁（從固定端運(yùn)動(dòng)到自由端），計(jì)算梁自由端沿y方向的位移、速度和加速度。圖1 質(zhì)量塊沿梁運(yùn)動(dòng)的示意圖 二、目的和要求掌握結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析方法，會(huì)定義歷史輸出步。1）用六

2、面體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，厚度方向有4排網(wǎng)格。2）采用隱式算法進(jìn)行計(jì)算。三、操作步驟1、啟動(dòng)ABAOUS/CAE開(kāi)始程序ABAQUS 6.7-1ABAQUS CAE。啟動(dòng)ABAQUS/CAE后，在出現(xiàn)的Start Session（開(kāi)始任務(wù)）對(duì)話(huà)框中選擇Create Model Database（創(chuàng)建新模型數(shù)據(jù)庫(kù)）。2、創(chuàng)建部件在ABAQUS/CAE窗口頂部的環(huán)境欄中，可以看到模塊列表Module：Part，這表示當(dāng)前處在Part（部件）功能模塊，可按照以下步驟來(lái)創(chuàng)建梁的幾何模型。創(chuàng)建兩個(gè)零件分別命名為mass（質(zhì)量塊）和beam（梁），均為三維實(shí)體彈性體。3、創(chuàng)建材料和截面屬性在窗口左上角的Modul

3、e（模塊）列表中選擇Property（特性）功能模塊。（1）創(chuàng)建梁材料Name：Steel，Density：7.8E-9，Youngs Modulus（彈性模量）：210000，Poissons Ratio（泊松比）：0.3。（2）創(chuàng)建截面屬性 點(diǎn)擊左側(cè)工具箱中的（Create Section），彈出Create Section對(duì)話(huà)框，Category：Solid，Type：Homogeneous，保持默認(rèn)參數(shù)不變（Material：Steel；Plane stress/strain thickness：1 ），點(diǎn)擊OK。（3）給部件賦予截面屬性 點(diǎn)擊左側(cè)工具區(qū)中的（Assign Sectio

4、n），將上一步創(chuàng)建的截面屬性賦給梁。（4）重復(fù)步驟（1）（4），為質(zhì)量塊賦截面屬性。注意：質(zhì)量塊的密度為1.11E-007 ton/mm3。4、定義裝配件（1）Assembly模塊中選中mass和beam，創(chuàng)建裝配體。（2）通過(guò)按鈕，移動(dòng)質(zhì)量塊，使兩零件的位置關(guān)系如圖2所示。圖2 裝配體位置關(guān)系5、設(shè)置分析步ABAQUS/CAE會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)初始分析步（initial step），可以在其中施加邊界條件。用戶(hù)還必須自己創(chuàng)建后續(xù)分析步（analysis step），用來(lái)施加載荷。具體操作方法：在窗口左上角的Module列表中選擇Step（分析步）功能模塊。點(diǎn)擊左側(cè)工具區(qū)中的（Create Ste

5、p）。在彈出的Create Step對(duì)話(huà)框中，在Name后輸入dynamic，Procedure type：General；選中Dynamic，implicit，點(diǎn)擊Continue，彈出Edit Step對(duì)話(huà)框，在Basic中設(shè)置計(jì)算總時(shí)間0.15s，如圖4所示，在Incrementation中設(shè)置時(shí)間步長(zhǎng)，如圖5所示，點(diǎn)擊OK。圖3 Create Step對(duì)話(huà)框圖4 設(shè)置計(jì)算總時(shí)間0.15s圖5 設(shè)置時(shí)間步長(zhǎng)設(shè)置歷史輸出：在菜單Toolset（命名為set-output）選擇梁自由端的某一個(gè)頂點(diǎn)。點(diǎn)擊Create History Output圖標(biāo)，設(shè)置時(shí)間輸出步，如圖6所示，選中U2，V2

6、，A2。點(diǎn)擊OK。圖6 設(shè)置歷史輸出步6、定義接觸1）定義接觸屬性。在Interaction模塊中，點(diǎn)擊Create Interaction Property圖標(biāo)，在Create Interaction Property對(duì)話(huà)框中選擇contact，點(diǎn)擊Continue，彈出Edit Interaction Property對(duì)話(huà)框。設(shè)置MechanicalTangential behaviorFrictionless和MechanicalNormal behaviorDefault和“Hard” contact，如圖7和8所示。圖7 切向接觸屬性圖8 法向接觸屬性2）定義接觸。點(diǎn)擊Create

7、Interaction圖標(biāo)，選擇Surface-to-surface (Standard),點(diǎn)擊Continue，master surface選擇質(zhì)量塊的下表面，slave surface選擇梁的上表面，在彈出的Edit Interaction對(duì)話(huà)框中點(diǎn)擊OK。7、定義邊界條件和載荷約束：固定梁的左端，在Create boundary condition對(duì)話(huà)框中選擇Symmetry/Antisymmetry/Encastre,點(diǎn)擊Continue，選擇梁的左端面，在Edit boundary condition對(duì)話(huà)框中選擇Encastre。1）load manager,step選擇dynami

8、c，types for selected force選擇gravity,如圖9、10。圖9 創(chuàng)建載荷步圖10 創(chuàng)建載荷步為質(zhì)量塊賦速度：2）菜單ToolAmplitudeCreate，彈出Create Amplitude對(duì)話(huà)框，輸入如圖11所示參數(shù)，點(diǎn)擊OK。圖11 創(chuàng)建載荷步3）在Create boundary condition對(duì)話(huà)框中選擇Velocity/Angular velocity,點(diǎn)擊Continue，選擇質(zhì)量塊（將梁隱藏，框選整個(gè)質(zhì)量塊），中鍵確認(rèn)，彈出Edit boundary condition對(duì)話(huà)框中，設(shè)置如圖12。點(diǎn)擊OK。圖12 設(shè)置Edit boundary con

9、dition對(duì)話(huà)框8、劃分網(wǎng)格在窗口左上角的Module列表中選擇Mesh（網(wǎng)格）功能模塊，分別為質(zhì)量塊和梁劃分網(wǎng)格，如圖13所示。圖13 網(wǎng)格劃分9、提交分析作業(yè)在窗口左上角的Module列表中選擇Job （分析作業(yè)）功能模塊。（1）創(chuàng)建分析作業(yè) 點(diǎn)擊左側(cè)工具區(qū)中的（Job Manager），彈出Job Manager對(duì)話(huà)框，點(diǎn)擊Create（創(chuàng)建新的作業(yè)），在Name后面輸入Beam-dynamic，點(diǎn)擊Continue，彈出Edit Job對(duì)話(huà)框，各參數(shù)保持默認(rèn)值，點(diǎn)擊OK。（2）提交分析 在Job Manager對(duì)話(huà)框中點(diǎn)擊Submit（提交分析）?？吹綄?duì)話(huà)框中的Status（狀態(tài)）提示依次變?yōu)镾ubmitted，Running和Completed，這表示對(duì)模型的分析已經(jīng)成功完成。點(diǎn)擊此對(duì)話(huà)框中的Results（分析結(jié)果），自動(dòng)進(jìn)入Visualization模塊。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果看到窗口左上角的Module列表已自動(dòng)變?yōu)閂isualization功能模塊，視圖區(qū)中顯示出模型未變形時(shí)的輪廓圖。（1）查