ABAQUS免費培訓 Abaqus成型 焊接 疲勞多工況課程

一、詳解ABAQUS多工況分析

在工程中，多工況的情況是普遍存在的情況，而單工況孤立存在是十分理想狀態下的假設。例如我們在進行強度分析時，都是假設其本身是不存在應力的，然後基於這種無初始應力下的計算，使得我們不得不放大安全係數來排除初始應力的干擾。

隨著模擬技術的不斷髮展，我們發現主要要解決 兩類問題，第一類問題是要實現模擬工具對模擬型別的全覆蓋，第二類是實現不同模擬型別中資料的傳遞。以上面的例子為例，我們需要分別具備金屬拉拔成型、焊接加工、機加工等學科的模擬能力，然後再具備將前面的結果作為後面結果輸入的能力。

受限於模擬尺度和模擬學科的影響，不可能有這麼一種軟體可以覆蓋所有的分析型別，一般來說，大型通用有限元軟體可以解決大部分結構模擬問題，本篇中的Abaqus軟體就是一款應用較廣的大型通用有限元軟體。我們結合Abaqus，再來探討一個多工況問題——平板成管問題。

第一步：一次折彎

第二步：一次回彈

第三步：二次折彎

第四步：焊接

在這個分析中，有兩大類工況，一個是 金屬折彎成型，一個是 焊接。前者是一個動力學問題，後者是一個熱力耦合問題。細觀前者，好像也沒那麼簡單，第二次折彎的模具和第一次不一樣，而且第二次折彎是依據第一次折彎的結果來進行的。所以在金屬成型的過程中又衍生出來三個過程：第一次折彎，回彈，第二次折彎。這種過程在實際加工中是很常見，但是對於有限元分析來說，我們更喜歡的時候單工況的模擬，或者是單工況的連續模擬，對於這種多工況的問題，解決起來沒那麼容易了。

二、Ab aqus多工況分析先天優勢

Abaqus在解決這類問題，有著先天的優勢。Abaqus有兩個求解器，abaqus/standard和abaqus/explicit，abaqus/standard作為基於隱式演算法的通用求解器，包含多種分類型別，如靜力學、動力學、耦合分析等，可以解決大部分問題。abaqus/explicit作為顯式動力學求解器，可以解決衝擊問題和準靜力學問題。兩個求解器雖然無法直接耦合，但是可以藉助odb結果檔案進行耦合，完善了求解流程。

以上面的為例，我們的想法是這樣的：

• 第一步：確定每一個步驟的分析型別。對於金屬成型的過程，一般以顯式動力學的準靜態分析為佳。對於回彈分析，以靜力通用分析為佳。對於焊接焊接分析，選擇熱力耦合分析步。

• 第二步：確定每個分析步的模具和工況。

• 第三步：確定不同分析步之間的資料傳遞方式。可以充分利用重啟動的方法來，具體的思路和方法如下：

1）定義重啟動

*RESTART , WRITE, FREQUENCY=n, OVERLAY

2）定義結果的匯入

將模型從Abaqus/Explicit匯入到Abaqus/Standard：

*IMPORT, STEP=step number, INTERVAL=interval number

將模型從Abaqus/Standard匯入到Abaqus/Explicit

*IMPORT, STEP=step number, INC=increment number

3）材料狀態和參考構型

預設情況下，在匯入分析中，材料狀態被匯入 （*IMPORT選項中STATE=YES）。

如果需要不重新設定參考構型而繼續分析，在*IMPORT選項中設定UPDATE=NO：

*IMPORT, UPDATE=NO

在某些情況下，需要獲得回彈位移和回彈分析開始時相對於幾何體的應變 (在回彈分析步開始時設定為零)。在*IMPORT選項中設定UPDATE=YES：

*IMPORT, UPDATE=YES

因為參考構型不一致，所以如果需要進行附加成型過程的分析，不應該使用 UPDATE=YES。

可見，Abaqus在解決該類多工況分析時提供了豐富的方法。同時Abaqus也支援和多種的分析型別。