在 Abaqus 中用 Python 分析四点弯曲试验

四点弯曲试验是测量材料弯曲性能的一种试验方法。将条状试样平放于弯曲试验夹具中,形成简支梁形式,支撑试样的两个下支撑点间的距离视试样长度可调,试样上方有两个对称的加载点。

如何在 Abaqus 中执行 Python 文件?

如下文章中的代码合成一份 py 文件,并将其命名为 Modele2D_CP.py ,放入C:/temp/TP_provir/ 文件夹下。在 Abaqus 最下方的命令行中输入下列的命令即可:

如下文章中的代码为一个在 Abaqus 中的 Python 文件的基本组成结构。当使用 GUI 操作 Abaqus 之后,会在Abaqus的安装过程中生成的C:/temp文件夹(File –> Set Work Directory )中的.rec文件自动生成相关的 Python 代码,下方的 Python 代码均能在其中找到(ctrl+F)。

在 Abaqus 中使用 Python 执行相关的模拟能够更快捷地修改重复的参数修改操作,甚至是循环执行某些步骤。

导入库文件

参数设置

比如材料和试件的外观参数:

绘制试件的外观

下列为 GUI 的操作步骤(下同):

  • Create Part

  • 2D Planer –> Deformable –> Shell
  • Create lines 划线或者使用其他工具画草图 –> add constraint 添加约束 –> add dimension 画尺寸

下列的代码将会画出一个二维的平面模型:

创建材料

  • 在 Module 选择 Property 模块
  • Create Material 创建材料
  • General > Density : masse volumique 设置密度
  • Mechanical > Elasticity > Elastic 设置杨氏模量、泊松比

Create section

  • 在 Module 选择 Property 模块
  • Create Section 创建截面
  • Solid –> Homogeneous –> 设置材料和厚度(比如厚度为 B1 = 40mm)

Assign section

  • Assign Section

Create assembly

  • Module Assembly –> Create assembly

Create step

  • Module Step –> Create step
  • General –> Static, general
  • Linear perturbation –> Frequency –> Lanczos –> Number of eigenvalues requested: Value 10

Create loads

创建负载:

  • 打开 Module Load
  • create load 创建负载
  • 由于测试模型为对称结构,所以模型只要做一半就可以了,在这里需要加上Y轴方向上的边界条件。 Create boundary condition 创建边界条件 –> initial –> Symmetry / Antisymmetry / Encastre
  • create boundary condition 创建边界条件 –> initial –> Displacement / Rotation (下方支撑)–> 选择上一节中 initial 的那个 step –> 在 U2 方向(y轴)增加支撑。
  • create boundary condition 创建边界条件 –> initial –> Displacement / Rotation –> 选择上一节中 static 的那个 step –> 在 U2 方向(y轴)有向下的挤压。

Create mesh

创建网格:

  • 打开 Module mesh
  • Seed Part –> 输入网格大小 –> 应用
  • Assign Element Type –> Standard –> Plane Stress
  • Mesh Part

Create job

创建工作:

  • 打开 Module job
  • Create job –> 在左边栏下方的 job上右击 –> Submit 提交

Visualisation

查看结果:

  • 打开 Module Visualisation
  • Plot deformed shape
  • Plot Contours on deformed shape

其中:

  • U – displacement 位移。U1、U2、U3 和 UR1、UR2、UR3 分别代表 xyz 移动和转动的自由度。(123 相当于 xyz)
  • S – stress 应力。S33 代表的是壳单元法线方向应力,S11 S22 代表壳单元面内的应力。
  • RF – 支反力

Abaqus 里的单位

Abaqus 中没有固定的单位制,所以需要为各个量选用相应匹配的单位,最后计算出的结果的单位与所采用的单位制相对应。Abaqus 中常用的单位制如下表:

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