hm与abaqus联合仿真经典流程.doc

1、模型中考虑了材料、几何的非线性、接触和 Tie 连接，所有设置都在 HM 中完成，输出 inp文件后可以直接在 Abaqus 中计算。 尤其注意在 HM6.0 中利用宏菜单中的 Abaqus Contact Manager 来定义接触、Tie 连接等问题。 欢迎大家批评指正。同时该算例仅仅是一个 step 的，如果哪位能将其扩展到多个 step，还会给以积分奖励。再加一些步骤说明： 问题描述：如下图所示模型，模型整体分为三部分，黄色的 tube、深蓝色的 holder 和浅蓝色的 welded_part。其中 tube 和 holder 部分属于接触，而 holder 和 welded_par

2、t 两部分的连接属于焊接，这里采用 Abaqus 中的 Tie 连接方式。最后固定 welded_part 的一端，而在 tube 的一端施加一个扭矩，为了保证不发生刚体位移，在 tube 的另一端施加一个止推的约束。定义 ABAQUS 模板： 在 Geom 页面上选择 user prof，从弹出菜单中选择 ABAQUS，然后选择 Standard 3D。 为保证问题具有一般性，对上述模型划分的网格在连接的部分均保证网格不对齐，在宽度和圆周上均采用了不同的网格密度。单元类型的设置： 因为涉及接触问题，所以模型中的实体单元均采用 Abaqus 中的 C3D8R 减缩积分单元，单元类型的选择请参考

3、 Abaqus 使用手册。在 HyperMesh 中改变单元类型的步骤如下： 1 在 1D、2D 和 3D 的任何一个页面中点击 elem types。 2 选择 2d 选中要更新单元类型的单元，这里选择 by collector(选择所有三个comps)。 4 点击 update。 5 如果需要察看现有任意一个单元的类型，在永久菜单上点击 card，将操作对象设为 elem，选择单元后点击 edit。就可以看到单元的类型。材料的设定： 材料非线性的考虑，为了简化问题，所有三个部分均采用相同材料 steel。在 HyperMesh中的设置过程如下： 1.在 collector 面板中选择 cr

4、eate 子面板。 2.将选择开关设为 mats，将名称设为 steel，对其采用ABAQUS_MATERIAL 的 card image。 3.点击 create/edit。 （对已有的模型可以在 card image 子面板中使用 edit 来察看相应的 mats。 ） 4.在下层菜单中选择要考虑的参数，必要时拖动左边的滚动条。在这个例子中选择 Density、Elastic 和 Plastic 三个选项。 5.可以看到在上层菜单中出现了上述三个选项的输入框，在这里可以为其输入数值。 6.在 Density(1)中输入 7.83E-9(采用 ton-mm-s 的单位制)。 7.在 E(1)

5、和 NU(1)中分别输入 2.07E5 和 0.3。如果需要改变 Elastic 的类型，可以在下层菜单中点击 TYPE 的选择开关来设置，这里选择 ISOTROPIC。8.利用表格输入塑性材料的屈服应力和塑性应变曲线。表格的行数可以在下层菜单中的 PLASTICDATACARDS 中输入，这里设为 5。由于不考虑材料硬化，在下层菜单中的 Hardening 中选择 NO HARDENING。 9.由于第八步的设置，在上层菜单中的 PLASTIC 下面出现了一个五行的表格，在其中填入相应的曲线数值，这里采用的数值是随意选择的，仅供参考。注意所有屈服应力的数值必须大于 0，塑性应变的第一行数值必

6、须为 0(由 Abaqus 规定)。 10.点击 return 确认上述设置。定义接触 定义 tube 和 holder 之间的接触，如图所示，holder 部分网格较粗，设定其内环表面为主面，tube 部分网格较细，设定其为从面。设定过程如下： 1 在宏菜单上点击 Abaqus 进入 ABAQUS 的宏菜单。 2 点击 Contact Manager。在当前模型中的所有接触和 Tie 连接的内容都可以在这里通过 Edit来察看和修改。接下来的教程用来指导接触对的创建过程。 3 在 ABAQUS Contact Manager 的弹出菜单中选择 Surface 子菜单，定义接触面。首先定义主面

7、 master，然后定义从面 slave。 4 在 HyperMesh 的主窗口中使用永久菜单上的 disp 面板只显示 holder 部分的网格。 5 点击 New。在弹出菜单中输入名称 master，选择 Element based，选择一个颜色后，点击 create。 6 因为接触面 master 是 holder 部分的内表面，而 holder 是 3D 实体单元，所以接触面应当选择实体单元的外表面。所以在 Define Surface for:中选择，3D Solid, gasket。 7 在 Select Elements:下面点击 Element，通过 by collector

8、方式选择holder 的所有单元。点击 proceed。 8 在 Select faces by:下面选择 Nodes on face 模式。 9 点击 Nodes。在 holder 内环表面的任意一个单元外表面上选择三个节点。点击 proceed。 10现在 Contact Manager 如下图所示。11点击 Add。现在 master 这个接触面如下图所示。12重复上述步骤 4-11，完成接触面 slave 的创建。选择 tube 部件的外表面。选择后的结果如下页图所示。 13定义好接触面以后，接下来定义接触面之间的接触对，在定义这个Contact Pair 之前，首先需要定义接触属性。

9、在 Contact Manager 中选择 Surface Interaction。点击 New。 14设定名称 contact1，点击 create。 15在 Define 窗口中选择 Surface behavior，这里暂时不考虑摩擦和阻尼。16在 Surface behavior 中做出如下设置17点击 OK。 18现在可以定义 Contact Pair。选择 Interface 页面。点击 New。 19定义名称为 contact，选择类型为 Contact Pair，点击 create。 20在 Define 中做出如下设置。可以在 Parameter 中将这个接触类型设置为小滑动

10、(small sliding)。 21点击 OK 完成对接触的定义。定义 Tie 连接 定义如下图的 Tie 连接的过程与定义接触的过程类似。区别在于不需要定义 Surface Interaction，而在创建 Interface 的时候要将类型设为 Tie。在本模型中 Tie 连接的主面和从面分别被设为 Tie_master 和 Tie_slave。 对 Tie 连接的属性定义在 Interface 中的 Parameter 菜单中进行，具体参数的定义请参考Abaqus 使用手册定义约束 1 在 collector 面板中创建名为 constraints 的 loadcols，将其 card

11、 image设为 INITIAL CONDITION。 2 在 BCs 页面中点击 constraints 面板。 3 选择如下图所示的节点。 4 约束这些节点的 1、2 和 3 三个方向上的自由度5 在 tube 上靠近 holder 这一端，选择如下图所示的节点。 6 约束其 3 方向的自由度，其他自由度放开定义扭矩 1 定义名为 forces 的 loadcols，将其 card image 设为 History。 2 在 BCs 页面上点击 forces 面板。 3 在 tube 的另一端创建如下图所示的两个反方向力定义 Load Steps 首先为了在 HyperView 和 Hyp

12、erMesh 中的后处理，需要 Abaqus 计算出.fil 文件。在 BCs里面的 output block 中创建一个输出控制，要求输出节点位移、单元应力、约束反力和接触应力等相关结果，各参数的含义请参考 Abaqus 手册。在本例中，创建一个名为standard 的 output block。 在 load steps 中创建一个 step1，在 loadcols 中选择 constraints 和 forces，在outputblock 中选择刚才创建的 standard。 在编辑 step1 的时候，需要为其指定如下的 step parameters。 Namestep 的名称 Nlgeom几何非线性 在 AnalysisProcedure 中指定这次分析为 Static。 其它选项可以视情况而定。 输出*.inp 文件 在 HyperMesh 的 file 面板中输出*.inp 文件。该文件可以直接用于 Abaqus 计算