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。
图1 模型了解
回顾一下ABAQUS的有限元分析流程:
图2 ABAQUS有限元分析流程
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。
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。
图4 载荷约束施加
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
图5 应力云图(对称约束)
图6 应力云图(法向约束)
3.2 位移云图
图7 位移云图(对称约束)
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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