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(ABAQUS)带孔平板的应力分析

1.part

点Continue

然后建1/4圆弧中心为（0,0）两个点为0,5和5,0如图

再建立直线0,5、50,50、50,0如图

done之后出现

2、Property

首先、创建材料属性E=210000MPa V=0.3

其次、创建界面属性（应力分析应是solid而不是shell）

最后、赋予部件截面属性直接ok

3、Assembly

点击ok 4、Step

创建分析部直接Continue

出现其中的description可以描述一下

然后ok

5、load

在右侧施加拉力（反压力）出现

点continue，选择右侧的边界线，变量

done一下出现ok之后出现其次，在XY方向施加约束，左侧X约束

点击ok图形变为

同样在水平线上施加约束continue之后选取水平线点击ok

6、Mesh

编辑边界种子

选择By number项，number改为8，点击ok出现

然后，选取Mesh，提示区显示

，点击yes出现

7、Job

Creat Continue之后出现

直接点击ok

点击Submit 点击monitor监视器出现

显示计算模拟步骤会显示计算的数据，直接点击Result后出现

点击出现应力云图

点击出现动画，点击后面的出现

修改选项，可修改动画速度等

Abaqus 中显示动力学分析步骤

准静态分析——ABAQUS/Explicit 准静态过程（guasi-static process）在过程进行的每一瞬间，系统都接近于平衡状态，以致在任意选取的短时间dt内，状态参量在整个系统的各部分都有确定的值，整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成，这种过程称为准静态过程。无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。准静态过程是一种理想过程，实际上是办不到的。准静态原为一个热力学概念，在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态，因此当加载过程进行得无限缓慢时，在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态，该过程便是准静态过程。准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态，以及齿面和齿根的应力变化规律，其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。 ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程，它的最初发展是为了模拟高速冲击问题，在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。当求解动力平衡的状态时，非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值，所以大多少问题需要大量的时间增量步。在求解准静态问题上，显式求解方法已经证明是有价值的，另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。在求解复杂的接触问题时，显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。此外，当模型很大时，显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。根据定义，由于一个静态求解是一个长时间的求解过程，所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的，它将需要大量的小的时间增量。因此，为了获得较经济的解答，必须采取一些方式来加速问题的模拟。但是带来的问题是随着问题的加速，静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态，在这里惯性力成为更加起主导作用的力。目标是在保持惯性力的影响不显著的前提下用最短的时间进行模拟。准静态（Quasi-static）分析也可以在ABAQUS/Standard中进行。当惯性力可以忽略时，在ABAQUS/Standard中的准静态应力分析用来模拟含时间相关材料响应（蠕变、膨胀、粘弹性和双层粘塑性）的线性或非线性问题。关于在ABAQUS/Standard中准静态分析的更多信息，请参阅ABAQUS分析用户手册（ABAQUS Analysis User’s Manual）的第6.2.5节“Quasi-static analysis”。 1. 显式动态问题类比假设两个载满了乘客的电梯。在缓慢的情况下，门打开后你步入电梯。为了腾出空间，邻近门口的人慢慢地推他身边的人，这些被推的人再去推他身边的人，如此继续下去。这种扰动在电梯中传播，直到靠近墙边的人表示他们无法移动为止。一系列的波在电梯中传播，直到每个人都到达了一个新的平衡位置。如果你稍稍加快速度，你会比前面更用力地推动你身边的人，但是最终每个人都会停留在与缓慢的情况下相同的位置。在快速情况下，门打开后你以很高的速度冲入电梯，电梯里的人没有时间挪动位置来重新安排他们自己以便容纳你。你将会直接地撞伤在门口的两个人，而其他人则没有受到影响。

带孔平板拉伸作业

带孔平板有限元分析本文采用有限元法，对带圆孔的矩形平板进行了弹塑性受力分析，分析了圆孔处的应力集中现象，为其设计和应用提供了参考依据。 1. 研究问题概述本文研究带圆孔矩形平板在轴对称拉力作用下的平面应力问题。平板开孔的应力问题是弹塑性力学平面中的一个经典的问题,也是实际工程中常见的问题。平板长200mm ，宽50mm ，厚8mm ，具体几何参数及受力见图1。图1 平板几何参数及受力 2.弹性力学方法解答由弹性力学知识知，在距圆孔圆心()r ρρ>处的径向正应力、环向正应力、切应力分别为： 222222 1c o s 211322p r p r r ρσψρρρ?????? =-+-- ? ????????? 22221cos 21322p r p r ?σψρρ????=+-+ ? ???? ? 2222sin 21132p r r ρψψρ ττψρρ???? ==--+ ?????? ? 沿着y 轴，90ψ=。，环向正应力为： 242413122r r p ?σρρ?? =++ ???

max 3q ?σ=由上表可知： ()max = 3K q ψ σ=故应力集中因子: 可见孔边最大应力比无孔时提高了3倍，应力集中系数k=3，如图2所示。图2 孔边应力集中 3.有限元分析 3.1模型建立图3 有限元模型 3.2边界条件和载荷为避免在计算时平板产生移动引发计算问题，必须对试件的外部边界条件进行限定。对平板左侧进行铰接约束，示意图如下

图4 平板约束示意图由于我们只关注孔附近的应力分布情况，根据圣维南原理，载荷的具体分布只影响载荷作用区附近的应力分布。故我们用均布力代替集中力施加在平板右侧的作用面上，其大小为225P MPa ，为负值。图5 平板载荷示意图 3.3材料平板的弹性模量为200GPa ，泊松比为0.3。其塑性的应力应变参数见下图图6 塑性应力应变参数 3.4有限元网格划分网格划分是非常重要的过程，它会对计算速度、精度、可靠性产生重要影响。网格划分主要包括两方面：尺寸、单元类型。

ABAQUS顺序热力耦合分析实例

ABAQUS顺序热力耦合分析实例此实例中需要确定一个冷却栅管的温度场分布。温度场的求解采用稳态热分析，在此之后还将进行热应力分析来求出冷却栅管在温度作用下产生的位移和应力分布。由于冷却栅管比较长，并且是轴对称结构，根据上述特点，可以简化有限元分析模型。此实例中使用国际单位制。 1、part中创建轴对称可变形壳体，大致尺寸为1，通过creat line创建一个封闭曲线（0.127,0）（0.304,0）（0.304,0.006）（0.152,0.006）（0.152,0.031）（0.127,0.031）（0.127,0）使用creat Fillet功能对模型倒角处设置0.005的倒圆角。倒角后，模型并未改变，需要在模型树中，part下的Features右键，Regenerate，最终模型如下图所示。 2、在材料模块中定义密度7800，弹性模量1.93E11，泊松比0.3。所不同的是，热分析还需要指定热传导系数以及比热。在Thermal里输入参数，热铲刀系数25.96，比热451。 3、创建截面属性以及装备部件，和普通的静力分析设置一样。 4、Step有所不同，分析类型仍为通用分析步，下面要更改为Heat Transfer。在Edit Step窗口中，使用默认的瞬态分析（Transient），时长设置为3s。切换到Incrementatin进行相应的设置，如下图。

5、Load模块中，设置左边温度为100度，右边及上边温度为20度。Creat BC，类型选择 Other>Temperature。在纯粹的热传导分析方程中，没有位移项，因此不会发生刚体位移，这里也就不需要设置位移边界条件。 6、接下来划分网格，种子尺寸给0.005，单元类型需要在单元族中选择专门用来热分析的 Heat Transfer，查看下面确保使用的单元为DCAX4。使用结构化的全四边形网格划分方法。 7、到此，热分析的设置已经完成，可以提交计算，完成后，查看变量NT11即为节点温度。

abaqus有限元分析

Abaqus分析报告（齿轮轴）名称：Abaqus齿轮轴姓名：班级：学号：指导教师：

一、简介所分析齿轮轴来自一种齿轮泵，通过用abaqus软件对齿轮轴进行有限元分析和优化。齿轮轴装配结构图如图1，分析图1中较长的齿轮轴。图1.齿轮轴装配结构图二、模型建立与分析通过part、property、Assembly、step、Load、Mesh、Job等步骤建立齿轮轴模型，并对其进行分析。 1.part 针对该齿轮轴，拟定使用可变型的3D实体单元，挤压成型方式。 2.材料属性材料为钢材，弹性模量210Gpa，泊松比0.3。

3.截面属性截面类型定义为solid，homogeneous。 4.组装组装时选择dependent方式。 5.建立分析步本例用通用分析中的静态通用分析（Static，General）。 6.施加边界条件与载荷对于齿轮轴，因为采用静力学分析，考虑到前端盖、轴套约束，而且根据理论，对受力部分和轴径突变的部分进行重点分析。边界条件：分别在三个轴径突变处采用固定约束，如图2。载荷：在Abaqus中约束类型为pressure，载荷类型为均布载荷,分别施加到齿轮接触面和键槽面，根据实际平衡情况，两力所产生的绕轴线的力矩方向相反，大小按比例分配。均布载荷比计算：矩形键槽数据：长度：8mm、宽度：5mm、高度：3mm、键槽所在轴半径：7mm 键槽压力面积：S1 = 8x3=24mm2 平均受力半径：R1=6.5mm 齿轮数据：= 齿轮分度圆半径：R2 =14.7mm、压力角：20°、单个齿轮受力面积：S2 ≈72mm2 通过理论计算分析，S1xR1xP1=S2xR2xP2，其中，P1为键槽均布载荷

abaqus后处理中各应力解释个人收集修订版

a b a q u s后处理中各应力解释个人收集修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】

ABAQUS中的壳单元S33代表的是壳单元法线方向应力，S11 S22 代表壳单元面内的应力。因为壳单元的使用范围是“沿厚度方向应力为0”，也即沿着法相方向应力为0，且满足几何条件才能使用壳单元，所以所有壳单元的仿真结果应力查看到的S33应力均为0。 S11 S22 S33 实体单元是代表X Y Z三个方向应力，但壳单元不是，另外壳单元只有S12，没有S13，S23。 LE----真应变（或对数应变） LEij---真应变 ... 应变分量； PE---塑性应变分量； PEEQ---等效塑性应变 ABAQUS Field Output Stresses S stress components and invariants 应力分量和变量 SVAVG volume-averaged stress components and invariants (Eulerian only) MISESMAX 最大 Mises 应力 TSHR transverse shear stress(for thick shells)横向剪切应力 CTSHR transverse shear stress in stacked continuum shells 连续堆垛壳横向剪切应力 TRIAX stress triaxiality 应力三轴度 VS stress in the elastic-viscous network 弹粘性网格应力 PS stress in the plastic-viscous

带孔平板的线性静力分析

带孔平板的线性静力分析本示例将对一个给定的带孔平板几何模型创建有限元模型、施加边界条件、进行有限元分析并在HyperView中观察受载平板的变形和应力结果。本示例包括以下步骤： ?在HyperMesh中建立有限元模型 ?施加载荷和边界条件 ?求解 ?观察结果 1．在HyperMesh中建立有限元模型（1）载入OptiStruct用户界面并打开模型文件 1）启动HyperMesh。 2）在User Profile对话框中选择OptiStruct，点击OK。这就加载了OptiStruct用户界面，它包括OptiStruct模板、宏菜单等。简化了与OptiStruct 使用相关的HyperMesh功能。 User Profiles…可以从下拉式菜单中的Preferences中进入。 3）在工具条选择按钮。弹出Open file…窗口。 4）选择plate_hole.hm文件，模型位于/tutorials/os/。 5）点击Open。 plate_hole.hm的数据被载入当前的HyperMesh中，替代了原有的数据。数据仅包含几何。注意此时plate_hole.hm的路径显示在file:文本框中。 6）点击Return。（2）定义材料属性、单元属性卡片及component 1）点击定义材料。 2）在面板左边选择create子面板。３）点击name =并输入steel。４）点击card image =并从弹出菜单中选择MAT1 ５）点击create/edit。弹出MAT1 的卡片信息。如果括号中的量下面没有值，表示其处于关闭状态。要改变该状态，点击括号中的量，

基于ABAQUS的热应力分析

1.1基于ABAQUS的热应力分析 1.1.1 温度场数据处理 (1)打开INP_Generator.exe，出现如下软件界面：图1.数据处理软件 (2)点击“浏览”按钮，选择由FLUENT导出的inp文件所在路径，如下图所示：图2.路径选择 (3)点击“生成”按钮，则在inp文件所在路径下自动生成包含多个温度场的 ABAQUS输入文件ABAQUSinputfile.inp。图3.生成包含连续温度场INP文件

1.1.2 复材工装模板热应力分析 (1)打开ABAQUS，导入inp文件后，打开Tools菜单下“Set - Manager”，如下图所示。检查是否有名为“PID6”的set，若没有则创建一个名为 “PID*”的set，set为模板整体。（“*”为任意数字或字母）图4.创建SET (2)打开Plug-ins菜单下“CAC Project - Composite Analyse”，弹出如下界面。在Step1标签中输入用到的材料名称并选择工作路径；在Step2中定义铺层信息，可通过右键删除或添加行；按照Step3和Step4的提示，使用 ABAQUS/CAE自身功能完成剩余分析工作。 (a)

(b) (c) 图5.定义材料及铺层 (3)进入Load模块，定义垂直于模板表面平面部分的局部坐标系。选择“Tools” 菜单下“Datum”，Type选择“CSYS”Method选择“3Points”，然后默认点击“Continue”按钮。依次在模板表面选择坐标原点、X轴上点和XY面上的点，生成局部坐标。图6.定义模板局部坐标系 (4)点击“Create Boundary Condition”按钮，弹出边界条件定义对话框。

带孔板的建模及有限元分析Word版

基于SolidWorks带孔板的建模及有限元分析李军摘要：利用SolidWorks对带孔矩形板进行虚拟建模，通过赋予板材材质、载荷后进行网格划分，进而进行有限元分析，得出其应力、应变和位移的分布图，并对结果进行分析研究对板材安全性的影响。关键词：SolidWorks；带孔板；建模；有限元分析 0 SolidWorks简介 Solidworks是一款优秀的三维设计软件，具有十分强大的零件设计功能及装配模块，同时也拥有丰富的后置处理模块。由于其功能强大，新手上手快，应用领域广，所以成为了主流的三维造型软件。经过17年的发展，在全球已经拥有30多万的客户，最新版本为SolidWorks 2011版。在中国SolidWorks在计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助制造、计算机辅助工艺、数据管理等方面为企业提供了强大的动力，使企业在管理、设计和制造方面有了很大的提升。 1 带孔板的模型建立矩形板材的尺寸为300*180*10mm，孔位于中心，直径为50mm，模型如图1。图1 带孔矩形板模型 2前置处理 2.1在Command Manager中点击SIMULATION选项，建立新算例，名称默认，确认。 2.2赋予板材材料属性材料为AISI304，材料属性如表1

表1 材料的属性模型参考属性零部件名称:AISI 304 模型类型:线性弹性同向性默认失败准则:最大von Mises 应力屈服强度: 2.06807e+008 N/m^2 张力强度: 5.17017e+008 N/m^2 弹性模量: 1.9e+011 N/m^2 泊松比:0.29 质量密度:8000 kg/m^3 抗剪模量:7.5e+010 N/m^2 热扩张系数: 1.8e-005 /Kelvin SolidBody 1(凸台-拉伸1)(aisi304带孔矩形钢板静力分析) 曲线数据:N/A 2.3网格生成在SIMULATION选项中选择“运行”中的“生成网格”，使用默认网格划分。网格信息如表2，网格信息细节如表3，网格划分后的模型如图2。表2 网格信息网格类型实体网格所用网格器: 基于曲率的网格雅可比点 4 点最大单元大小7.44196 mm 最小单元大小7.44196 mm 网格品质高表3 网格信息细节节点总数23523 单元总数13612 最大高宽比例 3.9347 单元(%)，其高宽比例< 3 99.7 单元(%)，其高宽比例> 10 0 扭曲单元(雅可比)的% 0 完成网格的时间(时;分;秒): 00:00:03 计算机名: PC-201009062016

带孔平板的应力集中分析

有限元方法 Finite Element Method ——基于ANSYS的有限元建模与分析姓名吴威学号20100142 班级10级土木茅以升班2班西南交通大学 2014年4月

综合练习——带孔平板的应力分布及应力集中系数的计算一、问题重述计算带孔平板的应力分布及应力集中系数。二、模型的建立与计算在ANSYS中建立模型，材料的设置属性如下分析类型为结构（structural），材料为线弹性（Linear Elastic），各向同性（Isotropic）。弹性模量、泊松比的设定均按照题目要求设定，以N、cm为标准单位，实常数设置中设板厚为1。

采用solid 4 node 42板单元，Element Behavior设置为Plane strs w/thk。建立模型时先建立完整模型，分别用单元尺度为5cm左右的粗网格和单元尺度为2cm左右的细网格计算。然后取四分之一模型计算比较精度，为了使粗细网格单元数与完整模型接近，四分之一模型分别用单元尺度为2.5cm左右的粗网格和单元尺度为1cm左右的细网格计算。 (1) 完整模型的计算 ①粗网格

单元网格的划分及约束荷载的施加如图（单元尺度为5cm）约束施加时在模型左侧边界所有节点上只施加x方向的约束，即令U X=0，在左下角节点上施加x、y两个方向的约束，即U X=0、U Y=0。荷载施加在右侧边界上，大小为100。对模型进行分析求解得到：节点应力云图（最大值222.112）

单元应力云图（最大值256.408）可看出在孔周围有应力集中现象，其余地方应力分布较为均匀，孔上部出现最大应力。 ②细网格单元网格的划分及约束荷载的施加如图（单元尺度为2cm）

abaqus有限元建模例子

问题一:工字梁弯曲 1.1问题描述: 在<<材料力学实验>>中，弯曲实验測定了工字梁弯曲应变大小及其分布，以验证弯曲正应力公式。在这里，採用ABAQUS/CAE建立试验件的有限元模型，ABAQUS/Standard模块进行分析求解，得到应力、应变分布，对比其与理论公式计算值及实验測量值的差別。弯曲实验的相关数据：材料：铝合金E=70GPa泊松比0.3 实验装置结构简图如图所示：结构尺寸测量值：H=50（+/-0.5mm） h=46(+/-0.5mm) B=40（+/-0.5mm） b=2(+/-0.02mm) a=300(+/-1mm) F1=30N Fmax=300N N ? F100 = 1.2ABAQUS有限元建模及分析一对象: 工字型截面铝合金梁梁的结构简图如图1所示，結构尺寸、载荷、約束根据1.1设定，L取1600mm，两端各伸出100mm。二用ABAQUS/CAE建立实验件的有限元模型,效果图如下：边界条件简化：左侧固定铰支座简化为下表面左参考点处的约束U1=U2=U3=0

右侧活动铰支座简化为下表面右参考点处的约束U1=U2=UR3=0 几何模型

有限元模型三ABAQUS有限元分析結果 ①应力云图（Z方向正应力分量）：施加载荷前 F=300N

②应变（Z方向分量）：中间竖直平面的厚度方向应变分布图： F=100N F=200N

F=300N 由上图可以看出应变沿着厚度方向呈线性比例趋势变化，与实验测得的应变值变化趋势相同。中性轴处应变均接近零值，应变与距离中性轴位移基本为正比关系。 1.3分析结果: 中间竖直截面上下边缘轴向应力数值对比：*10^-6MPa 距中性轴距ABAQUS模拟实验测量值平均理论值 1/2H-96.182*70000-97*70000-6.9165=-70000*98.807 -1/2H95.789*7000092*70000 6.9165

热应力分析

ABAQUS可以求解以下类型的传热问题： 1.非耦合传热分析：温度场不受应力应变场或电场的影响。应用ABAQUS/Standard可以求解导热问题、强制对流、边界辐射和空腔辐射问题，其分析类型可以是瞬态或稳态的，也可以是线性或非线性的。 2.顺序耦合热应力分析：应力应变场受温度场的影响，但温度场不受应力应变场的影响。此类问题用ABAQUS/Standard求解的步骤为：先求解温度场，然后以其作为已知条件，进行热应力分析，得到应力应变场。分析传热问题和热应力分析可以使用不一样的网格，abaqus会自动进行差值处理（此类问题称为热应力分析）。 3.完全耦合热应力分析：温度场和应力应变场之间有着强烈的相互作用。 4.绝热分析：在此类分析中，力学变形会产生热，而且整个过程中时间极短，不发生热扩散。 5.热电耦合分析：用来求解电流产生的温度场。 7.1热应力分析中的主要问题设定线胀系数、模型的初始温度场，并可以修改分析步中的温度场。 7.2带孔平板的热应力分析学习：在LOAD功能模块中，使用预定义场（predefined field）来定义温度场。在此模块中可以直接指定温度场或读入分析结果文件中的温度场，可以指定并精确读入某个分析步中某个增量步的温度场 7.3法兰盘感应淬火的残余应力模拟学习：使用热应力来模拟残余应力；在LOAD功能模块中，为模型的各个区域定义不同的温度场表面感应淬火：常用的热处理工艺，使用感应器对工件表面进行局部加热，然后迅速冷却，在工件内部产生残余压应力。它可以提高工件的弯曲疲劳抗力和扭转疲劳抗力，工件表面的

马氏体具有良好的耐磨性。 Abaqus可以完整的模拟淬火的全过程，即通过分析工件和感应器之间以及工件与冷却液之间的热场过程来确定工件的温度场，从而得到相应的塑性应变场和冷却后的残余应变场。比较简单的模拟方法：先设定整个模型的初始温度场，在分析过程中令淬硬层区域的温度升高至某个温度值，其余区域的温度保持不变。经过几次试算，找到合适的淬硬层温度值，使得法兰盘内圆角处的表面压应力与实验结果吻合。施加工作载荷，保持上述温度场不变，就可以模拟在残余应力作用下的应力场。优点：通用性强，可以模拟不同工艺所产生的残余应力场缺点：精确度不高改进方法：参淬硬层的不同区域设定不同的温度值

带孔平板模型有限元分析

带孔平板模型分析一、问题重述如图所示，使用ANSYS分析平面带孔平板，分析在均布载荷作用下板内的应力分布。已知条件：F＝20N/mm，L＝200mm，b＝100mm，圆孔半径r＝20，圆心坐标为（100， 50），E＝200Gpa。板的左端固定。二、问题分析：从题目中可知这是一个有限元结构分析中的线性静力分析问题，由于只承受薄板长度和宽度方向所构成的平面上的载荷时，厚度方向没有载荷，一般沿厚度方向应力变化可不予考虑，即该问题可转化为平面应力问题。虽然结构是对称的，但所加载荷不对称，所以不能使用对称模型。三、问题求解：有限元问题求解一般分为三大步骤： 1、建立有限元模型 ①建立或导入几何模型：结构比较简单，直接在ansys中建模既可。先建一个长方形然后再中间画一个圆，两者相减即可。 ②定义材料属性：主要设置材料的弹性模量以及泊松比：EX=200000，PRXY=0.3。 ③划分网格建立有限元模型：网格的划分对结果的影响很大。在此进行了多种不同方式的网格划分，以便对结果更好的进行分析比较。单元类型均为PLANE82。 A 采用用户自定义网格尺寸参数，将长方形四条边网格长度都设置为20mm,再进行自由分网。得到的网格如下图所示。可以看出这样的网格很不规整，有大有小，有规则的有不规则的。 B 对前一种网格进行了改进，使用映射分网，但由于整个图形不能进行映射分网，所以在建模时将由四个小长方形组成一个大的长方形，中间再减去一个圆。然后再将这四块用glue命令粘起来。分网时将四块单独分网，这样就可以使用映射分网。如下图所示。可以看出，这样分出来的网格很漂亮，网格大小比较一致，这样求出来的结果更加有信服力。

ABAQUS后处理中各应力解释(个人收集)

ABAQUS中的壳单元S33代表的是壳单元法线方向应力， S11S22代表壳单元面内的应力。因为壳单元的使用范围是“沿厚度方向应力为0”，也即沿着法相方向应力为0，且满足几何条件才能使用壳单元，所以所有壳单元的仿真结果应力查看到的S33应力均为0。 S11 S22 S33实体单元是代表X Y Z三个方向应力，但壳单元不是，另外壳单元只有S12，没有S13，S23。 LE----真应变（或对数应变）LEij---真应变...应变分量； PE---塑性应变分量； PEEQ---等效塑性应变 ABAQUS Field Output Stresses Strain Force/Reactions RF reaction forces and moments反应力和力矩RT reactionforces反应力 1、弹塑性分析中并不一定总要考虑几何非线性。“几何非线性”的含义是位移的大小对结构的响应发生影响，例如大位移、大转动、初始应力、几何刚性化和突然翻转等。 2、等效塑性应变PEEQ与塑性应变量PEMAG，这两个量的区别在于，PEMAG描述的是变形过程中某一时刻的塑性应变，与加载历史无关；而PEEQ 是整个变形过程中塑性应变的累积结果。等效塑性应变PEEQ大于0表明材料发生了屈服。在工程结构中，等效塑性应变大凡不应超过材料的破坏应变（failurestrain）。 3、在定义塑性材料时应严格按下表原则输入对应的真实应力与塑性应变：真实应力

<屈服点处的真实应力> <真实应力> ……塑性应变0<塑性应变> …… 注意：塑性材料第一行中的塑性应变必须为0，其含义为：在屈服点处的塑性应变为0。 4、定义塑性数据时，应尽可能让其中最大的真实应力和塑性应变大于模型中可能出现的应力和应变值。 5、对于塑性损伤模型，其应力应变曲线中部能有负斜率。通常都是通过其他软件数据导入到abaqus，比如Etabs，Midas，satwe等中建模，然后把网格数据作为abaqus有限元模型。那么abaqus的cae是做什么的？其实用cae来建模实体模型还是可行的，可以油点变线，由线变面，由面变体，并可做布尔运算，然后把多个部件组装为整体结构，统一划分网格。从这方面来说cae是可以的。 abaqus最蛮横的方面显然是它的求解器，abaqus分隐式求解器和显式求解器。隐式求解器里可实现模态分析、瞬态分析、时程分析、屈曲分析等，内嵌了改进型NewMark隐式算法和Wilson算法，求解非线性问题非常安定，大凡只要计算通过就能得到较好的结果。显式求解器不仅是abaqus的特色求解器，而且有极高的效率，能够快速的进行非线性求解，并且也能有较好的安定性，也能完成静力和动力计算。另外，同样模型数据可以在两个求解器中计算。 abaqus另一方面，它提供大量的单元，丰盛的材料，可以模拟混凝土、金属等硬质材料，或岩土、泡沫、塑料等软质材料，而且提供了自定义材料接口和自定义单元，有了给研究者、应用者丰盛的空间。对于我们做结构的人来说，结构设计是不可少的，既然abaqus是通用有限元软件，我就不可能去苛求

abaqus热残余应力分析实例

利用Abaqus的Moldflow接口进行翘曲分析和残余应力分析 Abaqus关键特征和优势 1.力学性质、有限元网格以及残余应力数据都能从Moldflow很简便地传递到Abaqus 2.包含了成型工艺残余应力的Abaqus分析使得注塑模具产品的仿真更加精确分析方法对一个注塑模具产品的翘曲和应力分析的过程来说，一开始是利用Moldflow对注塑成型过程进行仿真。Moldflow的分析结果包括材料性质的描述以及固化零件中的残余应力分布。Abaqus的Moldflow接口此时用来将这些数据转换成Abaqus可以应用的格式。特别强调的是，接口产生的文件包含了塑料的网格信息、残余应力结果以及材料的性质。这些数据会在接下来的Abaqus分析中用来进行翘曲和残余应力影响的建模。椅子和手机外壳塑模的离散化模型如图1所示。对于这两个模型，Moldflow分析在模型厚度上分了21层并使用了壳体网格元素。翘曲的仿真运用Abaqus/Standard的静态分析功能分析完成。图1：椅子和手机外壳模型的网格结果和讨论运用Abaqus/Standard进行翘曲分析后，椅子模型和手机外壳模型的变形如图2及图3所示。

图2：椅子模型的翘曲位移[米]分布云图图3：手机外壳模型的翘曲位移[米]分布云图由Abaqus/Standard翘曲分析所得到的椅子模型和手机外壳模型的Mises应力分布云图如图4及图5所示。很明显可以看出，由于翘曲引起了变形，原来零件中所储存的Mises 应力大小降低了。

图4：椅子模型的Mises应力[帕]分布分布—翘曲前[左]和翘曲后[后] 图5：手机外壳模型的Mises应力[帕]分布—翘曲前[左]和翘曲后[后] 结论 Abaqus为进行细致的结构分析提供了强大的能力。Moldflow为注塑模具产品提供了运算残余应力和材料性质的能力。Abaqus的Moldflow接口通过提供Moldflow分析结果向Abaqus分析过程传送的方法，使得更加精确、更加高效的设计过程得以实现。

含边端半圆孔有限宽平板的理论应力集中系数与孔径板宽的变化关系

有限元作业报告含边端半圆孔有限宽平板的理论应力集中系数与孔径/板宽的变化关系 2013年11月

目录目录 ............................................................................................................................................................ I 第1章目的和意义 . (1) 1.1 应力集中 (1) 1.2 理论应力集中系数 (1) 1.3 平面问题的应力集中 (1) 1.4 利用有限元分析 (1) 第2章软件介绍 (2) 2.1 MSC.PATRAN (2) 2.2 MSC.NASTRAN (2) 第3章基本模型和数据 (4) 3.1 基本模型 (4) 3.2 基本数据 (4) 第4章计算分析 (5) 学习体会和建议 (11)

第1章目的和意义第1章目的和意义 1.1 应力集中应力集中是应力在固体局部区域内显著增高的现象。多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域。应力集中会引起脆性材料断裂；使物体产生疲劳裂纹。在应力集中区域，应力的最大值（峰值应力）与物体的几何形状和加载方式等因素有关。局部增高的应力值随与峰值应力点的间距的增加而迅速衰减。由于峰值应力往往超过屈服极限而造成应力的重新分配，所以，实际的峰值应力常低于按弹性力学计算出的理论峰值应力。 1.2 理论应力集中系数工程上，用应力集中系数来表示应力增高的程度。它是峰值应力max σ与不考虑应力集中时适当选取的基准应力n σ的比值，恒大于1且与载荷大小无关。峰值应力可根据弹性力学的理论或有限元计算得到，也可根据光弹性实验或其他实验应力分析方法测定。其中基准应力是人为规定的，取值方式不唯一，在后面的分析中给出两种常用表达方式。本文将用α来表示理论应力集中系数，其表达式为： n σσαmax = 1.3 平面问题的应力集中由弹性理论可知，对于平面问题的应力集中问题，应力分布只取决于构建的形状以及边界上的载荷条件，而与材料的弹性常数无关，于是在实验应力分析中，利用力学性质不同的材料制作模型，以替代真实构件进行应力分析，对平面问题是精确的。 1.4 利用有限元分析早起理论应力集中系数通过复杂的计算，可以得到精确解。随着实验手段的发展，如电测法、光弹性法、散斑干涉法、云纹法等实验手段（见实验应力分析）均可测出物体的应力集中。随着科技的进步，计算机和有限元法以及边界元法的迅速发展，为寻找应力集中的数值解开辟了新途径。本文利用PATRAN 进行有限元方法的数值计算便是一种快速有效的方法。

采用abaqus的cae进行力学问题的分析

采用abaqus的cae进行力学问题的分析，其对模型的处理存在很多的技巧，对abaqus的一些分析技巧进行一些概述，希望对大家有所帮助。 abaqus的多图层绘图 abaqus的cae默认一个视区仅仅绘出一个图形，譬如contor图，变形图，x-y曲线图等，其实在abaqus里面存在一个类似于origin里面的图层的概念，对于每个当前视区里面的图形都可以建立一个图层，并且可以将多个图层合并在一个图形里面，称之为Overlay Plot，譬如你可以在同一副图中，左边绘出contor图，右边绘出x-y图等等，并且在abaqus里面的操作也是很简单的。 1.首先进入可视化模块，当然要先打开你的模型数据文件(.odb) 2.第一步要先创建好你的图形，譬如变形图等等 3.进入view里面的overlay plot，点击creat，创建一个图层，现在在viewport layer里出现了你创建的图层了 4.注意你创建的图层，可以看到在visible 下面有个选择的标记，表示在视区里面你的图层是否可见，和autocad里面是一样，取消则不可见current表示是否是当前图层，有些操作只能对当前图层操作有效，同cad name是你建立图层的名称，其他的属性值和你的模型数据库及图形的类型有关，一般不能改动的。 5.重复2-4步就可以创建多个图层了 6.创建好之后就可以选择plot/apply，则在视区显示出所有的可见的图层子结构的概述 1.什么是子结构子结构也叫超单元的(两者还是有点区别的，文后会谈到)，子结构并不是abaqus里面的新东东，而是有限元里面的一个概念，所谓子结构就是将一组单元组合为一个单元(称为超单元)，注意是一个单元，这个单元和你用的其他任何一种类型的单元一样使用。 2.为什么要用子结构使用子结构并不是为了好玩，凡是建过大型有限元模型的兄弟们都可能碰到过计算一个问题要花几个小时，一两天甚至由于单元太多无法求解的情况，子结构正是针对这类问题的一种解决方法，所以子结构肯定是对一个大型的有限元模型的，譬如在求解非线性问题的时候，因为对于一个非线性问题，系统往往经过多次迭代，每次这个系统的刚度矩阵都会被重新计算，而一般来说一个大型问题往往有很大一部分的变形是很小的，把这部分作为一个子结构，其刚度矩阵仅要计算一次，大大节约了计算时间。 3.哪些情况可以使用子结构前面提到的非线性问题，包括了很小变形的或者线弹性部分可以使用子结构，特别是当模型中有很多相同的部分时，提到的最多的一个例子就是桌子的四条腿，四条腿作为子结构(因为基本时

带中心圆孔矩形薄板有限元ANSYS报告

有限元计算报告题目：带中心圆孔的矩形薄板。共（10）页班级：*** 姓名：*** 学号：*** 南京航空航天大学 2013年5月12日

目录摘要 1 、计算题目及要求 (3) 2 、计算方法及解题思路 (4) 3 、原始数据 (5) 4 、计算结果及分析 (6) 5 、结论 (11) 附录 (11) 摘要：有限元法是一门技术基础课，是力学与现代计算技术相结合的

产物，在现代结构设计方法中具有重要的意义。本文应用Ansys软件对矩形平面梁进行计算分析，利用不同尺寸的网格计算指定点的位移和应力，并选出最优网格求出指定面或线的应力、挠度分布。通过本次作业，加深对有限元法基本理论的理解，熟悉Ansys程序求解工程问题的一般步骤和方法。 1、计算题目及要求一矩形薄板，中心处有一圆孔，尺寸如图所示，厚度 t= 1.0 cm 。在板的两端作用有均布拉力q= 128 kg / cm。已知材料的弹性模量E，μ= 0.28，γ=7.8g/ cm 2。求：（1）试用3种疏密不同的网格进行计算，比较 A, B, C 三点处的应力，从而说明有限元法的收敛性。（2）按最佳结果给出沿 Ox 轴、Oy 轴的应力分布。（3）若在板的上、下表面也作用有均布拉力 q，两端同时作用有均布拉力q 时，以最佳网格分别计算沿 Ox 轴、Oy 轴的应力分布。说明：（a）小孔的直径Φ取12 cm 。（b）第（1）、（2）需与弹性理论解进行比较。（c）均不考虑自重。

2、计算方法及解题思路：本结构是一个矩形薄板结构，由于长度和宽度远远大于其厚度，可将其视为平面应力问题，选取Plane82二维8节点实体单元。有限元Ansys程序大致操作过程为：建立几何模型、选择单元类型、输入材料特性、网格划分、施加约束和载荷；求解；后处理。本题求解指定点应力和沿特定路线应力分布。通过定义keypoint实现，这样就可以查找该点处的应力；查看指定线上的应力分布，可以通过定义代表该线的路径实现。模型简化：利用对称性原理，我们可以只对平板的四分之一进行研究。如图所示，考虑第一象限中的平板：对于X轴上的分应力fxx 及fxy，由于对称性可知fxy=0，且X轴上的质点在Y方向应没有位移。同理对于Y轴上的分应力fyx及fyy，可由对称性推出 fyx=0，且Y轴上的质点在X方向应没有位移。因此可将该部分平板看做只有一边受外载荷q，且在X轴上受Y=0，Y轴上受X=0的边界约束。而由对称性可知，二、三、四象限中的平板受载荷及边界条件情况与第一象限完全一致。因此只研究1/4平板是合理的，与研究整体平板结

平板对接温度场及应力应变场模拟

-1- 平板对接温度场及应力-应变场模拟摘要：本文是通过使用计算机模拟技术，用ANSYS 软件模拟平板对接焊接工艺的温度场，并用间接求解的方法计算出焊接残余应力场。作者对比了面部加载高斯热源和内部热生成这两种方法，总结两种热源的优缺点，并将两者结合起来作为一种复合热源。复合热源的计算结果与传统的分析结果和理论相吻合。关键词：计算机模拟；温度场；残余应力场；复合热源 1 引言焊接是一个涉及到电弧物理、传热、冶金和力学的复杂过程，由于高度集中的瞬时热输入，在焊接过程中和焊后将产生相当大的残余应力(焊接残余应力)和变形(焊接残余变形、焊接收缩、焊接翘曲)，而这是影响焊接结构质量和生产率的主要问题之一，焊接变形的存在不仅影响焊接结构的制造过程，而且还影响焊接结构的使用性能。焊接应力和变形不但可能引起热裂纹、冷裂纹、脆性断裂等工艺缺陷，而且在一定条件下将影响结构的承载能力，如强度，刚度和受压稳定性。除此以外还将影响到结构的加工精度和尺寸稳定性。因此，在设计和施工时充分考虑焊接应力和变形这一特点是十分重要的[1][2]。随着大规模工业生产和高新技术的发展，焊接结构正朝着大型化、复杂化、高容量、高参数方向发展，其复杂程度越大，工作条件越苛刻，造成焊接事故也越频繁，危害性也越大，所以提高和保证焊接质量已经成为当前焊接中的关键问题。焊接过程中局部集中的热输入，使焊件形成非常不均匀、不稳定温度场。温度场不仅直接通过热应变，而且还间接通过显微组织变化引起相变应变决定焊接残余应力。因此，温度场的分析是焊接应力和变形分析前提[3]。本文就是利用大型通用的有限元软件ANSYS 对焊接温度场、应力场和变形进行了计算机的三维实时动态数值模拟，通过先计算焊接温度场，再把温度场结果作为应力和变形计算时的载荷，从而得到任何时刻、任何点的焊接应力、变形的具体计算数值，这无论是对焊接设计还是工艺都很有价值。 2 平板对接温度场模拟 2.1 材料物理性能参数以及单元类型的选择由于是探讨性的模拟，所以模型假设为100mm×50mm×6mm，电弧中心沿Z 方向移动。并用以下命令流依次定义导热系数，比热容以及密度用于进行温度场模拟。 mp,kxx,1,66.6 mp,c,1,460 mp,dens,1,7800 单元类型的选择原则为 1.必须具备单元生死功能 2.具有耦合功能，可以进行热-应力耦合分析3.必须为三维单元4.焊缝处单元可以进行规则划分。根据以上原则，选用ANSYS 单元库中的热分析单元，二维模型用四节点四边形单元PLANE55，三维模型用八节点六面体单元SOLID7O。 SOLID7O 是一个具有热量传导能力的三维单元。该单元有八个节点，每个节点具有一 -2-