ABAQUS中施加旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱約束

2016-10-26 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

1.模型介紹

如下圖所示,半徑為100mm的圓盤在中心均勻的挖6個(gè)孔,孔的內(nèi)徑為20mm,外徑為80mm,孔的夾角為30度。每個(gè)孔在如下圖所示的位置受到徑向集中載荷200N,圓盤中心固定。

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圖1 整體模型圖2模型的1/6

2. 旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱模型的選取

很顯然該模型不是簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)體,不能用簡(jiǎn)單的軸對(duì)稱模型,但幾何形狀、邊界條件和載荷都符合旋轉(zhuǎn)周期結(jié)構(gòu)的要求,即模型的位移關(guān)于中心軸呈周期性的對(duì)稱,因此可以只截取其基本結(jié)構(gòu)(模型的1/6)來(lái)進(jìn)行建模計(jì)算,如圖2所示。

旋轉(zhuǎn)對(duì)稱約束使兩側(cè)截面在相應(yīng)位置的位移保持相同。這兩個(gè)界面可以有不同的網(wǎng)格分布,但其幾何形狀必須是相同的。即使兩側(cè)截面的幾何形狀尺寸相同,如果載荷或邊界條件等因素造成兩側(cè)截面的位移不相同,也不能定義旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱約束。

3. 施加旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱的方法

施加旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱可以在ABAQUS/CAE中完成,也可以編輯inp文件達(dá)到相同的目的。

在ABAQUS/CAE的Interaction模塊建立旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱約束。首先點(diǎn)擊createinteraction 選擇在初始分析步創(chuàng)建循環(huán)對(duì)稱約束,如圖3所示,然后選擇主面、從面以及旋轉(zhuǎn)軸的起點(diǎn)和終點(diǎn)之后,彈出圖4所示的對(duì)話框,在total numberof sectors一欄輸入6,即完成了在界面的施加旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱的約束。

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圖3 創(chuàng)建循環(huán)對(duì)稱約束圖4 編輯循環(huán)對(duì)稱約束

另外如果在界面沒(méi)有進(jìn)行旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱的約束還可以直接編輯inp文件,用文本編輯器打開inp文件,找到

*End Assembly語(yǔ)句

替換為:

*Tie, cyclic symmetry,name=Tie_cyc

Surf_slave, Surf_master

*End Assembly

* cyclic symmetry model, N=6

0,0,0,0,0,1

其中,Surf_slave與Surf_master分別為旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱的從面和主面,要在ABAQUS界面定義好,N=6表示在360°模型中共有6個(gè)相同的基本結(jié)構(gòu),(0,0,0)(0,0,1)是旋轉(zhuǎn)軸的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)。

4. 結(jié)果比較

比較完整的模型與旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱模型的Mises應(yīng)力云圖,如下圖所示。圖5顯示的是完整模型的Mises應(yīng)力云圖,最大Mises應(yīng)力是10.09MPa,圖6顯示的是1/6模型的Mises應(yīng)力云圖,最大Mises應(yīng)力是10.79MPa,并且云圖分布以及最大應(yīng)力位置也相同。

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圖5 完整模型的Mises應(yīng)力云圖

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圖6 1/6模型的Mises應(yīng)力云圖

通過(guò)結(jié)果可知ABAQUS中旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱約束能很好的模擬旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱模型,結(jié)果是可靠的,對(duì)于大型旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱模型,利用基本結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)周期對(duì)稱約束能夠在不犧牲準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上減小計(jì)算代價(jià)。

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