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1、 ABAQUS瞬态动力学分析瞬态动力学分析一、问题描述 一质量块沿着长度为1500mm的等截面梁运动，梁的材料为钢（密度=7.8E-9 ton/mm3，弹性模量E=2.1E5MPa，泊松比=0.3），宽为60mm，高为40mm。质量块的长为50mm，宽为60mm，高为30mm。质量块的密度=1.11E-007 ton/mm3，弹性模量E=2.1E5MPa，泊松比=0.3，如图5.1所示。质量块以10000mm/s的速度匀速通过悬臂梁（从固定端运动到自由端），计算梁自由端沿y方向的位移、速度和加速度。图1 质量块沿梁运动的示意图 二、目的和要求掌握结构的动力学分析方法，会定义历史输出步。1）用六
2、面体单元划分网格，厚度方向有4排网格。2）采用隐式算法进行计算。三、操作步骤1、启动ABAOUS/CAE开始程序ABAQUS 6.7-1ABAQUS CAE。启动ABAQUS/CAE后，在出现的Start Session（开始任务）对话框中选择Create Model Database（创建新模型数据库）。2、创建部件在ABAQUS/CAE窗口顶部的环境栏中，可以看到模块列表Module：Part，这表示当前处在Part（部件）功能模块，可按照以下步骤来创建梁的几何模型。创建两个零件分别命名为mass（质量块）和beam（梁），均为三维实体弹性体。3、创建材料和截面属性在窗口左上角的Modul
3、e（模块）列表中选择Property（特性）功能模块。（1）创建梁材料Name：Steel，Density：7.8E-9，Youngs Modulus（弹性模量）：210000，Poissons Ratio（泊松比）：0.3。（2）创建截面属性 点击左侧工具箱中的（Create Section），弹出Create Section对话框，Category：Solid，Type：Homogeneous，保持默认参数不变（Material：Steel；Plane stress/strain thickness：1 ），点击OK。（3）给部件赋予截面属性 点击左侧工具区中的（Assign Sectio
4、n），将上一步创建的截面属性赋给梁。（4）重复步骤（1）（4），为质量块赋截面属性。注意：质量块的密度为1.11E-007 ton/mm3。4、定义装配件（1）Assembly模块中选中mass和beam，创建装配体。（2）通过按钮，移动质量块，使两零件的位置关系如图2所示。图2 装配体位置关系5、设置分析步ABAQUS/CAE会自动创建一个初始分析步（initial step），可以在其中施加边界条件。用户还必须自己创建后续分析步（analysis step），用来施加载荷。具体操作方法：在窗口左上角的Module列表中选择Step（分析步）功能模块。点击左侧工具区中的（Create Ste
5、p）。在弹出的Create Step对话框中，在Name后输入dynamic，Procedure type：General；选中Dynamic，implicit，点击Continue，弹出Edit Step对话框，在Basic中设置计算总时间0.15s，如图4所示，在Incrementation中设置时间步长，如图5所示，点击OK。图3 Create Step对话框图4 设置计算总时间0.15s图5 设置时间步长设置历史输出：在菜单Toolset（命名为set-output）选择梁自由端的某一个顶点。点击Create History Output图标，设置时间输出步，如图6所示，选中U2，V2
6、，A2。点击OK。图6 设置历史输出步6、定义接触1）定义接触属性。在Interaction模块中，点击Create Interaction Property图标，在Create Interaction Property对话框中选择contact，点击Continue，弹出Edit Interaction Property对话框。设置MechanicalTangential behaviorFrictionless和MechanicalNormal behaviorDefault和“Hard” contact，如图7和8所示。图7 切向接触属性图8 法向接触属性2）定义接触。点击Create
7、Interaction图标，选择Surface-to-surface (Standard),点击Continue，master surface选择质量块的下表面，slave surface选择梁的上表面，在弹出的Edit Interaction对话框中点击OK。7、定义边界条件和载荷约束：固定梁的左端，在Create boundary condition对话框中选择Symmetry/Antisymmetry/Encastre,点击Continue，选择梁的左端面，在Edit boundary condition对话框中选择Encastre。1）load manager,step选择dynami
8、c，types for selected force选择gravity,如图9、10。图9 创建载荷步图10 创建载荷步为质量块赋速度：2）菜单ToolAmplitudeCreate，弹出Create Amplitude对话框，输入如图11所示参数，点击OK。图11 创建载荷步3）在Create boundary condition对话框中选择Velocity/Angular velocity,点击Continue，选择质量块（将梁隐藏，框选整个质量块），中键确认，弹出Edit boundary condition对话框中，设置如图12。点击OK。图12 设置Edit boundary con
9、dition对话框8、划分网格在窗口左上角的Module列表中选择Mesh（网格）功能模块，分别为质量块和梁划分网格，如图13所示。图13 网格划分9、提交分析作业在窗口左上角的Module列表中选择Job （分析作业）功能模块。（1）创建分析作业 点击左侧工具区中的（Job Manager），弹出Job Manager对话框，点击Create（创建新的作业），在Name后面输入Beam-dynamic，点击Continue，弹出Edit Job对话框，各参数保持默认值，点击OK。（2）提交分析 在Job Manager对话框中点击Submit（提交分析）。看到对话框中的Status（状态）提
10、示依次变为Submitted，Running和Completed，这表示对模型的分析已经成功完成。点击此对话框中的Results（分析结果），自动进入Visualization模块。四、实验结果看到窗口左上角的Module列表已自动变为Visualization功能模块，视图区中显示出模型未变形时的轮廓图。（1）查看位移、速度、加速度时间曲线。菜单ToolXYdataCreate XYdata对话框ODB history dataContinue分别从列表中选择U2、V2和A2，点击Plot 即可显示各自的曲线。再通过拷屏截图，如图14所示。图14 位移时间曲线图15 速度时间曲线（2）查看应力云图和位移云图
