Abaqus/Explicit动力学仿真案例解析

下面的视频内容是本人16~17年业余时间用ABAQUS 做的一些仿真，大都是比较常见的力学现象，在下文的展开说明里，每个例子已列出了建模的关键词，供大家参考、交流。

01:08

关键词说明：

关键词：brittle cracking ；general contact ；element deletion

说明：玻璃参数来自网络（YOUTUBE网站，ID：Simutech Solution Corp.），是某pad厂家通过平板玻璃的四点弯曲试验测得的，用于pad跌落仿真分析。

关键词：刚体约束 ；color code

说明：color code用来控制图形按照你想要的颜色来显示。

关键词：CEL ； shear failure ；element deletion

说明： shear failure 用于定义材料剪切失效。

关键词：刚体约束；general contact

说明：后处理应用了display group控制部分结构透明化，用color code控制部件显示的颜色。

关键词：材料塑性； general contact

说明：可乐罐用壳单元并定义不同的截面厚度。

关键词：刚体约束；general contact

说明：测试计算结果是否表现随机性，同样的边界条件Abaqus给出的结果（硬币正反面）不具有随机性。

关键词：刚体约束；通用接触（general contact）算法

说明：general contact较之contactpairs（接触对）不用事先定义接触面，分析前无法预测接触位置时，可用此算法，ABAQUS会把所有可能的接触表面考虑在内，只是计算耗时多一点，也可以手动排除一些无效接触面来节省仿真时间。ABAQUS/StandardABAQUS/Explict都有此算法。

关键词：CEL

说明：欧拉区域通过设定边界条件，保证材料不流出欧拉边界 。

关键词：CEL，volume friction tool

说明：参考物体去占据欧拉空间，使用volume friction tool来生成每一个欧拉网格的体积分数，从而预先定义欧拉空间内材料分布。

关键词：超弹性材料 （鱼体）； Periodic Amplitude

说明：这是学习完Periodic Amplitude 后想到的，同时将几个不同的Periodic Amplitude 应用于不同关节，用分布式节点耦合模拟鱼体、骨架和鱼刺的传力特点，从而模拟复杂运动。鱼体实际有类似粘弹性、各向异性材料的特点，这里简化成各项同性超弹性材料只是出于验证关节运动传递效果的方便而这样做的。

关键词：脆性断裂（brittle cracking）；冲击载荷（blast load）；显示体约束（display body）；单元删除（element deletion ）

说明：blast load可定义爆炸中心距离、TNT当量等，模拟冲击波载荷，楼房主体为显示体，只是为了好看，它不参与计算。

关键词：超弹性材料（气球球皮）；流体腔Fluid cavity单元（球内空气）

关键词：刚体约束；truss单元

说明：模拟单摆组合的周期不同步现象。

关键词：欧拉分析

说明：欧拉网格中可定义多相流体，本例中定义了空气和水两种材料。

关键词：超弹性材料（橡皮筋）；通用接触（general contact）算法

说明：叶片先旋转加拉伸驱动橡皮筋储存弹性应变能，然后橡皮筋的弹性应变能释放，驱动叶片转动。涉及到大变形，使用general contact算法可以方便地模拟复杂接触。

关键词：刚体约束；Periodic Amplitude；general contact

说明： Periodic Amplitude 用来定义周期性变化量，本例子中定义了X和Z轴方向的周期性位移，合成效果是在XZ平面内的圆周运动。这个例子由知乎上的一个问题想到的：为什么半盒的牙签或棉签总是按一定的规律排列？大部分人是从数学角度回答的，还有人推导了牙签包络面方程，很棒。我从力学仿真考虑做了这个例子。

关键词：节点耦合约束

说明：平时喜欢弹吉他，随手做了个例子，想看看内部梁结构对吉他振动模态的影响，仿真表明，吉他内部梁架除了起到加固面板的作用，还能在一定程度上抑制面板的低阶呼吸模态，有利于弦音的延长。

欢迎关注我的微信公众号：USim