abaqus从入门到精通（26）圆盘与平板模型的接触仿真分析-凯发网站

4.5.7 划分网格

在module下拉列表框中选择mesh选项，进入网格功能界面，在窗口顶部的环境栏中设置object为part:part-ban。

由于圆盘是解析刚体，因此在分析过程中不需为其定义材料和截面属性，也不必为其划分网格。下面为平板划分网格。

1．设置全局种子

单击工具区中的seed part图标，弹出global seeds对话框，设置approximate global size为1，如图4-13所示，单击ok按钮。此时提示区出现seeding definition complete（种子定义完成），单击后面的done按钮完成种子定义。

2．定义网格属性

单击工具区中的assign mesh controls图标，弹出mesh controls对话框，设置element shape为quad，technique为structured，如图4-14所示，单击ok按钮。

3．设定单元类型

单击工具区中的assign element type图标 ，在视图区将部件全选，并单击鼠标中键，弹出element type对话框，设置geometric order为linear，其他选项保持默认值，此时的单元类型为cps4r，如图4-15所示，单击ok按钮。

4．划分网格

单击工具区中的mesh part图标，在视图区单击鼠标中键，网格划分完成，如图4-16所示。

4.5.8 定义接触

1．定义各个接触面

（ 1 ） 进 入 interaction 模 块 ， 在 菜 单 栏 中 选 择tools→surface→manager命令，单击create按钮，在name文本框中输入“surf-ban”，类型号为geometry，单击continue按钮。单击圆盘与平板相接触的面，如图4-17（a）所示，然后在视图区单击鼠标中键确认。

（2）用类似的方法来定义surf-pan，由于圆盘是解析刚体，在创建面时abaqus/cae会在提示区中显示“choose a side for the edges:magenta, yellow”（选择刚体一侧的面：洋红色、黄色），这时应选择刚体的外侧所对应的颜色，如图4-17（b）所示。

提示：一对接触面的法线方向应该相反，都指向实体的外部。

2．定义无摩擦的接触属性

单击工具区中的create interaction property图标，各项参数都保持默认值，单击continue按钮，弹出edit contact property对话框，选择mechanical→tangential behavior （ 切 向 行 为 ） 选 项 ， 在 frictionformulation（摩擦公式）下拉列表框中选择frictionless（无摩擦）选项，如图4-18所示，单击ok按钮。

提示：此处也可不对无摩擦属性进行定义，abaqus中默认的接触属性即无摩擦，此处操作仅为使读者掌握定义摩擦接触属性的方法与途径。

3．定义接触

（ 1 ） 单 击 工 具 区 中 的 create interaction 图 标 ， 弹 出 createinteraction对话框，在step下拉列表框中选择initial选项，如图4-19所示，然后单击continue按钮。此时要求选择master surface（主面），单击提示区的surfaces按钮，在弹出的region selection（区域选择）对话框中选择surf-pan，如图4-20所示，再单击continue按钮。

（2）此时要求选择slave surface（从面），单击提示区的surfaces按钮，在弹出的region selection对话框中选择surf-ban，单击continue按钮。

提示：主面一般选择硬度相对较高的部件表面。在菜单栏中选择interaction→manager命令，在弹出的interaction manager（相互作用管理器）对话框中选中已定义的接触int-1后面的created，再单击edit，可以查看接触面的位置是否正确。

（3）在弹出的edit interaction对话框中不改变默认的参数slidingformulation: finite sliding（有限滑动），如图4-21所示，单击ok按钮。

4.5.9 定义边界条件和载荷

在module下拉列表框中选择load选项，进入载荷编辑界面。

1．定义集合

选择菜单栏中的tools→set→manager命令，弹出set manager对话框，依次创建下列集合。

（1）set-fix集合：平板上施加固支边界条件的端面。

单击create按钮，弹出create set对话框，在name文本框中输入“set-fix”，单击continue按钮，选中如图4-22（a）中所示的面，在视图区单击鼠标中键确认，set-fix集合建立完毕。

（2）set-point集合：圆盘上的参考点集合。

单 击 create 按 钮 ， 在 弹 出 对 话 框 的 name 文 本 框 中 输 入 “setpoint”单击continue按钮，选中圆盘部件顶端参考点rp，如图4-22（b）所示，在视图区单击鼠标中键确认。

集合定义完毕后，set-fix集合出现在set manager对话框中，如图4-23所示。

2．定义边界条件

（1）单击工具区中的create boundary condition图标，弹出create boundary condition对话框，在name文本框中输入“bc-fix”，设置step为initial，单击continue按钮。弹出region selection对话框，选择setfix，如图4-24所示，单击continu按钮。在弹出的edit boundary

condition对话框中选中encastre(u1=u2=u3=ur1=ur2=ur3=0)单选按钮，如图4-25所示。

（2）用同样的方法创建边界条件bc-point，设置step为initial，types for selected step为displacement/rotation，单击continue按钮。在弹出的region selection对话框中选择set-point，单击continue按钮。在弹出的edit boundary condition对话框中选中u1和ur3复选框，如图4-26所示，单击ok按钮。

（3）单击工具区中的boundary condition manager图标 ，可以看到，上述创建的边界条件已列于表中，如图4-27所示。

3．定义载荷

（1）在分析步1中，首先对圆盘施加一个较小的力。单击工具区中的create load图标 ，在弹出对话框的name文本框中输入“loadpoint” ， 设 置 step 为 第 一 个 分 析步 “step-10kn” ， 载 荷 类 型 为concentrated force（集中力），如图4-28所示，单击continue按钮。在弹出的region selection对话框中选中set-point，如图4-29所示，单击continue按钮。弹出edit load对话框，在cf2文本框中输入“-10”，如图4-30所示，单击ok按钮。

（2）在分析步2中，将圆盘所受外载荷升至100kn。单击工具区中的load manager图标，弹出load manager对话框，选中分析步step100kn下面的propagated，如4-31所示，然后单击edit按钮，弹出editload对话框，设置cf2为-100，如图4-32所示，单击ok按钮。

4.5.10 提交分析作业

（1）在module下拉列表框中选择job选项，单击工具区中的jobmanager图标，弹出job manager对话框，单击create按钮。弹出createjob对话框，设置name为job-jiechu1，如图4-33所示，单击continue按钮。弹出edit job对话框，保持各默认值不变，单击ok按钮。

（2）此时新创建的作业显示在job manager对话框中，如图4-34所示。单击工具栏中的按钮来保存所建的模型，然后单击submit按钮提交分析。

（1）单击monitor按钮，打开job-jiechu1 monitor窗口，进行分析，分析完成后，单击dismiss按钮，关闭对话框，然后单击results按钮，进入visualization模块。

4.5.11 后处理

1．显示mises应力的云纹图和动画

在visualization模块中，单击plot contours on deformed shape按钮来查看mises应力的云纹图，如图4-35所示，单击按钮显示动画，查看分析结果是否异常。

2．构造三维视图

（1）选择菜单栏中的view→odb display options（odb显示选项）命令后，在弹出的对话框中选择sweep/extrude选项卡，选择extrude elements（拉伸元素），然后单击ok按钮。旋转模型，可以看到等效的三维视图，如图4-36所示。

（ 2 ） 接 触 分 析 中 可 以 显 示 接 触 压 强 ， 选 择 菜 单 栏 中 的result→field output命令，在弹出的field output对话框中选择输出变量为cpress（接触压强），单击apply（应用）按钮，其云纹图如图4-37所示。

（ 3 ） 类 似 地 ， 在 field output 对 话 框 中 选 择 输 出 变 量 为copen（从面节点与主面的距离），单击apply按钮，就可以显示各节点的接触状态。如果copen>0，表示此节点与主面没有接触；如果copen为0或非常接近于0，表示此节点与主面相接触，如图4-38所示。

（4）单击工具区中的plot symbols on deformed shape（在变形图上绘制符号）图标。在显示变形图上绘图制符号，此时看到视图区中显示的是平面内的最大、最小和平面外应力的符号，如图4-39所示。要想显示其他变量则可以通过选择菜单栏中的result→field output命令，在弹出的field output对话框中进行设置。

（5）单击symbol options（符号选项）图标，在弹出的symbolplot options（符号绘制选项）对话框中可以对符号的显示进行设置，如图4-40所示。

（内容、图片来源：《abaqus 2020有限元分析从入门到精通》，侵删）

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