abaqus从入门到精通（39）实例——弹壳的结构模态分析-和记娱乐怡情博娱188

6.4.1 创建部件

（1）启动abaqus/cae，单击new model database选项，进入part模块，在工具区中单击create part图标，弹出create part对话框，在name文本框中输入“part-danke”，设置modeling space为3d，再依次选择deformable、shell和revolution，如图6-24所示，然后单击continue按钮。

（2）单击工具区中的图标，绘制顶点坐标分别为（7.5,95）、（7.5,80）、（15,65）、（15,5）、（10,5）、（10,3）、（15,3）、（15,0）及（0,0）的多段线，如图6-25所示。在视图区双击鼠标中键，弹出edit revolution对话框，在angle文本框中输入“360”，如图6-26所示，单击ok按钮。

6.4.2 定义材料属性

（1）在工作区上方的module下拉列表框中选择property选项，进入材料属性编辑界面。单击工具区中的create material图标，弹出editmaterial对话框，默认名称为material-1。

（2）设置弹性常数。在material behaviors选项组中依次选择mechanical→elasticity→elastic选项。此时，在下方出现的数据表中依次设置young’s modulus为210000，poisson’s ratio为0.3，如图6-27（a）所示。

（3）设置材料密度。选择general→density选项。此时，在下方出现的mass density中输入“7.8e-9”，如图6-27（b）所示，单击ok按钮。

6.4.3 定义和指派截面属性

1．定义截面属性

单击create section图标，弹出create section对话框，设置category为shell，其他各项不变，单击continue按钮。弹出edit section对话框，设置shell thickness（壳体厚度）中的value为1，保持其他各项不变，如图6-28所示，单击ok按钮。

2．指派截面属性

单击工具区中的assign section图标，在视图区选择整个模型，单击提示区的done按钮（或在视图区单击鼠标中键），弹出edit sectionassignment对话框，保持各项默认值，如图6-29所示，单击ok按钮。

6.4.4 定义装配

在module下拉列表框中选择assembly选项，单击工具区中的createinstance图标，弹出create instance对话框，保持各项默认值，如图6-30所示，单击ok按钮。

6.4.5 设置分析步

在module下拉列表框中选择step选项，进入分析步编辑界面。单击工具区中的create step图标，弹出create step对话框，在name文本框中输入“step-freq”，设置procedure type为linear perturbation，并在下方列表中选择frequency选项，如图6-31（a）所示，单击continue按钮。弹出edit step对话框，在value文本框中输入“20”，如图6-31（b）所示，单击ok按钮，完成分析步的设定。

6.4.6 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。

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2，如图6-32所示，单击ok按钮。

2．定义网格属性

单击工具区中的assign mesh controls图标，在视图区将部件全选，单击提示区的done按钮确认，弹出mesh controls对话框，设置elementshape为quad，如图6-33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，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s4r，如图6-34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，完成网格的划分，如图6-35所示。

6.4.7 边界条件和载荷

1．定义集合和载荷面

在module下拉列表框中选择load选项，进入载荷编辑界面。选择菜单栏中的tools→set→manager命令，弹出set manager对话框，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6-36所示的端面，在视图区单击鼠标中键确认，set-fix集合建立完毕。

2．定义边界条件

在上文中已对施加固支边界条件及对称边界条件的区域创建了集合，在此可直接定义部件的边界条件。单击工具区中的create boundarycondition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，types for selected step为symmetry/antisymmetry/encastre，如图6-37所示，单击continue按钮。在提示区单击sets按钮，弹出region selection对话框，选择setfix，如图6-38所示，单击continue按钮。在弹出的edit boundarycondition对话框中选中encastre(u1=u2=u3=ur1=ur2=ur3=0)单选按钮，如图6-39所示，单击ok按钮。

6.4.8 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-danke，如图6-40所示，单击continue按钮，弹出edit job对话框，保持各项默认值不变，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6-41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。

（3）单击monitor按钮，打开job-danke monitor对话框，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。

6.4.9 后处理

如上所述，在job模块中完成分析计算后直接进入visualization模块进行后处理。

1．显示变形图

单击工具区中的plot contours on deformed shape图标，显示部件的位移云纹图，如图6-42所示。

2．显示部件各阶模态的振型图

选择菜单栏中的results→field output命令，弹出field output对话框，单击step/frame图标，弹出step/frame对话框，如图6-43所示，选中frame列表中的各行数据，单击apply按钮。此时视图区显示出部件相应模态的振型，这里给出6组振型，如图6-44所示。

3．显示节点随模态变化的位移曲线

单击工具区中的create xy data图标，弹出create xy data对话框，选择odb field output，单击continue按钮。弹出xy data from odb fieldoutput对话框，选择variables选项卡，在position下拉列表框中选择unique nodal（唯一节点）选项，如图6-45所示，展开u:spatialdisplacement列表，选中magnitude复选框；选择elements/nodes选项卡，单击edit selection按钮，在部件上选一点，单击鼠标中键确认，再单击add selection按钮，列表中弹出select nodes in viewport（从视图中选择节点），此时可以重复添加待查看的点。添加完毕后，可在对话框的列表中选择待查看的点，单击plot按钮，将显示待查看点的位移随模态的变化曲线，如图6-46所示。

6.5 本章小结

动力学分析在现实的生产和生活中很常见，能够进行模态分析是abaqus的一个重要优势。本章介绍了使用abaqus进行模态分析的步骤和方法，使读者了解abaqus进行模态分析的巨大优势。本章分析的模型包括圆棒的振动模态分析和弹壳的结构模态分析。

（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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