ABAQUS中解析刚体和离散刚体的区别和联系

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Abaqus中的几种常用零件类型

Abaqus中的几种常用零件类型

Abaqus中的几种常用零件类型来源:复合材料力学作者:君莫Abaqus中创建零件时一般有Deformable、Discrete rigid、Analytical rigid、Eulerian四种类型。

下面分别介绍一下:(1)Deformable可变形体可变形体是有限元分析中采用的最多的一类零件,指物体在载荷(机械载荷、热载荷、电载荷等)作用下可产生变形,适用于任意二维或三维几何。

(2)Discrete rigid离散刚体离散刚体,顾名思义这是一种刚体,一般用于模拟不可变形体接触分析。

其几何与可变形体类似,可以是任意形状。

采用离散刚体形式建立的零件,可以是任意形状的二维、三维及轴对称结构。

但是只有包含壳或者线框的离散刚体零件才能够划分网格,实体零件无法划分。

如果采用实体几何,属性选择离散刚体,划分网格时会提示将几何转化为壳体。

(3)Analytical rigid分析刚体分析刚体与离散刚体类似,在接触分析中采用的是刚性面,分析刚体并非适用于任意几何形状,其几何必须是由一系列草图曲线、弧线和抛物线通过拉伸、旋转而成的平面或曲面。

分析刚体零件相比离散刚体零件而言,计算量较小,但是不能是任意形状,其轮廓必须光顺。

补充刚体是指在运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相对位置不变的物体。

绝对刚体实际上是不存在的,只是一种理想模型,因为任何物体在受力作用后,都或多或少地变形,如果变形的程度相对于物体本身几何尺寸来说极为微小,在研究物体运动时变形就可以忽略不计。

(4)Eulerian欧拉体欧拉体一般用于模拟液体,气体或者大变形体。

材料可以在欧拉域中流动,但网格自身在分析过程中不会变形,取而代之的是,零件内的材料物质在外载荷作用下发生变形,比如铆钉成型过程、冲压过程等零件可以用欧拉体,对应的是网格在空间中的位置不变,物质在网格中流动。

大变形分析中,采用欧拉网格可以避免传统拉格朗日网格分析时的单元畸变问题,在金属塑性成型分析中应用广泛。

abaqus解析刚体定义参考点定义结点结合

abaqus解析刚体定义参考点定义结点结合

abaqus解析刚体定义参考点定义结点结合在Abaqus中,刚体是一种特殊的有限元模型,它不受扭曲、变形或体积变化的影响,不会产生应力和应变。

刚体可以用于模拟真实世界中的刚体物体的行为,如机械结构、机器人、汽车、飞机等。

在Abaqus中,我们可以通过定义参考点和定义结点来声明和定义我们的刚体模型。

下面我们来详细了解这两个概念。

1.定义参考点(Reference Point):定义参考点是将刚体与其他模型(如弹性体或壳单元)连接在一起的关键。

它代表了刚体模型的位置和方向。

可以通过三个坐标来定义参考点的位置,也可以通过欧拉角来定义参考点的方向。

在Abaqus 中,定义参考点使用RP定义命令来实现。

2.定义结点(Node):定义结点是刚体的一个重要特性,它代表了刚体的固定点。

在Abaqus中,我们可以给刚体模型添加一个或多个结点,来描述刚体模型的形态和运动。

结点可以用一种特殊的单元类型R3D4(ReferenceThree-Dimensional Solid)来定义,表示一个固定的点。

通过定义结点,我们可以在模型中添加约束、加载等边界条件。

在Abaqus中,刚体模型的定义通常涉及到以下几个方面:1.建立刚体模型:首先,我们需要建立刚体模型,可以通过几何建模软件(如CATIA、SolidWorks等)建立一个刚体模型,并将其导入到Abaqus中。

然后,我们可以使用Abaqus提供的工具对导入的几何模型进行处理和修改,以满足特定的分析需求。

2.定义参考点:一旦我们有了刚体模型,我们就可以在模型中选择一个或多个参考点,用RP命令来定义这些参考点。

在RP命令中,我们需要指定参考点的名称和位置(坐标)。

可以使用绝对坐标或相对坐标来定义参考点的位置。

3.定义结点:接下来,我们需要在刚体模型的合适位置上添加结点。

可以使用命令*NODE来定义结点的坐标。

在定义结点时,我们需要指定结点的编号、坐标和自由度。

由于刚体是固定的,因此结点的自由度为零,即在三个方向上都无法位移。

ABAQUS解析刚和离散刚体使用和区别

ABAQUS解析刚和离散刚体使用和区别

ABAQUS解析刚和离散刚体使用和区别首先,我们来了解一下刚体的概念和使用方法。

刚体是指在受力作用下形状和大小不变的物体。

在ABAQUS中,刚体的分析是指考虑物体的刚性响应。

刚体的分析可以用来研究物体的刚性变形、应力和应变分布等问题。

在ABAQUS中,刚体的分析通常包括以下几个步骤:1.几何建模:通过ABAQUS提供的建模工具创建物体的几何模型。

2.材料属性定义:为物体定义材料属性,包括弹性模量、泊松比等。

3.网格划分:将物体划分为小的有限元单元,以便进行数值计算。

4.载荷和边界条件定义:为物体施加外部载荷和边界条件,模拟实际工程中的情况。

5.求解:通过求解器求解物体的刚性响应,并得到结果。

刚体分析的优点是计算速度快,适用于处理大变形的问题。

然而,刚体分析不考虑物体的变形,只考虑其整体移动和旋转,因此不适用于需要考虑物体内部应变分布的问题。

接下来,我们来了解一下离散刚体的概念和使用方法。

离散刚体是指将实际物体离散为多个刚体元素,通过它们之间的连接关系来描述物体的变形和应力分布。

在ABAQUS中,离散刚体主要包括两种元素:离散单元和节点。

离散单元是指通过节点之间的连接关系来描述物体的刚性变形。

节点是实际物体上的点,可以视为刚体的一部分。

离散单元通过节点之间的约束关系来模拟刚体的连接关系。

在ABAQUS中,离散刚体的分析通常包括以下几个步骤:1.几何建模:通过ABAQUS提供的建模工具创建物体的几何模型。

2.材料属性定义:为物体定义材料属性,包括弹性模量、泊松比等。

3.节点定义:在物体的关键位置定义节点,用于描述刚体元素的连接关系。

4.离散单元定义:根据物体的几何形状和连接关系,定义离散单元,确定节点之间的约束关系。

5.载荷和边界条件定义:为物体施加外部载荷和边界条件,模拟实际工程中的情况。

6.求解:通过求解器求解离散刚体的变形和应力分布,并得到结果。

与刚体分析相比,离散刚体分析能够更准确地描述物体的变形和应力分布,适用于需要考虑物体内部应变分布的问题。

ABAQUS常用技巧归纳(图文并茂)知识分享

ABAQUS常用技巧归纳(图文并茂)知识分享

ABAQUS常⽤技巧归纳(图⽂并茂)知识分享ABAQUS学习总结1.ABAQUS中常⽤的单位制。

-(有⽤到密度的时候要特别注意)单位制错误会造成分析结果错误,甚⾄不收敛。

2.ABAQUS中的时间对于静⼒分析,时间没有实际意义(静⼒分析是长期累积的结果)。

对于动⼒分析,时间是有意义的,跟作⽤的时间相关。

3.更改⼯作路径4.对于ABAQUS/Standard分析,增⼤内存磁盘空间会⼤⼤缩短计算时间;对于ABAQUS/Explicit分析,⽣成的临时数据⼤部分是存储在内存中的关键数据,不写⼊磁盘,加快分析速度的主要⽅法是提⾼CPU的速度。

临时⽂件⼀般存储在磁盘⽐较⼤的盘符下提⾼虚拟内存5.壳单元被赋予厚度后,如何查看是否正确。

梁单元被赋予截⾯属性后,如休查看是否正确。

可以在VIEW的DISPLAY OPTION⾥⾯查看。

6.参考点对于离散刚体和解析刚体部件,参考点必须在PART模块⾥⾯定义。

⽽对于刚体约束,显⽰休约束,耦合约束可以在PART ,ASSEMBLY,INTERRACTION,LOAD等定义参考点.PART模块⾥⾯只能定义⼀个参考点,⽽其它的模块⾥⾯可以定义很多个参考点。

7.刚体部件(离散刚体和解析刚体),刚体约束,显⽰体约束离散刚体:可以是任意的形状,⽆需定义材料属性,要定义参考点,要划分⽹格。

解析刚体:只能是简单形状,⽆需定义材料属性,要定义参考点,不需要划分⽹格。

刚体约束的部件:要定义材料属性,要定义参考点,要划分⽹格。

显⽰体约束的部件:要定义材料属性,要定义参考点,不需要要划分⽹格(ABAQUS/CAE会⾃动为其要划分⽹格)。

刚体与变形体⽐较:刚体最⼤的优点是计算效率⾼,因为它在分析作业过程中不参与所在基于单元的计算,此外,在接触分析,如果主⾯是刚体的话,分析更容易收敛。

刚体约束和显⽰体约束与刚体部件的⽐较:刚体约束和显⽰体约束的优点是去除约束后,就可以⽴即变为变形体。

刚体约束与显⽰体约束的⽐较:刚体约束的部件会参与计算,⽽显⽰约束的部件不会参与计算,只是⽤于显⽰作⽤。

abaqus介绍_带小例子

abaqus介绍_带小例子

ABAQUS 入门教程1.什么是有限元对于连续的实体,或者流体,如果形状,边界条件较复杂,是不能得到位移或者应力应变的解析解的,因此提出了利用有限个单元(Finite Element)的集合来离散(Discretize)表示结构的实际几何形状,如下图,该实体由六面体单元和四面体单元(Element)组成,每一个单元代表这个实际结构的一个离散部分。

单元由节点构成,单元和单元之间通过共有的节点(Node)连接。

节点与单元的集合称为网格(Mesh)。

在一个特定网格中的单元数目称为网格密度(Mesh Density),可以很轻易地得到网格密度是和计算精度密切相关的,但是过密的网格会导致庞大的计算量,因此需要根据情况合理确定网格尺寸。

各种单元类型,不同的单元类型适用于不同的情况。

有限元求解方法:隐式方法(Implicit)由胡克定理得:=-F Kx其中F代表力矩阵,K为刚度矩阵,由每个单元的局部刚度矩阵结合得到,x为位移矩阵,代表每个节点的各个方向的位移。

隐式方法主要就是求解该方程。

位移法步骤如下:1.结构离散2.单元分析,形成单元刚度矩阵3.结构分析,形成总刚度矩阵(包含所有单元刚度矩阵)4.约束处理5.求解线性方程组,求得节点位移(求得所有节点的位移)6.根据节点位移求出各个单元的内力和应变如下图所示,桁架及其离散化模型:显示方法(explicit)显示方法与隐式方法不同,例如应用在ABAQUS/Explicit中的显示方法,并不需要求解一套方程组或计算整体刚度矩阵。

求解式通过动态方法从一个增量步前推到下一个增量步得到的,简单来说,就是假设有一个炸弹爆炸的过程,将该过程分成很多个时间增量步,从初始炸弹只有一个点开始,根据增量步一步步递推计算炸弹的冲击波膨胀的过程。

ABAQUS/Explicit适用于求解复杂非线性动力学问题和准静态问题,特别是模拟短暂、瞬时的动态时间,如冲击和爆炸问题。

2.Abaqus简介ABAQUS是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一,具有惊人的广泛的模拟能力。

abaqus基本概念汇总

abaqus基本概念汇总

abaqus基本概念汇总以下转载来自simwe仿真论坛,感觉对新手有用!请大家读阅!1. 静力分析中,如果模型中不包含阻尼或与速率相关的材料性质,时间就没有实际的物理意义。

有关时间,除了需要在step中设置时间以外,在load功能模块和interaction模块中还可以创建与时间有关的幅值曲线。

Tools-Amplitude-Create,选择幅值曲线类型,将Time Span设为Step time或Total time。

2. 需要设置参考点的情形Tools-Reference Point离散刚体部件或解析刚体部件都需要为其设置参考点;在Interaction模块中定义刚体约束、显示体约束和耦合约束时,必须指定约束的参考点;对于采用广义平面应变单元(generalized plane strain elements)的平面变形体部件,必须为其指定一个参考点,作为参考节点(reference node)Note:Part模块中每个部件只能定义一个参考点;Assembly、Interaction和Load 模块中可以为装配提定义多个参考点;Mesh中生成单元网格时,参考点将被忽略。

3. 需要创建面的情形Tools-Surface在Interaction模块中定义基于面的接触或约束时,或Load模块中施加压力(Pressure)时,建议为相应区域定义面,并注意命名。

4. 需要定义集合的情形Tools-Set:Property模块中,若一部件包含不同材料,可分别为不同区域建立集合并赋予不同的截面属性Interaction模块中定义基于节点或单元的接触或约束时,可先为相应区域定义集合;Load模块中定义载荷和边界条件时,可先为相应区域定义集合;)定义场变量输出或历史变量输出时,可指定输出某个集合上的计算结果。

Note:在Part和Assembly中都可以定义集合,二者有区别.5. Stp文件格式导入abaqus可能会丢失零部件间的装配关系,而igs格式一般不会出现这类问题6. 两种类型的刚体部件对比:离散刚体部件可以是任意的几何形状,可以为其添加part模块中的各种特征;解析刚体部件只能是较简单的几何形状,计算代价要比离散刚体部件小。

关于Abaqus中若干刚体建模方式的讨论

关于Abaqus中若干刚体建模方式的讨论

关于Abaqus中若干刚体建模方式的探讨Abaqus提供了多种不同的方式帮助用户简洁高效地进行刚体模拟,包括:(1)离散刚体(2)解析刚体(3)Rigid Body约束事实上,无论采用何种方式模拟刚体,只要在Abaqus中能够实现,其计算精度和效率都应该是接近的,因为在一个完整的模拟分析过程中,主要的计算精度和效率毫无疑问是由变形体所控制的,当然,不排除部分机构动力学分析中全部部件均采用刚体模拟的情形。

但是,不同的刚体模拟方式还是具有一定差异的:(1)离散刚体:离散刚体在几何上可以是任意的三维、二维或轴对称模型,同一般变形体是相同的,唯一不同的是,在划分网格时离散刚体不能使用实体单元,必须在Part模块下将实体表面转换为壳面,然后使用刚体单元划分网格。

(2)解析刚体:在计算成本上解析刚体要小于离散刚体,但是解析刚体不能是任意的几何形状,而必须具有光滑的外轮廓线。

一般而言,如果可以使用解析刚体的话,使用解析刚体进行模拟是更为合适的。

(3)Rigid Body约束:除了在Part模块下直接声明所建模型是离散刚体或解析刚体外,Abaqus在Interaction模块还提供了Rigid Body约束用于模拟刚体性质。

Rigid Body约束实际上是将组装部件中某一区域的运动强制约束到参考点上,而在整个分析过程中不改变该区域内各点的相对位置。

Rigid Body约束和刚体部件的差别在于:刚体部件同部件相关联,Rigid Body约束同组装实体中的区域相关联。

简单地讲,刚体部件建模时的整个部件在以后的分析中都将保持为刚体,而Rigid Body约束可以是某一部件组装后的实体中的某一区域,相对刚体部件具有更高的灵活性。

此外,刚体部件的参考点必须在Part模块下建立,Assembly模块下建立的参考点无法应用到刚体部件,但是Rigid Body约束的参考点可以在Assembly模块下建立。

另外,值得一提的是,刚体部件可以在模型树中编辑修改为变形体,这一操作同增删Rigid Body约束的作用是一致的。

Abaqus基本操作

Abaqus基本操作

Abaqus基本操作一、操作:1、鼠标操作(tools–>options–>)移动物体的两种方式:其一,是Ctrl+Alt+鼠标中键,其二是工具栏中的Pan view按钮。

旋转物体的两种方式:其一,是Ctrl+Alt+鼠标左键,其二是工具栏中的Rotate view按钮。

多选物体:需要按住Shift键进行多选减选物体:需要按住Ctrl键进行减选2、单位制二、建模1、部件类型模型空间:三维、二维、轴对称part的类型:可变性,离散刚体(discrete rigid,刚体不参与有限元计算,离散刚体可以模拟任何形状的物体),解析刚体analytical rigid,外形可解析,仅用于建立壳和曲线,当模拟简单的刚体时使用),欧拉网格(一般用于流体分析,介质在网格中移动,而不是网格本身的变形)二维的壳体仍为实体,三维的壳体才是真正的壳体2、草图工具2.1创建部件(part)大约尺寸(approximate size):最大尺寸的两倍(单位与统一单位一致)参考线转化,投影,偏移裁剪,修复,平移(旋转,缩放,镜像)添加约束,添加dimension(标注),编辑dimension(参考:不对模型计算起作用)标注半径时,点两次圆周上的点草图保存,打开(也可以在file–>import–>sketch)草图选项一般不修改2.2、拉伸、旋转、扫掠等拉伸(extrusion):平面草图做完后,两次中键显示深度扭曲(twist):100(dist/Rev 距离/周)旋转(revolution):同上扫掠(sweep):同上twist,draft(拖拽,拔模(以一个角度放大或缩小))放样(loft):类似扫掠,可以在多个截面之间创建过渡面。

使用时可能出现不理想表面,慎用!从壳体创建(放样,使用partition face来创建截面)实体:同上2.3、创建部件的基本原则合理的简化简单部件直接通过abaqus建模,复杂的部件通过建模软件建好后导入2.4、添加部件特征对从三维软件中导入的结构进行微小的修改Cut:与前面创建实体中的拉伸、旋转等类似。

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ABAQUS中解析刚体和离散刚体的区别和联系
一、离散刚体通常用于接触分析中,类似与可变形体,可以模拟任何形状的物体。

接触时也可以考虑使用解析刚体,这样可以有效地避免由于刚体网格划分太粗造成的摩擦力不准。

但他们都是刚体,只在RP上积分,外形只是用来判断接触用的。

二、解析刚体仅用于建立壳或曲线,不能模拟任何形状的物体,当模拟简单的刚体使用时,为接触分析提供刚性表面。

三、解析刚体不需要划分网格;离散刚体必须划分网格。

四、解析刚体只输出和参考节点相关的结果(反作用力等),对于接触问题如果要查看接触力、接触压力、切向滑移等结果,只能查看从动面上的结果;离散刚体可以输出上述接触力、接触压力、切向滑移等结果。

五、解析刚体在不考虑温度的情况下使用,计算速度快;在考虑温度对材料或者其它方面影响的情况下使用计算效率较离散刚体低。

六、对于离散刚体,要在发生接触的部位划分足够细的网格;以保证不出现大的尖角,而解析刚体则不需要。

注意问题:
一、定义一块钢板,属性定义弹模无限大、泊松比无限小,可以模拟刚体。

二、模具也可以设成变形体,然后在interaction模块里面设定congstraint形式为刚体,并设定参考点,就可以将变形体属性变为刚体,注意的问题就是要在property模块里面创建section并assign section。

如果是动力学问题,涉及到旋转,需要把参考点设置为刚体的质心,其他情况参考点位置任意。

首先都是刚体,解析刚体主要是由直线圆弧等具有简单几何关系的曲线构成,易于建模,离散刚体主要用于形状复杂的几何体,无法用简单线条构成,比如一些复杂模型的导入,二者本质上没有区别。

三、刚体一般有这么几种,一种是找个主点,其他点与主点的关系约束为123456自由度,这称为约束刚体,还有就是修改某个部件的弹性模量非常的大,泊松比很小,这种是人为的近似刚体处理方法,第三种是无须划网格和赋属性的真正的刚体,前面两种都有人为的处理手法在里面,最后一种没有.一般来说最后一种的计算效率也是最高的。

相同点:都属于刚体单元,建模时均需要指定参考点。

不同:
1、离散刚体单元需划分网格,如可采用R3D4划分,而分析刚体不需要划分网格。

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2、离散刚体单元划分网格后需要在constraint里面指定为rigid body,并且指定参考点。

3、分析刚体的参考点可控制整个刚体的运动(平移,旋转),如通过参考点指定的边界条件可在另外的载荷步进行编;而离散刚体的参考点只能在被创建的载荷步编辑,这就意味着离散刚体的参考点不能控制整个刚体的的运动,只有很简单的形体可以直接通过函数描述的可以做成分析刚体而大多数形状很怪的都要做成离散刚体。

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