第七章 ABAQUS弹簧单元应用实例.pdf

ABAQUS 弹簧单元应用实例 By Alicia 这几天研究了一下弹簧的使用问题，参看了 simwe 论坛里很多帖子，获益匪浅。作为 一个初学者，感觉论坛里面特别基础的弹簧教程比较少，我在学习的过程中纠结了很久，走 了一些弯路，因此当我学会以后，特别想把自己的经验与所有初学者分享。本文是我自己独 立做的添加线弹性弹簧的小例子，涵盖了ABAQUS 添加线性弹簧的最基础步骤，也许有的概 念也不完全正确，真诚希望能与大家一起讨论，共同进步。 模型概况：建立两个一模一样的圆盘，直径1m。建好后，用partition 命令分割成如下 图所示，这样比较好加弹簧，网格划分也会更规则。两个圆盘平行，相距5m，用弹簧单元 连接。 圆盘选择 3D——Deformable——shell——planar，然后用画圆的命令画一个半径 0.5m 的圆盘即可。重复上述操作，画出第二个圆盘。 进入property 模块，设置圆盘的材料参数：模型采用线弹性即可，最简单方便，参数如 下：弹性模量2e11， 泊松比0.2 。 然后，建立截面，赋予截面，模型变为绿色，表示已经将定义的截面赋予了圆盘。注意： 两个圆盘都要赋予哦。 Assembly 是比较关键的一步，在这一步中将使两个圆盘距离变为5m （最初建模时是叠 加在一起的，当然也可以建模时就设定好距离，但是这样比较麻烦，个人觉得还是用assembly 更加直观方便）。 创建一个instance ，把两个part 都选中，此时两个part 是重叠的，点击ok。用平移按 钮 ，只要移动圆盘上一个点的坐标，就可以实现整个圆盘的平移，具体操作为：选中 一个圆盘，输入要移动的点的坐标 （0,0,0 ），如下图： 再输入平移后的坐标（0,0,5 ），平移完成如下图 进入step 模块，建立一个step，static ，一切选择默认即可。 接下来要在两个圆盘之间用弹簧连接。进入 interaction 模块，选择工具条中的 Special ——Springs/Dashpots，创建新的弹簧。ABAQUS 里面的弹簧有两点间的弹簧和接地的弹簧， 这里我们选择两点间的弹簧，如下图 然后软件让你选择弹簧的第一个点和第二个点，由于我们事先已经分割好 part 了，就 直接对应的添加就行了。弹簧刚度设为 5e6，你也可以设置阻尼（Dashpot coefficient ），不 过本例中只涉及线性弹簧。每添加完一对弹簧就点下图右边的 Add pairs，就能继续添加， 最后加好了就是下面的样子（一共建立了17 对弹簧，包括 16 对位于圆盘边上的和1 对位于 圆盘中心点的）： 接下来为最下面的圆盘设置接地的弹簧。此时可以选择在全局坐标系或者局部坐标系中 添加，我们先用全局坐标系添加。 选择圆盘边缘的所有点，然后点击 done，可以看到下图中orientation 为 global，这就 是全局坐标系，如果要用到局部坐标系，可以点击edit 选择或者creat 新建一个你想要的局 部坐标系。 如何建立局部坐标系呢？方法如下 （不需要的可以不看） 在上图的坐标系选项orientation 中点击creat 后出现如下对话框： 选择默认的rectangular 即可，点击continue，在窗口底部出现如下提示 （0,0,0 ）是全局坐标系的点，意思就是让你用全局坐标系的坐标来定义一个新的局部坐标系。 你可以直接选择新坐标系的原点，也可以在对话框中直接输入，比如 0,0,0 ，回车，然后出 现下面的提示，让你选择新坐标x 轴的方向 这里我们将圆盘轴向设定为x 轴（即原来全局坐标系的z 轴），因此输入0,0,1 ，回车，再出 现如下提示，让你选择x-y 平面上的一个点，这里输入0,1,0 ，回车 新坐标系建好了，会显示在最下面圆盘的中心点位置。 用局部坐标系建立弹簧的话，可以选择弹簧自由度为1，即局部x 方向。 下面设置荷载和边界条件。 给最上面的圆盘整体施加pressure，大小为10. 最下面的弹簧受力完全由上面通过弹簧传递而