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【ETE專題】節(jié)點有限元分析在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用 （2） 介紹ABAQUS進(jìn)行節(jié)點分析的特點：常用的桁架單元，梁單元，殼體及實體單元，另有tie，內(nèi)嵌，coupling，連接器等接觸單元（自由度處理方法），也具備線彈性材料，基于損傷理論的非線性材料，還可以自定義UMAT等。建模方面，支持復(fù)雜幾何實體的IGES，SAT的格式，程序可以進(jìn)行布爾運算。 由于上述的屬性，ABAQUS可以很好地進(jìn)行節(jié)點有限元分析。以下是整個節(jié)點分析的主要過程： （3） ABAQUS的大部分應(yīng)用場景是，采用AUTOCAD等CAD軟件進(jìn)行空間建模，然后采用ABAQUS進(jìn)行補充建模，主要就是合并，布爾，分體及單元劃分。其它應(yīng)用場景有采用INPUT進(jìn)行文本建模，或采用第三方的單元剖分，如HYPERMESH等，這里就不展開介紹，這里主要講采用CAD+ABQUS的建模方法。 （5） 有限元建模分節(jié)點模型與區(qū)塊模型，區(qū)塊模型可以從結(jié)構(gòu)模板圖出發(fā)，如下所示，采用一系列的拉伸就可以建完模型了，當(dāng)然還需要一些布爾運算 （7） 鋼筋的線模在建模的過程中要注意，縱筋與箍筋的距離不宜過小，鋼筋不要跑到混凝土外表面去了。 （8） 構(gòu)件分組：這個很重要，不同的材料不同的類型記得分組，分圖層。如基礎(chǔ)、構(gòu)件、鋼配件、鋼筋與鋼骨，都應(yīng)該在不同的組，方便管理，鋼板厚度不同，鋼筋直徑不同也需要分開。 （9） 在AUTOCAD完成大部分建模以后，我們把AUTOCAD的模型導(dǎo)出為IGES格式。IGES格式可以把鋼筋也能包括進(jìn)去，SAT格式就不可以了。 （10） 彈性模型可以不需要導(dǎo)入鋼筋，只有彈塑性分析才需要導(dǎo)入鋼筋網(wǎng)。 （11） 在分析前，進(jìn)行網(wǎng)格部分試算檢查，有問題越早發(fā)現(xiàn)越好，記得另存為。 （12） 輸入材料的定義，混凝土與鋼筋在進(jìn)行彈塑性分析時，要輸入彈塑性本構(gòu) （13） 輸入截面的定義，定義好構(gòu)件截面，主要是鋼筋的截面，一般采用TRUSS （14） 組裝構(gòu)件:因為在前面定義好了不同的圖層，所以這個分組定義就相對容易了。 （15） 定義分析設(shè)置：ABAQUS的彈塑性分析是采用自適應(yīng)增量迭代法的，你需要設(shè)置最大迭代步數(shù)（可以理解成迭代多少步以后算不下去跳出）及最小迭代增量值（可以理解成最小每步加載）。 （16） 定義RP加載點，這個很重要的功能，因為節(jié)點分析的外力是從整體模型中得到，是一些桿件端部點荷載，這些點荷載要作用于實體單元上的一個面，就要作用于面上的一個代表結(jié)點，通過剛度分配到這個面上的所有點上。所以要進(jìn)行RP點的指定，一般是受力的中心。 （17） 定義tie，構(gòu)件與構(gòu)件的面連接，可以采用TIE進(jìn)行連體， 不同組之間，無論你建模的兩個面之間有多近，也是離開的（自由度獨立），所以要采用TIE把這兩個面帖起來。 （18） 定義內(nèi)嵌（Embed），鋼骨（殼元），鋼筋（桁架單元）都可以內(nèi)嵌于實體單元中。內(nèi)嵌的作用就是實體單元的變形，會使單元內(nèi)的鋼筋與鋼骨協(xié)同變形。 （19） 定義荷載。剛才講的RP點就是用來加點荷載的，加載外力的方向采用右手法則。 （20） 定義位移約束（支座）。節(jié)點除了力邊界，還有位移邊界，采用BC（邊界約束）進(jìn)行定義。 （21） 網(wǎng)格部分（在有限元分析中占重要地位）：第一步，剖分TRUSS單元，這是關(guān)鍵的一步。然后對實體，殼體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，指定網(wǎng)格大小，100~300比較常用。穩(wěn)定劃分可以采用TET（三角形四面體）格式進(jìn)行網(wǎng)格劃分 （22） 補充參數(shù)設(shè)置：自定義本構(gòu)的位置，GPU多核計算的設(shè)置等。 （23） 導(dǎo)出INP的功能，導(dǎo)出INP方便以后進(jìn)行批量計算，脫開了圖形界面，采用文本修改。 （24） 運算完成后，點擊RESULTS查看結(jié)果，ABAQUS的前處理就介紹這么多了，后處理需要用到一些如PYTHON的往后再介紹。 |
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