Abaqus有限元分析實例——非線性斜板(三)

2013-08-14 by:廣州Abaqus服務和培訓中心來源:仿真在線

Abaqus有限元分析實例——非線性斜板(三)

8.4.3 后處理

現在將對結果進行后處理。

顯示畫面

開始這個練習,首先要確定可用的輸出畫面(將結果寫入輸出數據庫的增量步間隔)。

顯示可用畫面:

1.從主菜單欄中,選擇Result-->Step/Frame。

彈出Step/Frame(分析步/畫面)對話框。

在分析時,ABAQUS/Standard根據要求在每第二個增量步將場變量輸出結果寫入到輸出數據庫文件。ABAQUS/CAE顯示畫面列表,如圖8-18所示。

Abaqus有限元分析實例——非線性斜板(三)ansys結果圖圖片1

表中列出了儲存場變量的分析步和增量步。此分析中只包含一個分析步和6個增量步,已經默認地保存了關于增量步0的結果(即分析步的初始狀態),并按照要求保存了第2、4和6增量步的結果。默認情況下,ABAQUS/CAE總是使用保存在輸出數據庫文件中的最后一個增量步的數據。

2.點擊OK關閉分析Step/Frame對話框。

顯示變形前后的模型形狀

將未變形圖疊加在變形圖上,一起顯示變形前后的模型形狀。旋轉視圖得到類似于圖8-19所示的圖形。

Abaqus有限元分析實例——非線性斜板(三)ansys結果圖圖片2

應用來自其它畫面的結果

從保存在輸出數據庫文件中的其它增量步數據中,你可以選擇適當的畫面來評估結果。

選擇一個新的畫面:

1.從主菜單欄中,選擇Result-->Step/Frame。

顯示Step/Frame對話框。

2.從Frame菜單中,選擇Increment 4(增量步4)。

3.點擊OK應用這些變化,并關閉Step/Frame對話框。

現在,所需要的任何繪圖將使用來自增量步4的結果。重復這個過程,應用所感興趣的增量步加以替換,自如地調用在輸出數據庫文件中的數據。

X-Y曲線圖

對于模擬中的每一個增量步,你保存了跨中節點(節點集合Midspan)的位移作為輸出到數據庫文件NlSkewPlate.odb中的歷史變量部分,你可以使用這些結果來繪制X-Y曲線圖。特別是,你將繪制位于板跨中邊界處節點的豎向位移歷史。

創建跨中位移的x-y圖形:

1.首先,創建一個顯示組(display group),它包括節點集Midspan中未變形的模型圖,顯示出節點號以確定那些位于板跨中邊界處的節點。

2.從主菜單欄中,選擇Result-->History Output。

3.在彈出的History Output對話框中,選擇(用[Ctrl]+點擊)兩個跨中邊界節點的豎向運動。其曲線標注的形式為:Spatial displacement: U3 at Node xxx in NSET Midspan(用節點編號確定你需要選擇的曲線)

4.點擊Plot。

ABAQUS從輸出數據庫文件中讀出兩條曲線的數據,并畫出類似于圖8-20所示的曲線圖(為了清楚,第二條曲線已變為虛線)。

Abaqus有限元分析實例——非線性斜板(三)ansys結果圖圖片3

從這些曲線中可以清楚地看到該模擬的非線性性質:隨著分析的進行,板會逐漸變硬。幾何非線性的效應意味著結構的剛度將隨著變形而改變。在該模擬中,由于薄膜效應使板當變形時變得剛硬。因此,所得到的位移峰值比線性分析預測的小,因為在線性分析中沒有包括這種效應。

應用保存在輸出數據庫文件(.odb)中的歷史變量數據或場變量數據,你可以創建x-y曲線圖。X-Y曲線的數據也可從外部文件讀入,或者交互地鍵入到Visulization模塊中。一旦創建了曲線,可以進一步利用這些數據,并以圖形的形式繪制到屏幕上。

數據報表

創建一個跨中位移的數據報表。應用節點集合Midspan創建一個適當的顯式組。報表內容顯示如下。

Abaqus有限元分析實例——非線性斜板(三)ansys仿真分析圖片4

將這些位移值與在第5章“應用殼單元”中應用線性分析得到的結果進行比較。該模擬中的跨中最大位移比由線性分析預測的位移約小9%。在模擬中包括非線性幾何效應,減小了板跨中的豎向撓度(U3)。

兩種分析的另一個區別是在非線性模擬中沿1和2方向有非零撓度。在非線性分析中,是什么效果使得面內位移U1和U2非零呢?為什么板的豎向撓度會小呢?

板變形后成了彎曲形狀:在非線性模擬中考慮了幾何改變,作為結果,薄膜效應使得部分載荷由薄膜作用來承受而不是僅由彎曲作用單獨承受,這使得板更加剛硬。另外,始終保持垂直于板面的壓力載荷隨著板的變形也開始具有沿1和2方向的分量。非線性分析中考慮了這種剛性效應和壓力方向的改變,而在線性分析中這兩種效應均未考慮。

在線性和非線性模擬之間的差別是相當大的,表明在這種特殊載荷條件下,對于該板應用線性模擬是不合適的。

對于5個自由度的殼單元,如在這個分析中應用的S8R5單元,ABAQUS/Standard沒有輸出在節點處的所有轉動。

8.4.4 用ABAQUS/Explicit運行分析

作為一個選作的練習,你可以修改模型并在ABAQUS/Explicit中計算斜板的動態分析。為此,你需要為Steel的材料定義添加一個7800 kg/m³的密度,應用一個顯式動態分析步替換已存在的分析步,并改變單元庫為Explicit。此外,你必須編輯歷史變量輸出要求,將集合MidSpan的平動和轉動寫入輸出數據文件。這些信息將有助于評估板的動態響應。在作出適當的模型修改之后,你可以創建并運行一個新的作業以考察在板上突然施加載荷的瞬時動態效應。

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