abaqus从入门到精通（60）实例——taylor杆撞击仿真分析-和记娱乐怡情博娱188

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2024-09-20 | 122 次浏览 | 分享到:

本实例分别采用本章给出的jc模型vumat子程序以及abaqus自带jc本构模型来进行taylor杆冲击模拟。

11.5.1 创建部件

（1）单击工具区中的create part（创建部件）图标，弹出create part对话框，在name文本框中输入“taylor_bar”，如图11-2所示，然后单击continue按钮。

（2）进入part后，创建如图11-3所示的草图，草图中圆半径为0.02m；完成基圆后，将其沿z轴方向拉伸0.1m，如图11-4所示；拉伸后建立的taylor杆三维实体模型如图11-5所示。

11.5.2 划分网格

（1）进入mesh模块，单击工具区中的seed part图标，弹出global seeds对话框，将approximate global size的值设置为0.005，如图11-6所示，单击ok按钮。

（2）单击工具区中的assign mesh controls图标，弹出mesh controls对话框，设置element shape为hex，technique为sweep，如图11-7所示，单击ok按钮。

（3）单击工具区中的assign element type图标，弹出element type对话框，设置element library为explicit，geometric order为linear，其他选项保持默认值，此时的单元类型为c3d8r，如图11-8所示，单击ok按钮。

（4）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11-9所示。

11.5.3 定义材料属性

本实例所选材料为某型黄铜，采用jc屈服模型，该模型中屈服应力是塑性应变、应变率以及温度的函数为。

其中，εp为等效塑性应变；为等效应变率；为参考应变率；t为温度；tr为室温；tm为融化温度；a、b、c、m和n是常量。

进入property模块，单击工具区中的create material图标，弹出edit material对话框，在name文本框中输入“jc_bar”，选择general→density选项。此时，设置massdensity为8960，如图11-10所示。

1．设置状态变量个数

如图11-11所示，选择general→depvar选项，由于本实例中使用了4个状态变量，分别为equivalent plastic strain（等效塑性应变）、equivalent plastic strain rate（等效塑性应变率）、yield stress和temperature，因此在number of solution-dependent statevariables微调框中输入大于4的数值即可。

2．设置user material参数

如图11-12所示，选择general→user material（用户材料）选项，输入124.e9、0.34、90.e6、292.e6、0.31、0.025、1083、25、1.09、0.9、383等11个参数，以上11个数值分别代表弹性模量e、泊松比ν、jc模型参数a、jc模型参数b、jc模型参数n、jc模型参数c、材料融化温度tmelt、室温tr、jc模型参数m、非弹性耗散能转热系数以及比热。在用户子程序中分别为props(1)、props(2)…props(11)。这里需要注意的是，连续输入十几个数据既不方便，又容易出错，可如图11-12所示先随意输入一个数据，保留数据接口，随后在inp文件中进行相应修改，将编写好的11个参数粘贴进去即可，这样既快捷，又不易出错。

完成设置材料属性后，单击ok按钮，将该属性赋予taylor_bar部件。

11.5.4 定义和指派截面属性

（1）单击工具区中的create section图标，弹出create section对话框，默认名称为

section-1，其他选项保持不变，如图11-13所示，单击continue按钮。弹出editsection对话框，保持各项默认值，如图11-14所示，单击ok按钮。

（2）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 section assignment对话框，在section下拉列表框中选择section-1选项，如图11-15所示，单击ok按钮。

11.5.5 定义装配

在module下拉列表框中选择assembly选项，单击工具区中的create instance图标，弹出create instance对话框，保持各项默认值，如图11-16所示，单击ok按钮。图11-16

11.5.6 设置分析步

1．创建分析步

由于vumat需要用到explicit求解，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step步骤中设置dynamic explicit选项，如图11-17所示，单击continue按钮。弹出edit step对话框，在time period文本框中输入“0.001”，其他选项采用默认设置，如图11-18所示，单击ok按钮，完成分析步的设定。

2．设置场输出变量

仅输出应力s、应变e、速度v、位移u和状态相关变量sdv（solution dependentstate variables）。在调用子程序进行计算时，sdv是必选的场输出变量选项，只有选择该选项，才能看到子程序相应的状态变量的计算结果。

选择菜单栏中的output（输出）→field output request（场地输出请求）→edit（编辑）→f-output-1命令，弹出edit field output request对话框，分别选中s、e、u、v、sdv复选框，在interval中输入“50”，如图11-19所示，单击ok按钮。

1．设置自由度

约束taylor杆轴向的平动自由度，其他自由度不限制。在module下拉列表框中选择load选项，进入载荷编辑界面。单击工具区中的createboundary condition图标，弹出create boundary condition对话框，采用默认名称，设置step为initial，在types for selected step中选择displacement/rotation，如图11-20所示，单击continue按钮。选择如图11-21所示的约束面，在弹出的edit boundarycondition对话框中选中u3复选框，如图11-22所示，单击ok按钮。

2．设置taylor杆的初始速度

首先建立一个节点集set-2，所选节点为除z=0平面外的所有节点。

选择菜单栏中的tools→set→manager（管理器）命令，弹出set manager对话框，单击create按钮，弹出create set对话框，采用默认名称，选中node单选按钮，如图11-23所示，单击continue按钮，选择如图11-24所示的节点，在视图区单击鼠标中键确认。

3．设置场变量

单击工具区中的predefined field（预设场变量）按钮，弹出create predefined field对话框，采用默认名称，设置step为initial，在category中选择mechanical，其他选项采用默认设置，如图11-25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set-2，如图11-26所示，单击continue按钮。弹出editpredefined field对话框，在v3文本框中输入“-100”，如图11-27所示，单击ok按钮，结果如图11-28所示。

11.5.8 提交分析作业

1．创建作业

在module下拉列表框中选择job选项，单击工具区中的job manager图标，弹出job

manager对话框，单击create按钮，弹出create job对话框，设置name为taylor_bar_vumat，如图11-29所示，单击continue按钮。弹出edit job对话框，保持各默认值不变，单击ok按钮。在job manager对话框中单击write input按钮，如图

11-30所示。向工作目录中写入名为taylor_bar_vumat.inp的inp文件。

用文本编辑工具打开taylor_bar_vumat.inp文件，将文件中如下用户自定义材料参数段改为。

2．利用inp文件提交任务

（1）单击create按钮，弹出create job对话框，在source下拉列表框中选择input file选项，如图11-31所示，单击input file后面的select（选择）图标，弹出select inputfile对话框，选中已经修改过的taylor_bar_vumat.inp文件，如图11-32所示，单击ok按钮，然后单击continue按钮。

（3）弹出edit job对话框，选择general选项卡，单击user subroutine file后的select图标，弹出select user subroutine file对话框，找出需要调用的子程序，如本实例的子程序为taylor_bar.for，如图11-33所示。需要注意的是，需要调用的子程序必须位于abaqus的工作目录中，否则会出现编译错误。完成以上设置后就可以提交进行计算。如果计算过程中提示子程序编译错误，则可以打开工作目录，利用log文件查找错误。

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。单击monitor按钮，可查看分析过程中的警告信息，分析完成后，单击results按钮，进入visualization模块。

如图11-34所示，分别为abaqus自带jc模型及vumat子程序编写的jc模型的计算结果。从两者的变形云纹图可以看出，模拟的结果非常类似。

（4）单击工具区中的create xy data图标，弹出create xy data对话框，选中odbfield output单选按钮，如图11-35所示，单击continue按钮。弹出xy data from odbfield output对话框，设置method为element labels，在右侧数据表的element labels栏中输入“59”，选中highlight items in viewport复选框，如图11-36所示，高亮显示所建立模型的第59个单元。用户子程序结果如图11-37所示。

提取两次计算该单元的等效塑性应变，如图11-38所示，两条曲线几乎重合，用户子程序模拟结果与abaqus自身材料库中的jc本构模型的计算结果一致，验证了所编写的vumat用户子程序的准确性。

提示：如果计算过程中出现提示子程序编译终止，有可能是缺少编译环境的原因，和记娱乐app官网登录的解决方案如下。

（1）必须首先安装microsoft visual studio 2019，注意在安装时选择自定义部件，需要选中c 选项。

（2）安装intel parallel studio xe 2019。

（3）与abaqus关联。

①在abaqus的安装目录中找到launcher.bat文件，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“编辑”命令，打开文件，添加下列语句，如图11-39所示，保存文件。

call"上级目录路径地址microsoft visual studio2019communityvcauxiliary

build vcvarsall.bat" x64

call"上级目录路径地址intelswtoolscompilers_and_libraries_2019.0.117

windowsbinifortvars.bat" intel64 vs2015

图11-39 launcher.bat文件

②验证。在abaqus的安装目录中找到abaqus command文件并用文本编辑器打