《ABAQUSCAE典型例题》讲义

Modeling Space C 3D C 2D Planar C Axisymmetric ABAQUS/cAE典型例题 我们将通过 ABAQUS/CAE完成右图的建模及分析过程。 c Deformable C Discrete rig None avalable C Analytical rigid 首先我们创建几何体 创建基本特征 Base Feature 1、首先运行 ABAQUS/CAE,在出现的对话框内 选择 Create model database。 o Solid trusion 2、从 Module列表中选择Part,进入Part模块 C Shell Revolution Sweep File Mode viewpo +￠ C Point Module: Part Model Approximate size: 0.3 Continue 提示改墙样C个己息米创建一个新的部件。在 x Fill out the Create Part dialog 4、CAE弹出一个如右图的对话框。将这个部件 命名为 Hinge-hole,确认 Modeling space、Type和Base Feature的选项如右图。 5、输入0.3作为 Approximate size的值。点击 Continue。 ABAQUS/CAE初始化草图,并显示格子。 6、在工具栏选择 Create lines: Rectangle(4 Lines) 在提示栏出现如下的提示后,输入(0.02,0.02)和 Pick a starting corner for the rectangle--or enter x, I (-0.02,-0.02),然后点击3键鼠标的中键(或滚珠)。 ■ Edit Base Extrusion 7、在提示框点击oK按钮。CAE弹出 Edit basic extrusion对话框。 8、输入0.04作为 Depth的数值,点击 ptIons OK按钮。 Note: Twist and draft cannot be specified together 在基本特征上加个轮缘 r Include twist, pitch: o ist/Rev 厂 Include draft, angle b、痣森类盖诱 chape solid- Extrude 3、选择如下图所示的边,点击左键

1 ABAQUS/CAE 典型例题 我们将通过 ABAQUS/CAE 完成右图的建模及分析过程。 首先我们创建几何体 一、创建基本特征： 1、首先运行 ABAQUS/CAE，在出现的对话框内 选择 Create Model Database。 2、从 Module 列表中选择 Part，进入 Part 模块 3、选择 Part→Create 来创建一个新的部件。在 提示区域会出现这样一个信息。 4、CAE 弹出一个如右图的对话框。将这个部件 命名为 Hinge-hole，确认 Modeling Space、Type 和 Base Feature 的选项如右图。 5、输入 0.3 作为 Approximate size 的值。点击 Continue。ABAQUS/CAE 初始化草图，并显示格子。 ６、在工具栏选择 Create Lines: Rectangle(4 Lines) ，在提示栏出现如下的提示后，输入（0.02,0.02）和 （-0.02,-0.02），然后点击３键鼠标的中键（或滚珠）。 ７、在提示框点击 OK 按钮。CAE 弹出 Edit Basic Extrusion 对话框。 ８、输入 0.04 作为 Depth 的数值，点击 OK 按钮。 二、在基本特征上加个轮缘 １、在主菜单上选择 Shape→Solid→Extrude。 ２、选择六面体的前表面，点击左键。 ３、选择如下图所示的边，点击左键

4、如右上图那样利用*图标创建三条线段 5、在工具栏中选择 Create arc: Center and2 Endpoi 6、移动鼠标到(0.04,0.0),圆心,点击左键,然后将鼠标移到(0.04,0.02)再次点击鼠标左键,从已画好区 域的外面将鼠标移到(0.04,-0.02),这时你可以看到在这两个点之间出现一个半圆,点击左键完成这个半圆。 7、在工具栏选择 Create circle: Center and prime( 8、将鼠标移动到(0.04,0.0)点击左键,然后将鼠标移动到(U.U5,0.0)点击左键 o、摔能Bmev圈刚完成的圆标注尺寸 11、选择圆的尺寸(0.01)点击左键,在提示栏输入0.012,按回车。再次点击 Edit dimension value, 退出该操作。 A x Sketch the section for the solid extrusion Done 12、点击提示栏上的Done按钮。 13、在CAE弹出的 Edit extrusion对话框内输入0.02作为深度的值。CAE以一个箭头表示拉伸的方向, 点击cip可改变这个方向。点击oK,完成操作。 、创建润滑孔 命名为H盟$蓼势AB鲁誥耄對岩計e Continue 2、创建一个圆心在(O,0),半径为0003的圆,然后点击 Create Datu Done,完成这一步骤。 3、回到Part模块,在Part下拉菜单中选择 Hinge-hole ethod 话框满的痣责菜害粪书 Tools-Datum,按右图所示选择对 Offset fr 5、选择轮缘上的一条边,见下图,参数的值是从0到1 Midway between 2 points 如果,箭头和图中所示一样就输入0.25,敲回车,否则就输入 Offset from 2 0.75。 ABAQUS/CAE在这条边的1/4处上创建一个点。 Project point on fa 6、创建一个基线,在 Create datum对话框内选择Axis Project point on line Cancel 在 Method选项中选择2 Points,点击 Apply。选择圆的中心点和刚才创建的基点, ABAQUS/CAE将创建如右 上图所示的基线。 7、在 Create datum对话框内选择 Plane,在 Method中选择 Point and normal,点击OK,选择刚才 创建的基点和基线。你的模型将如左下图所示

2 ４、如右上图那样利用 图标创建三条线段。 ５、在工具栏中选择 Create Arc: Center and 2 Endpoints ６、移动鼠标到(0.04,0.0)，圆心，点击左键，然后将鼠标移到(0.04,0.02)再次点击鼠标左键，从已画好区 域的外面将鼠标移到(0.04,-0.02)，这时你可以看到在这两个点之间出现一个半圆，点击左键完成这个半圆。 ７、在工具栏选择 Create Circle: Center and Perimeter ８、将鼠标移动到(0.04,0.0)点击左键，然后将鼠标移动到(0.05,0.0)点击左键。 ９、从主菜单选择 Add→Dimension→Radial，为刚完成的圆标注尺寸。 10、选择工具栏的 Edit Dimension Value 图标 11、选择圆的尺寸(0.01)点击左键，在提示栏输入 0.012，按回车。再次点击 Edit Dimension Value， 退出该操作。 12、点击提示栏上的 Done 按钮。 13、在 CAE 弹出的 Edit Extrusion 对话框内输入 0.02 作为深度的值。CAE 以一个箭头表示拉伸的方向， 点击 Clip 可改变这个方向。点击 OK，完成操作。 三、创建润滑孔 １、进入 Sketch 模块，从主菜单选择 Sketch→Create， 命名为 Hole，设置 0.2 为 Approximate Size 的值，点击 Continue。 ２、创建一个圆心在(0,0)，半径为 0.003 的圆，然后点击 Done，完成这一步骤。 ３、回到 Part 模块，在 Part 下拉菜单中选择 Hinge-hole。 ４、在主菜单中选择 Tools→Datum，按右图所示选择对 话框内的选项，点击 Apply。 ５、选择轮缘上的一条边，见下图，参数的值是从 0 到１， 如果，箭头和图中所示一样就输入 0.25，敲回车，否则就输入 0.75。ABAQUS/CAE 在这条边的 1/4 处上创建一个点。 ６、创建一个基线，在 Create Datum 对话框内选择 Axis， 在 Method 选项中选择 2 Points，点击 Apply。选择圆的中心点和刚才创建的基点，ABAQUS/CAE 将创建如右 上图所示的基线。 ７、在 Create Datum 对话框内选择 Plane，在 Method 中选择 Point and normal，点击 OK，选择刚才 创建的基点和基线。你的模型将如左下图所示

Select this 8、从主菜单中选择 Shape→cut→ Extrude,选择创建的基准面和右上图所示的边,点击左键 通过面胬蒋曾誥到莅 Sketch,选择h。e然后点击Ok,在提示栏中点击 Translate A:先点击hoe的圆心,然后点击创建的基点,圆心就移动到了以基点上 B:点击工具拦中的 Edit vertex locatio 然后点击移动后的圆心(基点),点击提示拦的Done, 再点击提示拦中随后出现的 Translate按钮,输入(0,0)和(O0.01)敲回车,最后点击Done 10、在 Edit Cut Extrusion对话框中选择 Blind作为Type的选项,0.015作为深度,如果需要可以选 择Fip改变箭头的方向,然后点击oK。 四、创建不含润滑孔的铰链 b拴单连搡聲晴RgyB:,b會箪昝“盟:d·蠱串的基点,点击提 示栏里的Yes,删除基点和他的子特征。 五、创建一个刚体销钉 Modeling势誓B葵型yead,择 Revolved shell为基本的特征,输入0.2作为 Approximate size的值,然后点击 Continue 2、从工具栏选择 Create lines: Connected创建一条 从(0.012,0.03)到(0.012,-0.03)的直线,然后点击Done,退 Ref pt 出草图。 选择騖纔锔部菂了墨畀gε: 接下来我们将为建立好的几何模型派加搏料,并将其组装起来。 、创建材料 1、进入 Property模块,在主菜单中选择 Material→ Create来创建一个新的材料 2、在 Edit Material对话框,命名这个材料为 Steel,选择 Mechanical→ Elasticity→ Elastic,在 杨氏模量中 换单释5合O3a比在a5提出中定义这个区域为 SoildSectior,在 Categorγy选项中接受 Soild作为默认的选择,在Type选项中接受 Homogeneous作为默认的选择,点击 Conn现的 Edit section对话框中选择 Steel作为材料,接受1作为 Plane stress/ strain thickness 并点击OK 、在Part中选择 Hinge-hole,从主菜单中选择 Assign→ Section,选择整个Part, ABAQUS将会把你 选择6種籝酯步,徳帕dndr伧e配桩斟现的 Assign Section对话框中点击OK。 、部件组装

3 ８、从主菜单中选择 Shape→Cut→Extrude，选择创建的基准面和右上图所示的边，点击左键。 ９、从主菜单中选择 Add→Sketch，选择 hole 然后点击 OK，在提示栏中点击 Translate 通过下面两步将 Hole 移到最终位置。 A：先点击 hole 的圆心，然后点击创建的基点，圆心就移动到了以基点上。 B：点击工具拦中的 Edit Vertex Location， 然后点击移动后的圆心（基点），点击提示拦的 Done， 再点击提示拦中随后出现的 Translate 按钮，输入(0,0)和(0,0.01)敲回车，最后点击 Done。 10、在 Edit Cut Extrusion 对话框中选择 Blind 作为 Type 的选项，0.015 作为深度，如果需要可以选 择 Flip 改变箭头的方向，然后点击 OK。 四、创建不含润滑孔的铰链 １、从主菜单选择 Part→Copy→Hinge-hole，命名新的部件为 Hinge-solid，点击 OK。 ２、在 Part 下拉菜单中选中 Hinge-Soild，从工具栏里选择 Delete Feature 选中创建的基点，点击提 示栏里的 Yes，删除基点和他的子特征。 五、创建一个刚体销钉 １、从主菜单里选择 Part→Create，命名为 Pin，选择 Modeling Space 为 3D, 类型为 Analytical rigid，选择 Revolved shell 为基本的特征，输入 0.2 作为 Approximate size 的值，然后点击 Continue。 ２、从工具栏选择 Create Lines: Connected 创建一条 从(0.012,0.03)到(0.012,-0.03)的直线，然后点击 Done，退 出草图。 ３、从主菜单中，选择 Tools→Reference Point， 选择销钉周线顶部的点。保存模型数据为 hinge.cae。 接下来我们将为建立好的几何模型添加材料，并将其组装起来。 一、创建材料 １、进入 Property 模块，在主菜单中选择 Material→Create 来创建一个新的材料。 ２、在 Edit Material 对话框，命名这个材料为 Steel，选择 Mechanical→Elasticity→ Elastic，在 杨氏模量中输入 209.E9，输入 0.3 作为泊松比。点击 OK，退出材料编辑。 3、从主菜单中选择 Section→Create，在 Create Section 对话框中定义这个区域为 SoildSection，在 Category 选项中接受 Soild 作为默认的选择，在 Type 选项中接受 Homogeneous 作为默认的选择，点击 Continue 4、在出现的 。 Edit Section 对话框中选择 Steel 作为材料，接受 1 作为 Plane stress/strain thickness， 并点击 OK。 5、在 Part 中选择 Hinge-hole，从主菜单中选择 Assign→Section，选择整个 Part，ABAQUS 将会把你 选择的区域高亮化，在对话栏点击 6、重复第五步，为 Hinge-soildDone分配材料。 ，在出现的 Assign Section 对话框中点击 OK。 二、部件组装

1、进入 Assembly模块,从主菜单中选择 InstanceCreate,在 Create instance对话框中选择 Hinge- hoteeateHIAptance对话框中选择 Hinge- soild,选中Auto- offset from other instances 点击OK 3、从主菜单中,选择 Constraint→ Face to Face,选择左下图所示的表面,再选择如右下图的表面,点 Select this face 4、从主菜单中选择 ConstraintCoaxial,先选择如左下图所示的孔,再选择如右下图所示的孔,点击Fip 如果箭头如右下图所示,点击OK Select this Select this 5、从主菜单中选择 Constraint-→ Edge to Edge,选择如左下图所示的边,再选择如右下图所示的边,点 击Fip如果箭头如右下图所示,点击OK。完成铰链的组装 Select this 6、从主菜单中选择 Instance→ Create,选择Pin,点击OK 7、从主菜单中选择 Constraint-→ Coaxial,选择Pine和铰链中的孔,如果需要点击Fip,点击OK。显示 如左下图 s pt

4 1、进入 Assembly 模块，从主菜单中选择 Instance→Create，在 Create Instance 对话框中选择 Hinge 2、在-holeCreate Instance ，点击 Apply。 对话框中选择 Hinge-soild，选中 Auto-offset from other instances， 点击 OK。 3、从主菜单中，选择 Constraint→Face to Face，选择左下图所示的表面，再选择如右下图的表面，点 击 Flip，如果两个箭头同向，点击 OK，在提示栏输入 0.04，敲回车。 4、从主菜单中选择 Constraint→Coaxial，先选择如左下图所示的孔，再选择如右下图所示的孔，点击 Flip 如果箭头如右下图所示，点击 OK。 5、从主菜单中选择 Constraint→Edge to Edge，选择如左下图所示的边，再选择如右下图所示的边，点 击 Flip 如果箭头如右下图所示，点击 OK。完成铰链的组装。 6、从主菜单中选择 Instance→Create，选择 Pin，点击 OK。 7、从主菜单中选择 Constraint→Coaxial，选择 Pine 和铰链中的孔，如果需要点击 Flip，点击 OK。显示 如左下图所示

、从主菜单中选择 Instance→ Translate,选择Pine,点击Done,在CAE警告信息栏中点击Yes。在 提示栏输入(O,0,0)和(0,00.02),敲回车。在提示栏点击OK。最终的构形如右上图显示。 接下来,我们定义分析步,接,边界条件以及加载。 定义分析步 1、进入Step模块,从主菜单中选择 Step-Create,命名这个分析步为 Contact,接受默认的 Static Ger獄ne。趾邮訕话榷d師伢择,进Atαket縫ior分, 输入0.1为 Initial Increment size。点击OK,完成分析步的创建 3、为输出结果创建几何集,在主菜单选择 Tools→set→ Create,命名这个几何集为ndsp- output,点击 Continue。选择如左下图所示的点。点击Done,完成该步骤 Select these vertices Select this face Select this 4、采用相同的技术,定义右上图所选的面为 fixed-face- output,所选的边为hole- output。 5、从主菜单中选择 Output-Field output Requests→ Manager,从出现的对话框中选择 F- output-1,点击Edit,删除变量PE,PEEQ和 PEMAG,删除选择 Forces/ Reactions,点击OK,点击 ps35里臬踺$昂森5浮9 eout requests-- Manager,从出现的对话框中选择 H- output-1,点击Edit,在 Domain中选择 Set name,并选择 ndisp- output,去掉 Energy选项,输入U1 U2,3创建新的K史输出,为 Fixed-face-output输出变量RF1,为Hoe- output输出变量S11, MISES和 E11。点击 Dismiss,退出 History output Requests Manager. 、从主菜单中选择 Tools-→set→ Create,命名为 Monitor,点击 Continue,选择 ndisp-output集中为 于占o是"5o产h{的 Monitor a degree of freedom throughout the analysis面聊 oint Region选择 Monitor,在 Degree of freedom中输入1,点击OK 1、进入 Interaction模块,选择view→ Assembly Display options,在 Assembly display options 对话框中点击 Instance,点击 Hinge-hole-1和 Hinge-soid-1,最后点击Appy。 ABAQUS/CAE只显示 Pin件从主菜单中选择 Tools-SurfaceCreate,命名这个表面为Pn,点击 Continue,选择销钉外表面, 点击 enta作为销钉表面的法向 精:同精钱未创建一个叫1 Inside 5

5 8、从主菜单中选择 Instance→Translate，选择 Pine，点击 Done，在 CAE 警告信息栏中点击 Yes。在 提示栏输入 (0,0,0)和(0,0,0.02)，敲回车。在提示栏点击 OK。最终的构形如右上图显示。 接下来，我们定义分析步，接触，边界条件以及加载。 一、定义分析步。 1、进入 Step 模块，从主菜单中选择 Step→Create，命名这个分析步为 Contact，接受默认的 Static, General 2、重复上一步，创建一个分析步，命名为 ，点击 Continue。在出现的 Edit StepLoad对话框中，接受所有默认选择，并点击 ，在 Edit Step 对话框中，进入 Incrementation OK，创建一个分析步。 子选项， 输入 0.1 为 Initial Increment Size。点击 OK，完成分析步的创建。 3、为输出结果创建几何集，在主菜单选择 Tools→Set→Create，命名这个几何集为 ndisp-output，点击 Continue。选择如左下图所示的点。点击 Done，完成该步骤。 4、采用相同的技术，定义右上图所选的面为 fixed-face-output，所选的边为 hole-output。 5 、 从主 菜 单中 选择 Output→Field Output Requests→Manager ， 从 出 现的 对 话框 中选择 F-output-1，点击 Edit，删除变量 PE，PEEQ 和 PEMAG，删除选择 Forces/Reactions，点击 OK，点击 Dismiss 退出 Field Output Requests Manager。 6、从主菜单中选择 Output→History Output Requests→Manager，从出现的对话框中选择 H-output-1，点击 Edit，在 Domain 中选择 Set name，并选择 ndisp-output，去掉 Energy 选项，输入 U1， U2 ，7U3、创建新的历史输出，为 。点击 OK。 Fixed-face-output 输出变量 RF1，为 Hole-output 输出变量 S11，MISES 和 E11。点击 Dismiss，退出 History Output Requests Manager。 8、从主菜单中选择 Tools→Set→Create，命名为 Monitor，点击 Continue，选择 ndisp-output 集中为 于 Hinge-Soild 上的点，点击 Done，完成几何集的创建。 9、从主菜单中选择 Output→DOF Monitor，选中 Monitor a degree of freedom throughout the analysis 二、定义表面和相互作用 ，在 Point region 选择 Monitor，在 Degree of freedom 中输入 1，点击 OK。 1、进入Interaction模块，选择View→Assembly Display Options，在Assembly Display Options 对话框中点击 Instance，点击 Hinge-hole-1 和 Hinge-solid-1，最后点击 Apply。ABAQUS/CAE 只显示 Pin 部件。 2、从主菜单中选择 Tools→Surface→Create，命名这个表面为 Pin，点击 Continue，选择销钉外表面， 点击提示栏内的 Done，在销钉上出现两箭头，选择 Magenta 作为销钉表面的法向。 3、采用第一步的方法，只显示 Hinge-hole-1。从主菜单中选择 Tools→Surface→ Create，命名这个表面为 Flange-h，点击 Continue，选择如左下图的表面。采用同样的技术创建一个叫 Inside-h Select these vertices Select this edge Select this face