ABAQUS%20Tutorial%20-%20belka%20z%20utwierdzeniem

Informacje ogoacutelne

ABAQUS powstał i jest rozwijany przez amerykańską firmę Hibbit Karlsson amp Sorensen Inc Pakiet dostępny jest na wielu platformach sprzętowych począwszy od komputeroacutew klasy PC z Intel Pentium przez stacje robocze HP Compaq IBM SGI do superkomputeroacutew Compaq AlphaServers HP IBM RS6000 serie SGI Onyx serie SGI Origin

Pakiet ma budowę modułową co pozwala na dosyć swobodną konfigurację całości w zaleŜności od specyfiki zastosowań UŜytkownik ma ponadto moŜliwość dopisywania własnych procedur Podstawowe moduły biblioteczne to

bull ABAQUSStandard

Jest to moduł ogoacutelnego przeznaczenia do przeprowadzania analiz metodą elementoacutew skończonych Zawiera wszystkie procedury analizy poza dynamiczną analizą nieliniową stosującą całkowanie roacutewnań ruchu metodą jawną Pakiet napisany jest w języku Fortran Jego pierwsza wersja powstała w 1978 roku

bull ABAQUSExplicit

Moduł przeznaczony do rozwiązywania zagadnień dynamicznych z uŜyciem metody jawnej całkowania roacutewnań ruchu Stosowany do analiz przy ekstremalnych obciąŜeniach mechanicznych siłowych lub termicznych

bull ABAQUSCAE

CAE (ang Complete ABAQUS Environment) dostarcza prostego i spoacutejnego interfejsu do tworzenia zlecania monitorowania i przetwarzania wynikoacutew otrzymanych z symulacji ABAQUSStandard i ABAQUSExplicit Łączy w sobie funkcjonalność preprocesora ABAQUSPre i postprocesora ABAQUSPost ze starszych wersji ABAQUSa Pakiet CAE podzielony jest na moduły z ktoacuterych kaŜdy definiuje logiczny aspekt procesu tworzenia i analizowania modelu np definiowanie geometrii definiowanie własności materiału KaŜdy moduł posiada swoacutej własny zestaw kluczy parametroacutew i danych słuŜących do utworzenia pliku wejściowego (z rozszerzeniem inp) dla modułu obliczeniowego (Standard lub Explicit) Moduł obliczeniowy (ang solver) czyta plik wejściowy dokonuje obliczeń podczas ktoacuterych wysyła informacje do CAE pozwalające śledzić postępy na końcu umieszcza rezultaty w bazie wynikoacutew (plik z rozszerzeniem odb) Wyniki zapisane w bazie moŜna wczytać do CAE i dalej przetwarzać JeŜeli przewidywany czas obliczeń jest zbyt długi naleŜy opuścić środowisko CAE po utworzeniu pliku wejściowego i posłuŜyć się poleceniem abaqus do zlecenia obliczeń Po zakończeniu symulacji moŜna uruchomić CAE ponownie i wczytać bazę modelu (plik z rozszerzeniem cae) i bazę wynikoacutew (plik z rozszerzeniem odb) w celu wizualizacji układu

TUTORIAL - BELKA Z UTWIERDZENIEM

B1 Modułowa budowa ABAQUSCAE

ABAQUS jest zbudowany z modułoacutew (Module) a kaŜdy z nich definiuje kolejne etapy procesu modelowania wprowadzając nowe parametry na przykład moduł odpowiedzialny za określenie geometrii (Part) moduł opisujący właściwości materiału (Property) lub generujący siatkę (Mesh) Przechodząc kolejno między modułami budujesz model z ktoacuterego ABAQUSCAE generuje plik wejściowy a ten z kolei zostaje przesłany do ABAQUSStandard lub ABAQUSExplicit w celu dokonania analizy Na przykład uŜywasz modułu Property do określenia materiału i właściwości sekcji części oraz modułu Step aby wybrać typ analizy (np Heat transfer Mass diffusion Static itd) Postprocesor ABAQUSrsquoa znajduje się w module Visualization ale dostępny jest roacutewnieŜ jako oddzielny produkt ABAQUSViewer Postprocesor słuŜy do graficznej i tekstowej prezentacji wynikoacutew

Wejdź do modułu wybierając go z listy modułoacutew (Module) z paska narzędzi jak zostało to pokazane na Rysunku B-2

Rysunek B-2 Wybieranie modułu

W poniŜszym tutorialu czytelnik będzie zaznajomiony z kolejnymi modułami ABAQUSCAE oraz na przykładzie utwierdzonej belki stalowej wykona następujące zadania

Part

Dwuwymiarowy szkic profilu i stworzenie części reprezentującej belkę

Property

Określenie właściwości materiału i przypisanie materiałoacutew sekcjom (fragmentom części)

Assembly

ZłoŜenie modelu i utworzenie zbioru części

Step

Konfiguracja procedury analizy i oczekiwanych wynikoacutew

Load

PrzyłoŜenie obciąŜenia i ustalenie warunkoacutew brzegowych dla belki

Mesh

Ustalenie siatki dla belki

Job

Utworzenie zadania (Job) i przesłanie go do analizy

Visualization

Przegląd wynikoacutew analizy

Pomimo iŜ kolejność modułoacutew w liście na pasku zadań jest w logicznej kolejności moŜna poruszać się tam i z powrotem między modułami według potrzeb i do woli Jakkolwiek są pewne oczywiste ograniczenia jak na przykład nie moŜna przypisać własności części bez uprzedniego utworzenia jej geometrii

Kompletny model zawiera wszystko co potrzebuje ABAQUS by wygenerować plik wyjściowy i rozpocząć analizę ABAQUSCAE uŜywa bazy danych modelu (Model database czyli plik z rozszerzeniem cae) w celu przechowywania danych o modelu w pamięci Gdy rozpoczynamy pracę z ABAQUSCAE pojawia okno dialogowe Start Session ktoacutere pozwala stworzyć nową pustą bazę modelu w pamięci Po zakończeniu pracy w ABAQUS moŜna zapisać model na dysk wybierając z pozycję z głoacutewnego paska menu File Save Aby otworzyć plik naleŜy z tego samego menu wybrać File Open

B2 Drzewo modelu (Model Tree)

Model Tree obrazuje graficznie zaleŜności między modułami a takŜe pozwala na szybki dostęp do ustawień i opcji Rysunek B-3 przedstawia typowy Model Tree

Rysunek B-3 Model Tree

Jednym z najwaŜniejszych składnikoacutew obszaru roboczego jest tzw drzewo struktury modelu Drzewo to bdquorozrasta sięrdquo od bdquokorzenia ktoacuterym jest zawsze nazwa Model Database Od korzenia rozchodzą się bdquogałęzierdquo Punktami (węzłami) ich rozwidleń są nazwy wszystkich operacji jakie zostały wykonane podczas procesu modelowania KaŜdy węzeł jest oznaczony dodatkowo kwadratem ze znakiem bdquo+rdquo Klikając ten znak rozwijamy strukturę drzewa w głąb Znak bdquo-rdquo w kwadracie oznacza brak moŜliwości dalszego rozwinięcia struktury drzewa Pozycje na drzewie modelu reprezentują małe ikony na przykład ikona modułu Step

Dodatkowo w okrągłych nawiasach mamy podaną liczbę rozwinięć danej pozycji Rozkład pozycji w Model Tree odzwierciedla porządek w ktoacuterym ABAQUS spodziewa się Ŝe model będzie tworzony Jak łatwo zauwaŜyć w podobnej kolejności ułoŜone są pozycje w menu Module w pasku narzędzi na przykład logiczne jest Ŝe tworzy się część (Part) przed dokonaniem złoŜenia (Assembly) Porządek w Model Tree jest z goacutery ustalony i uŜytkownik nie ma na niego wpływu

Model Tree niesie ze sobą wiele funkcjonalnych rozwiązań Na przykład wystarczy podwoacutejne kliknięcie na pozycji Parts w drzewie modelu aby utworzyć nową część (co odpowiada wybraniu Parts Create z paska głoacutewnego menu)

B3 Tworzenie części (Part)

W ABAQUS moŜna tworzyć część od podstaw lub importować geometrię stworzoną w innym programie CAD i zachowaną w ktoacuterymś ze standardowych formatoacutew (ACIS SAT IGES STEP)

Tutorial rozpocznie się od stworzenia troacutejwymiarowej odkształcalnej bryły W tym celu zostanie uŜyty szkicownik w ktoacuterym powstanie dwuwymiarowy prostokątny profil belki a następnie zostanie wyciśnięty (wytłoczony) wzdłuŜ jednej z osi poleceniem Extrude ABAQUS automatycznie przechodzi do szkicownika (Sketcher) gdy zostanie wybrana opcja Create Part

ABAQUS często wyświetla kroacutetką wiadomość w pasku zachęty z informacją jakie powinny być następne działania uŜytkownika Odpowiednie ikony słuŜą do potwierdzenia anulowania lub cofnięcia polecenia jak pokazuje to Rysunek B-4

Rysunek B-4 Informacje i instrukcje są wyświetlane w pasku Prompt (pasku zachęty)

W celu zamodelowania belki naleŜy wykonać polecenia

1 Po uruchomieniu programu naleŜy w oknie Start Session wybrać Create Model Database Ten sam efekt da kliknięcie na File New w pasku głoacutewnego menu

Po tej operacji ABAQUS uruchamia moduł Part Po lewej stronie głoacutewnego okna pojawia się Model Tree Pomiędzy Model Tree a obszarem roboczym modelu znajduje się grupa ikon modułu Part (min Create Part Edit Feature Part Manager) Pozwala ona wytrawnym uŜytkownikom pominąć menu w głoacutewnym pasku Gdy wybieramy dowolne narzędzie z głoacutewnego menu to jednocześnie w grupie ikon Part zostaje podświetlona ikona odpowiadająca temu narzędziu dzięki temu moŜna szybko uczyć się połoŜenia ikon dla często uŜywanych poleceń

2 W Model Tree naleŜy podwoacutejnie kliknąć na pozycji Parts aby utworzyć nową część

W tym momencie pojawia się okno dialogowe Create Part Jednocześnie ABAQUSCAE wyświetla w pasku zachęty poniŜej obszaru roboczego informacje ktoacutere mają na celu ułatwić uŜytkownikowi przejść przez daną procedurę

Okno Create Part pozwala nadać nazwę części określić rodzaj przestrzeni w ktoacuterej będzie powstawał model (np 2D 3D) określamy jaki typ bryły ma zostać utworzony i jej przybliŜony rozmiar Po zatwierdzeniu odpowiednich opcji jest jeszcze poacuteźniej moŜliwość ich zmiany z wyjątkiem opcji Base Feature

3 Nazwać część ktoacuterą będzie modelowana jako bdquoBeamrdquo Zakceptować domyśle ustawienia okna Create Part (Modeling space 3D Type Deformable Base Feature Solid Extrusion) W Approximate Size ustawić wartość 300

4 Kliknij Continue aby wyjść z okna dilogowego Create Part

ABAQUSCAE automatycznie przechodzi do szkicownika (Sketcher) W szkicowniku pojawia się po lewej stronie głoacutewnego okna grupa ikon reprezentujących jego narzędzia W obszarze roboczym pojawia się siatka (grid) Sketcher zawiera zbioacuter podstawowych narzędzi ktoacutere pozwalają szkicować dwuwymiarowy profil części ABAQUS za kaŜdym razem wchodzi do Sketcher gdy tworzymy lub edytujemy profil Aby wyłączyć uŜywane narządzie w Sketcher moŜna zrobić to na dwa sposoby kliknąć prawym klawiszem myszy i wybrać opcje Cancel Procedure lub wybrać nowe narzędzie

Wskazoacutewka Aby zobaczyć opis narzędzia ktoacutere kryje się pod daną ikoną naleŜy ustawić na chwile nieruchomo kursor nad ikoną a po chwili pojawia się bdquochmurkardquo z kroacutetką informacją do czego ono słuŜy

W szkicowniku mamy do dyspozycji kilka funkcji ktoacutere mają na celu ułatwić wykreślenie poŜądanej geometrii Są to

bull Siatka w obszarze roboczym ktoacutera ułatwia pozycjonować kursor myszy i obiekty

bull Osie X i Y przecinające się w środku okna obszaru roboczego przechodzące przez środek układu wspoacutełrzędnych

bull Miniaturka układu wspoacutełrzędnych w lewym dolnym rogu obszaru roboczego bull Wyświetlające się u goacutery po lewej stronie wspoacutełrzędne kursora

5 Naszkicuj prostokątny profil belki uŜywając narzędzia

Po kliknięciu na powyŜsze narzędzie jego ikona otrzymuje jasne tło a u dołu w pasku zachęty pojawiają się wskazoacutewki ktoacutere mają na celu ułatwienie uŜytkownikowi przejście przez procedurę rysowania danym narzędziem

6 W obszarze roboczym naszkicować prostokąt podąŜając za poniŜszymi wskazoacutewkami a Zwroacuteć uwagę na lewy goacuterny roacuteg gdzie wyświetlane są wspoacutełrzędne jak

zmienia się wyświetlana pozycja kursora wraz z jego przemieszczaniem się po obszarze

b Kliknij na wspoacutełrzędnych (-10010) aby wskazać pierwszy roacuteg troacutejkąta

c Przesuń kursor w w pozycje (100-10) aby wskazać połoŜenie przeciwległego rogu Prostokąt ma teraz cztery kratki wysokości i czterdzieści kratek jak pokazuje to Rysunek B-5

Rysunek B-5 Szkic prostokąta

d Kliknij lewym klawisz myszy aby utworzyć prostokąt e Kliknij prawym klawiszem myszy w dowolnym miejscu obszaru roboczego i

wybierz Cancel Procedure 7 JeŜeli podczas rysowania zostanie popełniony błąd moŜna usunąć nieprawidłowe linie

stosując się do poniŜszych wskazoacutewek

a Z ikon narzędzia Sketcher wybierz b Kliknij na linię ktoacuterą chcesz usunąć

ABAQUS oznacza wybraną linię kolorem czerwonym

c Kliknij w dowolnym miejscu obszaru roboczego prawym klawiszem myszy i wybierz Done lub kliknij Done w pasku zachęty

d W razie potrzeby powtoacuterz kroki b i c e Aby zakończyć działanie narzędzia kliknij prawym klawiszem myszy i

wybierz Cancel Procedure

8 Aby opuścić narzędzie Sketcher kliknij w pasku zachęty Prompt (znajdującego się poniŜej obszaru roboczego) przycisk Done

Notatka w przypadku gdy przycisk ten nie pojawił się naleŜy upewnić się czy nie jest uŜywane ktoacutereś z narzędzi szkicownika (Ŝadna z ikon szkicownika nie powinna mieć jasnego podświetlenia) Jeśli jakieś narzędzie jest w uŜyciu to naleŜy kliknąć prawym klawiszem myszy aby wybrać Cancel Procedure

9 PoniewaŜ ABAQUS domyślnie tworzy z narysowanego profilu bryłę poprzez wyciśnięcie w związku z tym automatycznie otwiera się okno dialogowe Edit Base Extrusion w celu określenia głębokości na jaką profil ma zostać wyciągnięty W polu Depth naleŜy usunąć domyślna wartość i wpisać 25 i następnie kliknąć OK aby zaakceptować tą wartość

ABAQUS wyświetla widok nowej bryły w izometrii jak pokazuje to Rysunek B-6

Rysunek B-6 Izometryczny widok belki

W celu zorientowania belki w przestrzeni ABAQUS wyświetla w lewym dolnym rogu mały układ wspoacutełrzędnych ktoacutery pozwala zidentyfikować połoŜenie bryły względem podstawowych osi XYZ

10 Przed przystąpieniem do dalszej części tutorialu zaleca się zapisanie dotychczasowej pracy na dysk W tym celu naleŜy

a Z głoacutewnego paska menu wybrać File Save Pojawi się okno dialogowe Save Model Database As

b Wpisz w polu File Name nazwę dla swojego projektu i kliknij OK Nie ma potrzeby dopisywać rozszerzenia pliku poniewaŜ ABAQUS automatycznie dodaje cae do nazwy pliku

ABAQUSCAE przechowa wszystkie informacje o modelu w nowym pliku a następnie powroacuteci do modułu Part Jednocześnie od momentu zapisania pliku na dysku w pasku tytułowym zostanie wyświetlona ścieŜka dostępu do pliku i jego nazwa Wskazane jest częste zapisywanie projektu na przykład za kaŜdym razem przed wejściem do kolejnego modułu

B4 Definiowanie materiału

W tym rozdziale zostanie zdefiniowany materiał ktoacutery poacuteźniej zostanie przypisany bryle ZałoŜono Ŝe będzie to stal materiał liniowo spręŜysty o module Younga wynoszącym 209103 MPa i wspoacutełczynniku Poissona roacutewnym 03

Definiowanie materiału

1 Kliknąć podwoacutejnie Materials w Model Tree aby utworzyć nowy materiał

ABAQUSCAE automatycznie przechodzi do modułu Property i pojawia się okno dialogowe Edit Material

2 W polu Name wpisz nazwę materiału Steel (stal) Korzystając z paska menu poniŜej pola Name moŜna ustawić szereg znanych właściwości materiału (min mechaniczne termiczne itd) Niektoacutere z pozycji menu zwierają podmenu jak pokazuje to Rysunek B-7 i tak na przykład pod opcją Mechanical rozwija się podmenu Elasticity Mechanical Elasticity Po wybraniu dowolnej opcji pod paskiem menu pojawiają się przypisane tej opcji pola z moŜliwością wprowadzania danych

Figura B-7 Podmenu dostępne pod Mechanical menu

3 Z menu edytora materiału wybierz Mechanical Elasticity Elastic

ABAQUSCAE wyświetla formularz danych dla Elastic

4 Wpisz wartość modułu Younga 209E3 i wspoacutełczynnika Poissona 03 w odpowiednich polach jak pokazuje to Rysunek B-8 MoŜna uŜyć klawisza [Tab] aby przechodzić między komoacuterkami

Rysunek B-8 Widok na pola do wprowadzania danych dla materiałoacutew spręŜystych (Elastic properties)

5 Kliknij OK aby opuścić edytor

B5 Zdefiniowanie i przydzielenie własności sekcjom

W naszym przypadku zostanie stworzona jednorodna ciągła sekcja i przypisana belce poprzez wskazanie konturu belki (ktoacuterą wcześniej wykonano w module Part) z obszaru roboczego (viewport) Sekcja ta będzie zawierać właściwości materiału wcześniej zdefiniowanego ndash stali (Steel)

B51 Zdefiniowanie jednorodnej ciągłej sekcji

Ciągła jednorodna sekcja jest to najprostsza forma sekcji ktoacuterą moŜna zdefiniować w ABAQUS

Definiowanie jednorodnej ciągłej sekcji

1 W Model Tree podwoacutejnie kliknąć Section aby utworzyć nową sekcję

Pojawi się okno dialogowe Create Section

2 W oknie dialogowym Create Section a Nadać nazwę sekcji BeamSection b W liście Category zaznaczyć opcję Solid c W liście Type zaznaczyć Homogeneous d Kliknąć Continue

Pojawi się okno dialogowe Edit Section

3 W oknie a Zaakceptuj domyślnie wybraną pozycję (Steel) w polu Material b Zaakceptuj domyślną wartość 1 w polu Plane stressstrain thickness c Kliknij OK

B52 Przypisanie belce sekcji

Sekcja BeamSection musi być przypisana do części

Aby przypisać sekcję belce

1 W Model Tree rozwinąć gałąź Parts w niej rozwinąć podgałąź Beam klikając W ostatniej rozwiniętej gałęzi Beam kliknąć podwoacutejnie na Section Assignments

ABAQUS wyświetla podpowiedzi w pasku Promt

2 Kliknij w dowolnym miejscu belki aby wskazać region dla ktoacuterego ma zostać zastosowana sekcja

ABAQUS podświetla całą belkę

3 Zatwierdź dokonany wyboacuter przyciskiem Done w Promt

Pojawia się okno Edit Section Assignment z istniejącymi sekcjami

4 Zaakceptować domyślną pozycje BeamSection jako sekcję i kliknąć OK

ABAQUS przypisał sekcję belce i w związku z tym zmieniła ona kolor na niebieski

Uwaga

bull Gdy przypisujesz sekcje regionowi części roacutewnocześnie przejmuje on własności materiału sekcji

B6 ZłoŜenie modelu z części

KaŜda tworzona część posiada swoacutej własny układ wspoacutełrzędnych i jest on niezaleŜny od układoacutew innych części Model moŜe być zbudowany z wielu części ale wszystkie je łączy złoŜenie ZłoŜenie powstaje poprzez ustalenie połoŜenia części wcześniej przygotowanych w jednym wspoacutelnym układzie wspoacutełrzędnych Tworząc złoŜenie definiuje się roacutewnieŜ wzajemne relacje między częściami W złoŜeniu nie posługujemy się częściami tylko ich myślowymi reprezentantami tzw Part Instance Part Instances dzielą się na niezaleŜne i zaleŜne NiezaleŜne Part Instances są osiatkowane oddzielnie a zaleŜne Part Instances mają siatkę dołączoną z oryginalnej części

Dla naszego przypadku belki stworzymy pojedynczy Part Instance ABAQUSCAE umiejscowi początek układu wspoacutełrzędnych szkicu belki w początku układu wspoacutełrzędnych ktoacutery utworzy się po przejściu do modułu Assembly

ZłoŜenie modelu

1 W Model Tree rozwiń pozycję Assembly Następnie kliknij podwoacutejnie na Instances w liście poniŜej

ABAQUSCAE przełączył się do modułu Assembly i pojawiło się okno Create Instance

2 W oknie dialogowym wybierz pozycje Beam i kliknij OK

ABAQUSCAE utworzy Instance i wyświetli belkę w izometrii W przypadku naszego modelu całym złoŜeniem jest tylko sama belka poniewaŜ model nie zawiera Ŝadnych innych części W oknie roboczym pojawił się drugi mały układ wspoacutełrzędnych wskazujący początek globalnego układu wspoacutełrzędnych

3 W pasku narzędzi powyŜej okna obszaru roboczego kliknij na ikonę narzędzia pozwalającego na obroacutet modelem

Kiedy przesuniesz kursor nad model to pojawi się Ŝoacutełty okrąg

4 Przesuń kursor myszy nad obszar roboczy i kliknij Narzędzie porozwala na obroacutet modelu i obejrzenie go z dowolnej strony MoŜna takŜe kliknąć przycisk Select z pasku Prompt aby wybrać nowy punkt względem ktoacuterego będzie następował obroacutet Kliknij Use Default aby powroacutecić do domyślnych ustawień (czyli centralnego punktu obszaru roboczego)

Wybierz Cancel Procedure z menu pod prawym klawiszem myszy aby opuścić narzędzie

5 Oproacutecz powyŜszego jest jeszcze klika innych dostępnych narzędzi menu View

pozwalających na zmianę widoku (przesuń (pan) powiększenie (magnify)

szybkie powiększenie zaznaczonego fragmentu (zoom) i auto-dopasowanie

(auto-fit) ) Wskazane jest aby zapoznać się z tymi narzędziami i swobodnie posługiwać się nimi

B7 Definiowanie krokoacutew analizy

Mamy juŜ stworzoną część więc teraz moŜna przejść do zdefiniowania krokoacutew (Steps) analizy Dla naszej belki analiza będzie składać się z dwoacutech krokoacutew

bull Kroku inicjującego w ktoacuterym opiszemy warunek brzegowy na jednym z końcoacutew belki

bull Głoacutewnego kroku analizy w ktoacuterym zostanie przyłoŜone obciąŜenie ndash nacisk na goacuterną powierzchni belki

ABAQUSCAE generuje krok inicjujący (Initial) automatycznie ale mimo to uŜytkownik musi stworzyć swoacutej własny krok analizy

B71 Tworzenie kroku analizy

Utwoacuterz krok ogoacutelny statyczny ktoacutery będzie kolejnym po kroku inicjującym

Aby utworzyć bdquogeneral staticrdquo krok analizy naleŜy

1 W Model Tree kliknij podwoacutejnie Steps aby utworzyć krok analizy

ABAQUSCAE przełączy się do modułu Step Pojawi się okno Create Step z listą dostępnych typoacutew procedur Domyślnie nowy krok nazywa się Step-1 Procedury z typu General są to takie ktoacutere pozwalają przeanalizować odpowiedzi układu liniowe i nieliniowe

2 W polu Name wpisz nazwę kroku Beamload

3 W liście dostępnych procedur wybierz Static General i kliknij Continue

Pojawiło się okno Edit Step z domyślnymi ustawieniami dla tego typu procedury

4 W zakładce Basic w polu Description wpisz Load the top of the beam 5 Kliknij na zakładkę Incrementation aby przejrzeć i zaakceptować domyślne

ustawienia 6 Kliknij zakładkę Other aby przejrzeć i zaakceptować domyślne ustawienia 7 Kliknij OK aby utworzyć nowy krok i wyjść z okna Edit Step

B72 ZaŜądanie danych wyjściowych

Podczas obliczeń ABAQUSStandard lub ABAQUSExplicite zapisują wyniki do bazy wynikoacutew (output database) Dla kaŜdego kroku ktoacutery został utworzony moŜna uŜyć narzędzi Field Output Requests Manager (zakres Ŝądanych danych wjściowych) i History Output Requests Manager w celu

bull Wybrania obszaru dla ktoacuterego ABAQUS ma wygenerować wyniki bull Określenia zmiennych dla ktoacuterych ABAQUS ma utworzyć baze wynikoacutew bull Wyznaczenia punktoacutew w modelu dla ktoacuterych ABAQUS będzie generował dane bull Zmiany częstotliwości z jaką ABAQUS będzie zapisywał wyniki do bazy output

database

Gdy tworzymy krok ABAQUS CAE generuje domyślną dane wyjściowe dla danego

Dla naszej belki zostanie przeprowadzone prosta analiza i w związku z tym naleŜy zaakceptować domyślna konfigurację

Badanie wynikoacutew analizy (output request)

1 W Model Tree kliknij prawym klawiszem myszy na pozycji Field Output Requests i z menu ktoacutere pojawiło się wybierz Manager

ABAQUSCAE wyświetli okno Field Output Requests Manager MenadŜer wyświetli alfabetycznie uporządkowaną listę istniejących Ŝądań danych wyjściowych Pozwala on roacutewnieŜ na ich edycję aktywację i dezaktywację itp

2 Przeglądnij w oknie domyślne ustawienia dla danych wyjściowych dla kroku Static General nazwanego Beamload

Kliknij w tabeli komoacuterkę Created komoacuterka zostanie podświetlona a poniŜej listy Ŝądań wyświetlą się informacje związane z tą komoacuterką

bull Typ procedury analizy bull Lista zmiennych dla ktoacuterych zostaną zapisane dane wyjściowe bull Status

3 Po prawej stronie okna Field Output Requests Manager kliknij Edit aby zobaczyć więcej szczegoacutełowych informacji

W oknie edytora w polu Output Variables są wypisane wszystkie zmienne dla ktoacuterych zostaną wygenerowane wyniki Jeśli zostaną wprowadzone jakieś zmiany zawsze moŜna powroacutecić do ustawień domyślnych klikając guzik Preselected defaults

4 Kliknij strzałkę przy nazwie zmiennej aby rozwinąć szczegoacutełową listę zmiennych Czarny znak na białym tle przy nazwie zmiennej oznacza Ŝe zmienna ta zostanie uŜyta Czarny znak na szarym tle oznacza Ŝe zostaną uŜyte tylko niektoacutere zmienne z tej kategorii

5 Kliknij Cancel aby wyjść z edytora bez zatwierdzenia dokonanych zmian 6 Kliknij Dismiss aby zamknąć Field Output Requests Manager

Zanotuj Jaka jest roacuteŜnica pomiędzy Dismiss a Cancel Przycisk Dismiss pojawia się w oknach dialogowych w ktoacuterych nie ma moŜliwości modyfikacji Na przykład Field Output Requests Manager pozwala tylko przeglądać pozycje w liście output requests ale Ŝeby je modyfikować musimy uŜyć edytora ktoacutery pojawia się jako kolejne okno dialogowe Klikając klawisz Dismiss po prostu zamykamy Field Output Requests Manager Natomiast uŜywając klawisza Cancel opuszczamy okno dialogowe bez zapisania zmian ktoacutere zostały dokonane

B8 Zastosowanie warunkoacutew brzegowych i przyłoŜenie obciąŜenia

Przy opisie warunkoacutew brzegowych i obciąŜeń naleŜy uwzględnić Ŝe są one przypisane danym krokom analizy stąd naleŜy je aktywować dla kaŜdego kroku W naszym modelu mamy juŜ utworzone kroki analizy więc moŜna zacząć definiować

bull Warunek brzegowy jakim będzie utwierdzenie belki ktoacutere ogranicza ruch jednego końca w kierunkach X- Y- i Z- ten warunek brzegowy stosuje się przy kroku inicjującym (Initial Step)

bull ObciąŜenie roacutewnomiernie rozłoŜone przyłoŜone na goacuterną powierzchnię belki

B81 Utworzenie warunku brzegowego na jednym z końcoacutew belki

Stwoacuterz warunek brzegowy dla jednego z końcoacutew belki ktoacutery opisuje ograniczenie jej poprzez utwierdzenie

Aby zastosować warunek brzegowy na końcu belki

1 W Model Tree kliknij podwoacutejnie pozycję BCs

ABAQUSCAE przełączy się do modułu Load i pojawi się okno dialogowe Create Boundary Condition

2 W oknie Create Boundary Condition a Nazwij warunek brzegowy Fixed b Z listy krokoacutew (Step) wybierz Initial Będzie to krok dla ktoacuterego zostanie

przypisany warunek bregowy c W liście Category wybierz guzik Mechanical d W liście Types for Selected Step wybierz

SymmetryAntisymmetryEncastre i kliknij Continue

ABAQUSCAE wyświetla w pasku poniŜej obszaru roboczego wskazoacutewki jak przejść przez procedurę

3 Utwierdzisz lewy koniec belki jak pokazuje to Rysunek B-9

Rysunek Bndash9 Zaznaczenie regionu dla ktoacuterego zostanie przypisany warunek brzegowy

Gdy kursor znajduje się nad regionami ktoacutere przysłaniają się ABAQUSCAE domyślnie podświetla ten ktoacutery znajduje się bdquobli Ŝejrdquo ekranu Aby zaznaczyć ścianę belki po lewej stronie bez zmieniania widoku naleŜy kierować się następującymi wskazoacutewkami

a Z paska Prompt poniŜej obszaru roboczego naleŜy kliknąć ikonę

b Pojawia się okno Options a w nim naleŜy odznaczyć ikonę tak Ŝeby tło zrobiło się z białego szare

c Ustal połoŜenie kursora nad powierzchnia ktoacutera chcesz zaznaczyć

Kiedy zatrzyma się kursor ABAQUSCAE podświetli wszystkie ściany bryły ktoacutere zachodzą na siebie Obok kursora pojawią się trzykropki (hellip) ktoacutere

informują Ŝe ABAQUS nie jest w stanie jednoznacznie określić ktoacuterą powierzchnię chcemy wybrać

d Kliknij lewym klawiszem myszy i zaakceptuj podświetlone powierzchnie

ABAQUSCAE wyświetli w pasku Prompt przyciski Next Previous i OK

e Klikaj Next lub Previous do momentu gdy zostanie podświetlona na czerwono ściana dla ktoacuterej mają zostać przypisane warunki brzegowe

f Kliknij OK aby zatwierdzić wyboacuter 4 Kliknij Done w pasku Prompt aby zatwierdzić wyboacuter Zmiany w oknie Options wroacutecą

do swoich poprzednich domyślnych ustawień

Pojawia się okno dialogowe Edit Boundary Condition

5 W oknie dialogowym a Zaznacz ENCASTRE (U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0) b Kliknij OK aby utworzyć warunek brzegowy i opuścić okno dialogowe

ABAQUSCAE wyświetli strzałki na rogach i środkach krawędzi ktoacuterym zostały odebrane wszystkie stopnie swobody Pojedyncza strzałka przy punkcie oznacza Ŝe zostało zablokowane przesunięcie a dwie strzałki oznaczają Ŝe został zablokowany obroacutet Opcja ENCASTRE blokuje wszystkie sześć stopni swobody

6 W Model Tree kliknij prawym klawiszem na pozycji BCs i wybierz z menu Manager

ABAQUSCAE wyświetli Boundary Condition Manager MenadŜer pokazuje Ŝe został utworzony warunek brzegowy (Created) w kroku Initial i Ŝe w kolejnym kroku Beamload roacutewnieŜ będzie aktywny (Propagated)

7 Kliknij Dismiss aby zamknąć Boundary Condition Manager

B82 PrzyłoŜenie obciąŜenia do na goacuterną powierzchnię belki

Mamy juŜ zdefiniowane utwierdzenie na jednym z końcoacutew belki wiec teraz zostanie przyłoŜone obciąŜenie roacutewnomiernie rozłoŜone na goacuterną powierzchnię belki ObciąŜenie zostanie zdefiniowane w kroku Beamload ktoacutery wcześniej był juŜ utworzony

Aby przyłoŜyć obciąŜenie do belki

1 W Model Tree kliknij podwoacutejnie pozycję Loads

Pojawia się okno dialogowe Create Load

2 W oknie dialogowym Create Load

a W polu Name wpisz Pressure b Z listy krokoacutew (Step) wybierz Beamload ndash będzie to krok dla ktoacuterego

zostanie zdefiniowane obciąŜenie c W liście Category wybierz Mechanical d W liście Types for Selected Step zaznacz Pressure i kliknij Continue

ABAQUSCAE wyświetla w pasku Prompt poniŜej obszaru roboczego wskazoacutewki jak przejść przez procedurę

3 W obszarze roboczym wybierz kursorem myszy goacuterną powierzchnię belki jako tą do ktoacuterej zostanie przyłoŜone obciąŜenie Wybrana powierzchnia zostanie pokryta czerwoną siatką jak pokazuje to Rysunek B-10

Rysunek Bndash10 Zaznaczony region do ktoacuterego zostanie przyłoŜone obciąŜenie

4 W pasku Prompt kliknij Done w celu zatwierdzenia dokonanego wyboru powierzchni

Pojawia się okno dialogowe Edit Load

5 W oknie dialogowym a Wprowadź w polu Magnitude wartość 05 b Zaakceptuj domyślne ustawienia opcji Amplitude c Kliknij OK aby zatwierdzić i opuścić okno dialogowe

ABAQUSCAE wyświetli fioletowe strzałki skierowane grotem do powierzchni dla ktoacuterej przyłoŜono obciąŜenie

6 Wejdź do Load Manager i sprawdź czy obciąŜenie zostało stworzone (Created) w kroku Beamload

7 Kliknij Dismiss aby wyjść z Load Manager

B9 NałoŜenie siatki na model

W tym rozdziale zostanie utworzona siatka MES (siatka elementoacutew skończonych) Moduł Mesh słuŜy do zarządzania podziałem na elementy skończone W module tym definiuje się rodzaj siatki rodzaj elementoacutew skończonych ilość elementoacutew miejscowe zagęszczenia siatki itp ABAQUSCAE rozpoczyna prace w module Mesh z domyślnymi ustawieniami W przypadku gdyby ABAQUSCAE nie moacutegł wykonać siatki z domyślnymi ustawieniami bez ingerencji uŜytkownika wtedy model zmieni kolor na pomarańczowy PoniewaŜ ABAQUSCAE nie obsługuje meshrsquoowania (dzielenia na elementy skończone) części będących w złoŜeniu naleŜy kaŜdą część meshrsquoować oddzielnie

B91 Zdefiniowanie parametroacutew oczka (mesh controls)

W tym rozdziale uŜyjemy okna dialogowego Mesh Controls do zdefiniowania siatki i jej elementoacutew

Aby przypisać mesh controls

1 W Model Tree rozwiń Parts następnie pod nią pozycję Beam i podwoacutejnie kliknij Mesh w liście poniŜej

ABAQUSCAE przełączy się do modułu Mesh Funkcje modułu Mesh dostępne są z głoacutewnego paska menu lub z grupy ikon ktoacutere wyświetlą się po przejściu do tego modułu

2 Z głoacutewnego paska menu wybierz Mesh Controls

Pojawi się okno dialogowe Mesh Controls ABAQUSCAE zmieni kolor modelu w zaleŜności od techniki siatkowania ABAQUSCAE uŜyje siatki strukturalnej i wyświetli model w kolorze zielonym

3 W oknie dialogowym dla Element Shape pozostaw wartość domyślną Hex 4 Dla Technique pozostaw zaznaczenie Structured 5 Kliknij OK aby zaakceptować wybrane opcje i opuścić okno dialogowe

ABAQUSCAE uŜyje strukturalnego siatkowania aby stworzyć siatkę elementoacutew sześciennych

B92 Zdefiniowanie typu elementu

W tym rozdziale zostanie uŜyte okno dialogowe Element Type do przypisania modelowi indywidualnego typu elementu

Zdefiniowanie typu elementu

1 Z głoacutewnego paska menu wybierz Mesh Element Type

Pojawia się okno dialogowe Element Type

2 W oknie dialogowym zaakceptuj podane poniŜej domyślne ustawienia bull Dla Element Library ustaw Standard bull Dla Geometric Order ustaw Linear bull Dla Family 3D ustaw Stress

3 W dolnej części okna dialogowego przejrzyj ustawienia kształtu elementu Na samym dole okna dialogowego znajduje się kroacutetki opis utworzonego elementu

PoniewaŜ model jest troacutejwymiarowy mamy moŜliwość uŜycia trzech troacutejwymiarowych rodzajoacutew elementoacutew Hex ndash sześciennych Wedge ndash graniastosłupoacutew o podstawie troacutejkąta Tet ndash czterościennych

4 Kliknij zakładkę Hex i zaznacz Incompatible modes z listy Element Controls

W dolnej części okna dialogowego pojawia się opis wybranego typu elementu i jego skroacutecony zapis w postaci kodu C3D8I ABAQUSCAE przypisze ten rodzaj elementu do modelu

5 Kliknij OK aby zatwierdzić i opuścić okno dialogowe

B93 Creating the mesh

Podstawowe siatkowanie (meshing) jest operacją dwuetapową określenie przybliŜonego rozmiaru elementu skończonego dla całej części poprzez określenie przybliŜonej liczby punktoacutew węzłowych wzdłuŜ krawędzi a następnie zbudowanie na nich siatki Dla naszego modelu zostaną uŜyte domyślne ustawienia i siatka zostanie zbudowana z sześciennych elementoacutew

Aby zbudować siatkę

1 Z głoacutewnego paska menu wybierz Seed Part

Pojawia się okno dialogowe Global Seeds Wyświetlana jest domyślna wartość odległości między punktami węzłowymi według ktoacuterej zostanie zbudowana siatka

2 W oknie dialogowym w pozycji Approximate global size wprowadź wartość 10 w celu określenia przybliŜonego rozmiaru elementu (odległości między punktami węzłowymi) i kliknij OK

ABAQUSCAE zastosuje powyŜsze ustawienia do modelu i zobrazuje to jak pokazuje Rysunek B-11 MoŜna roacutewnieŜ zwiększyć udział uŜytkownika w tworzeniu punktoacutew węzłowych poprzez wybieranie kaŜdej oddzielnie

Rysunek Bndash11 Rozkład punktoacutew węzłowych

3 Z głoacutewnego paska menu wybierz Mesh Part aby nałoŜyć zdefiniowaną w poprzednich oknach dialogowych siatkę

4 W pasku zachęty Prompt kliknij Yes aby potwierdzić chęć nałoŜenia siatki

ABAQUSCAE utworzy siatkę na modelu i wyświetli rezultat operacji jak pokazuje to Rysunek B-12

Rysunek Bndash12 Gotowa siatka

B10 Utworzenie zadania (Job) i przesłanie do analizy

W chwili obecnej mamy juŜ skonfigurowaną procedurę analizy modelu Następnym krokiem będzie przygotowanie zadania ktoacutere zostanie przesłane do analizy

Aby utworzyć zadanie i przesłać do analizy

1 W Model Tree kliknij podwoacutejnie pozycje Jobs aby utworzyć zadanie

ABAQUSCAE przełącza się do modułu Job i pojawia się okno dialogowe Create Job z listą modeli dla ktoacuterych moŜna utworzyć zadanie

2 Aby nazwać nowe zadanie w polu Name wpisz Deform 3 Kliknij Continue aby ABAQUSCAE utworzył zadanie

Pojawia się okno dialogowe Edit Job

4 W polu Description podajesz kroacutetki opis zadania Cantilever beam tutorial 5 Przeglądnij zakładki bieŜącego okna dialogowego w celu zapoznania się z

domyślnymi ustawieniami i kliknij OK aby zaakceptować ustawienia i opuścić edytor

6 Odszukaj w Model Tree podgałąź Deform ktoacutera znajduje się pod pozycją Jobs i kliknij na niej prawym klawiszem myszy a następnie z menu ktoacutere się pojawiło wybierz Submit w celu przesłania zadania do analizy

Po przesłaniu zadania do analizy w Model Tree obok pod pozycją Jobs obok nazwy zadania zaczną pojawiać się informacje w jakim stanie znajduje się zadanie MoŜliwe do wyświetlenia jest kilka rodzajoacutew statusoacutew zadania

bull Submitted pokazuje się gdy tworzy się plik wejściowy do analizy bull Running gdy ABAQUS przeprowadza analizę modelu bull Completed gdy analiza modelu jest kompletna i wyniki zapisane są do bazy

wynikoacutew bull Aborted jeŜeli ABAQUSCAE napotka problemy w pliku wyjściowym lub

podczas analizy W przypadku pojawienia się tego statusu ABAQUSCAE wyświetli raport o problemie w pasku komunikatoacutew u dołu ekranu (tzw Massage Area)

7 Kiedy zadanie zostanie pomyślnie poddane analizie program jest w stanie przedstawić jej wyniki Aby je obejrzeć naleŜy przejść do modułu Visualization W tym celu naleŜy w Model Tree kliknąć prawym klawiszem myszy na nazwę zadania Deform (podobnie jak w przypadku polecenia Submit) i wybrać z menu ktoacutere się wyświetliło pozycję Results ABAQUSCAE przełączy się do modułu Visualization

Będąc w module Visualization ABAQUSCAE otwiera bazę wynikoacutew zadania i przedstawia je w roacuteŜnorakich formach graficznych a takŜe w postaci stabelaryzowanej (w zaleŜności od ustawień modułu)

B11 Przeglądanie wynikoacutew analizy

UŜywasz modułu Visualization aby wczytać i obejrzeć bazę wynikoacutew ktoacuterą ABAQUSCAE wygenerował podczas analizy PoniewaŜ nasze zadanie zostało nazwane Deform to roacutewnieŜ baza wynikoacutew otrzymała taką nazwę Deformodb

Kiedy otwierasz bazę wynikoacutew ABAQUSCAE wyświetla szybki podgląd kształtu zdeformowanej obciąŜeniami części Dla naszego przypadku zrobimy przegląd kilku widokoacutew obciąŜonej belki niezdeformowanej zdeformowanej i warstwic rozkładu napręŜeń

Aby obejrzeć wyniki analizy

1 Po wybraniu Results z Model Tree ABAQUSCAE uruchamia moduł Visualization otwiera bazę wynikoacutew Deformodb i wyświetla szybki szkic modelu jak pokazuje to Rysunek B-13

Rysunek Bndash13 Szybki szkic modelu

W tabliczce rysunkowej zawarte są następujące informacje

bull Opis zadania bull Nazwa bazy wynikoacutew z ktoacuterej ABAQUSCAE wczytuje dane bull Wersję ABAQUSStandard lub ABAQUSExplicite ktoacutera została uŜyta do

wygenerowania bazy wynikoacutew bull Data wygenerowania bazy wynikoacutew lub jej ostatniej modyfikacji

W bloku zmiennych wewnętrznych modelu znajduje się tzw blok stanu (state block)

bull Nazwa kroku i jego opis bull Aktualny przyrost w danym kroku (increment) bull BieŜąca wartość czasu kroku bull W lewym dolnym rogu rzutni znajduje się symbol globalnego układu

wspoacutełrzędnych modelu bull Kiedy jest włączony widok zdeformowanej części moduł wyświetla

wspoacutełczynnik deformacji (Deformation Scale Factor) Dla analizy w zakresie małych odkształceń wartości przemieszczeń będą automatycznie skalowane aby zapewnić przejrzystość prezentowanej deformacji

Domyślnie ABAQUSCAE wyświetla szkic ostatniej ramki analizy Przyciski ktoacutere pozwalają wybrać ktoacutera z ramek analizy wynikoacutew ma zostać wykreślona znajdują się w pasku Prompt

2 Z głoacutewnego paska menu wybierz Plot Undeformed Shape aby wyświetlić widok modelu przed deformacją

Kolor modelu zmieni się na zielony co oznacza Ŝe program wykreślił model przed odkształceniem ale juŜ z nałoŜoną siatką Nie naleŜy mylić z szybkim szkicem ktoacutery przedstawia jedynie kontur modelu

3 Z głoacutewnego paska menu wybierz Plot Deformed Shape aby wyświetlić kształt modelu po odkształceniu

4 Kliknij narzędzie auto-dopasowanie (auto-fit) aby zmienić jego skalę i dopasować do obszaru roboczego jak pokazuje to Rysunek B-14

Rysunek Bndash14 Wykreślony kształt odkształconego modelu

5 Z głoacutewnego paska menu wybierz Plot Contours aby wyświetlić kolorowe warstwice przedstawiające rozkład napręŜeń zredukowanych (von Misesa) jak pokazuje to Rysunek B-15

Figure Bndash15 Warstwice napręŜeń zredukowanych (von Misesa)

6 Kliknij przycisk Contour Options po prawej stronie pasku Prompt aby przejść do opcji bieŜącego widoku

Pojawiło się okno dialogowe Contour Plot Options MoŜesz uŜywać tego okna dialogowego na przykład w celu włączenia widoku węzłoacutew zmiany wspoacutełczynnika skali dla odkształconego modelu Opcje do ktoacuterych mamy w nim dostęp odpowiadają graficzną reprezentację wynikoacutew analizy Z kolei jeśli chcemy zmienić głoacutewne opcje kreślenia wynikoacutew analizy jak np włączenie lub wyłączenie legendy naleŜy wybrać z głoacutewnego paska menu Viewport Viewport Annotation Options

7 Kliknij Cancel aby zamknąć okno dialogowe Contour Plot Options 8 JeŜeli chcemy zobaczyć graficzną reprezentację wynikoacutew innych niŜ domyślne (w

tym przypadku napręŜenia zredukowane Misesrsquoa) naleŜy w głoacutewnym pasku menu wybrać Result Field Output aby sprawdzić ktoacuterych zmiennych ABAQUSCAE wygenerował wyniki gotowe do wyświetlenia

9 Kliknij Cancel aby opuścić okno dialogowe Field Output

TUTORIAL - BELKA Z UTWIERDZENIEM

B1 Modułowa budowa ABAQUSCAE

ABAQUS jest zbudowany z modułoacutew (Module) a kaŜdy z nich definiuje kolejne etapy procesu modelowania wprowadzając nowe parametry na przykład moduł odpowiedzialny za określenie geometrii (Part) moduł opisujący właściwości materiału (Property) lub generujący siatkę (Mesh) Przechodząc kolejno między modułami budujesz model z ktoacuterego ABAQUSCAE generuje plik wejściowy a ten z kolei zostaje przesłany do ABAQUSStandard lub ABAQUSExplicit w celu dokonania analizy Na przykład uŜywasz modułu Property do określenia materiału i właściwości sekcji części oraz modułu Step aby wybrać typ analizy (np Heat transfer Mass diffusion Static itd) Postprocesor ABAQUSrsquoa znajduje się w module Visualization ale dostępny jest roacutewnieŜ jako oddzielny produkt ABAQUSViewer Postprocesor słuŜy do graficznej i tekstowej prezentacji wynikoacutew

Wejdź do modułu wybierając go z listy modułoacutew (Module) z paska narzędzi jak zostało to pokazane na Rysunku B-2

Rysunek B-2 Wybieranie modułu


Part


Property


Assembly


Step


Load


Mesh


Job


Visualization























































































Uwaga





ZłoŜenie modelu































database












































































































































Part


Property


Assembly


Step


Load


Mesh


Job


Visualization























































































Uwaga





ZłoŜenie modelu































database






























































































































































































































Uwaga





ZłoŜenie modelu































database




































































































































































database











































































































































ABAQUS%20Tutorial%20-%20belka%20z%20utwierdzeniem

Documents

Transcript of ABAQUS%20Tutorial%20-%20belka%20z%20utwierdzeniem