ABAQUS对称约束使用
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在我们进行仿真评估的时候,遇到对称模型,我们一般会使用对称约束,很多案例中进行对称约束的时候都是通过施加法向自由度约束进行,对于初学者可能会有疑惑,这样能行么?今天以一个简单案例,分别施加对称约束和法向自由度约束进行对比,带大家了解一下其中区别。
如图1所示,上表面中一个小平面承受均布载荷,地面固定约束,分析其受力及变形,本例即可采用对称模型进行简化。
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图1 模型了解
回顾一下ABAQUS的有限元分析流程:
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图2 ABAQUS有限元分析流程
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1.1 几何模型的构建
模型UG创建,导入ABAQUS中即可。
1.2 材料参数的定义
1.2.1 材料本构
在property模块中,创建材料,选择elastic,杨氏模量为2.1e5,泊松比为0.3。
1.2.2 截面创建
通过Create Section为实体模型创建solid,homogeneous截面,并选择相应的材料。
1.2.3 截面指派
通过Assign Section将创建好的截面指派给模型。
1.3 网格系统构建
1.3.1 网格划分
在Mesh模块中,通过适当网格控制,得到如下网格模型。
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图3 网格模型
1.3.2 单元类型
单元类型保持默认。
1.3.3 装配
在Assembly模块中,通过Create Instance进行装配。
2.1 求解器的设定
在Step模块中通过Create Step创建静力通用分析步。
2.2 连接关系的构建
跳过。
2.3 边界条件的设定
2.3.1 位移边界条件
在Load模块中,通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束,选择地面,施加Encastre约束。继续创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre,选择X坐标为0的表面,施加XSYMM约束,选择Y坐标为0的表面,施加YSYMM约束。
2.3.2 载荷边界条件
在Load模块中,通过Create Load创建Pressure载荷,载荷区域选择上侧小平面,大小设置为10,载荷约束如下图所示。
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图4 载荷约束施加
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除位移边界条件之外,其余条件均与上述操作完全相同。
在Load模块中,通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束,选择地面,施加Encastre约束。继续创建Displacement/Rotation约束,选择X坐标为0的表面,施加位移约束X=0,选择Y坐标为0的表面,施加位移约束Y=0。
切换到Job模块,创建作业并提交求解。
3.1应力云图
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图5 应力云图(对称约束)
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图6 应力云图(法向约束)
3.2 位移云图
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图7 位移云图(对称约束)
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图8 位移云图(法向约束)
可见对于本案例而言,两者求解是完全相同的,对使用软件提供的对称约束则更具有一般性,推荐大家后续直接使用软件提供的约束。
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