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最新Abaqus技巧大全(二)

2013-09-08 17:41  by:有限元  来源:广州有道有限元

(三)ABAQUS单元

inp编码是命令流文件。一般情况下可以不用它,直接在cae中就可以实现一般的有限元分析。
但是有些功能在cae中不能实现,比如截面内力的输出;有的时候用inp会更加的简洁方便;有些人习惯使用手动编辑。这样命令流比自动生成的看起来简单。我想这也许是inp编辑的一些理由。
inp文件可以在command中直接调用,abaqus jobinp文件 user=子程序 interactive;也可以在cae中打开,使用菜单fileimport选项。
inp的生成有两种方法,直接在文本中写;使用job模块的write生成。一般情况下,使用cae和手动编辑inp文件相结合的方法比较受欢迎。
inp文件可以使用很多文本编辑器来打开。textpadultraedit等等,其中最常用也是最好的是vim

2. 故障诊断基本方法
提交分析后,应该
1)察看dat文件,出现的warning一般可以不去理会,但如果出现error, 则分析无法进行;
2)如果分析能够进行,则察看msg文件(ABAQUS/Standard分析)或sel文件(ABAQUS/Explicit
分析)。如果msg文件出现error, 则分析同样无法进行;msg文件中的大部分warning都可以不去理会,但以下warning意味着模型有问题:
● Numerical Singularity (见下面第3节);
● Zero Pivot (见下面第4节);
● Too Many Attempts Made for This Increment:分析无法收敛,而不收敛的原因则可能是多种多样的,常见原因是接触或非线性材料定义不当,或网格太粗,需要具体问题具体分析
解决办法:
1)根据上述errorwarning信息找出问题。
2)简化模型,去掉模型中的复杂参数(接触、塑性材料等),做一个简单模型,成功了再做复杂的。 
3. 约束刚体位移 / NUMERICAL SINGULARITY
在静力分析中,必须在模型中所有实体的所有平移和转动自由度上定义足够的约束条件,以避免它们出现不确定的刚体位移。否则就会看到msg文件中出现
WARNING: SOLVER PROBLEM. NUMERICAL SINGULARITY
这时分析一般无法收敛。
下面是论坛上回帖的实例:
http://www.simwe.com/forum/viewthread.php?tid=419588
问:
有警告说一个点自由度1,自由度2值都很大,但是检查发现这个点没问题,边界条件什么的也没问题,这怎么回事呢?
***WARNING: SOLVER PROBLEM. NUMERICAL SINGULARITY WHEN PROCESSING NODE 15294 
D.O.F. 2 RATIO = 2.48305E+11
答:
"NUMERICAL SINGULARITY WHEN PROCESSING NODE 15294 D.O.F. 2 RATIO = 2.48305E+11", 说明NODE 15294 所在的实体在方向2上出现无限大的刚体位移。
在分析的一开始,接触和摩擦关系没有完全建立起来,可以在此实体上的任意一点和地面之间定义一个很软的弹簧,以消除刚体位移。方法是:interaction模块,菜单special / springs-dashpots / create, connect points to ground, 选节点,Degree of freedom 设为出现了刚体位移的自由度,spring stiffness为一个较小的值(太小则不足以消除刚体位移,太大则会影响变形)。
spring 所在的节点在弹簧方向的位移乘以spring stiffness,就是弹簧所分担的载荷,它应该远远小于在此方向上的外载荷。如果模型位移很小,我常常把spring stiffness设为1. 
2维模型中如果某个实体上没有任何边界条件,则在3个自由度(U1,U2,UR3)上可以出现刚体位移,所以每个实体需要至少3个接地弹簧,且不能在同一个节点上,安全的做法是,在两个不同节点上分别定义自由度1,2上的接地弹簧,即每个实体4个接地弹簧注意实体单元没有旋转自由度,所以自由度4,5,6上的接地弹簧不起作用。
3维模型中如果某个实体上没有任何边界条件,则在6个自由度上可以出现刚体位移,所以每个实体需要至少6个接地弹簧,且不能在同一个节点上,安全的做法是,在三个不同节点上分别定义自由度1,2,3上的接地弹簧,即每个实体9个接地弹簧
另外一种消除刚体位移的方法是,不是用接地弹簧,而是在step 1中在可能出现刚体位移的实体的某个区域上定义临时的固支边界条件,step 1结束后,接触和摩擦关系已经完全建立起来,就可以在后面的step中再去掉这些固支边界条件。
注意上述方法的适用范围是: 不确定的刚体位移最终是靠模型中的接触关系来消除,弹簧或临时的固支边界条件只是暂时起作用。可能的话,尽量还是要让每个部件在每个自由度上都有足够的边界条件(例如利用对称性),否则可能出现收敛问题,见
http://www.simwe.com/forum/viewt ... =page%3D1#pid778549
http://www.simwe.com/forum/viewthread.php?tid=686203
问:
我做了一椭圆物接触平面的模型,接触受力后,椭圆物(约束为固定)平移了,不知是啥原因
答:
椭圆没平移啊,只看到平板平移了。平板在u1上没有边界条件,接触面又不是水平的,当然受力后会平移的。
另外,椭圆顶部网格形状太差,接触区域的网格要细化。
这是基本概念啊,静态分析中,每个实体的每个自由度上都要有足够的约束,否则它会有不确定的刚体位移或旋转.
每次计算时,都应该看msg文件中有没有warningerror。你的msg文件中有
warning: SOLVER PROBLEM. NUMERICAL SINGULARITY WHEN PROCESSING NODE FLAT-1.14 D.O.F. 1 RATIO = 2.50278E+010.
说明 FLAT-1D.O.F. 1 上出现了无限大的刚体位移。消除的方式可以是边界条件,约束,接触,摩擦,弹簧等。你如果不希望平板在x方向运动,需要施加边界条件u1=0.
对称问题,对1/2建模,约束整个对称面上的U1. 不对称的话,也要想其他办法施加足够的约束。
如果只有负特征值警告,没有numberical singularity, 计算能收敛,就没问题。
http://www.simwe.com/forum/viewthread.php?tid=690585
答:
已经说得没法再明白了。你加位移载荷的模型spring_contact.inp里:
- Flat-1: U1=U2=0
- Flat-2: U1=0, U2受弹簧约束
椭圆: U1=0, U2有给定的位移
所以这个模型里的每个部件关于x,y轴的刚体平移和关于z轴的刚体转动都得到了足够的约束。
你加力载荷的模型sphere_flat.inp里:
椭圆: U1=U2=0, 没问题。
平板: y方向受力,上面和椭圆接触,所以y方向也没问题。但x方向没有施加任何约束,尽管这个方向没有力,对你来说平板不会发生x方向的刚体平移,但这不符合有限元的计算要求,x方向的刚体位移是不确定的。这并不是说,你会在后处理中看到x方向发生很大的刚体位移,而是ABAQUS根本就无法计算,得不到任何结果。这和y方向的载荷大小没有关系。
所以要根据对称性对1/2建模,约束整个对称面上的U1.
不用看job diagnostics ,错误和警告信息都在分析生成的文件sphere_flat.msg里。
你要是还不明白,我就只能去跳楼了。
http://www.simwe.com/forum/viewthread.php?tid=695202
问:
我用constrain_equation 将梁和板系在一起,进行均布力受压分析,但是发现,当我将13自由度限制时,板梁都弯曲了,2方向有偏移
但是我将123自由度一起限制时,发现板梁都不弯了,可能原理上有点问题,附上文件,哪位大虾给与指点!!谢谢
后来用tie 试了一下,效果还挺好的,就是不知道对不对,因为帮助文件里说tie用于定义面和面的,梁和面这样定义不知道行不??
答:
每次计算时,都应该看msg文件中有没有warningerror. 两个模型的在msg文件中都有
***WARNING: SOLVER PROBLEM. NUMERICAL SINGULARITY WHEN PROCESSING NODE 104 D.O.F. 4 RATIO = 3.80284E+015.
说明 D.O.F. 4 上缺乏约束。你只约束U1,U2,U3, 对实体单元是可以的,但shellbeam单元都有旋转自由度,要施加足够的约束来消除刚体位移 (虽然对你来说,约束了两端的U1,U2,U3就没有刚体位移了,但这不符合ABAQUS的要求)。你的第一个模型虽然算出来了,但结果不一定正确。
解决方法:对称模型可取一半,在对称面上约束UR1,UR2,UR3.
梁和面tie应该可以。

 

未完,请看最新Abaqus技巧大全(三)

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