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(tài)下的假設(shè)。例如我們在進(jìn)行強(qiáng)度分析時，都是假設(shè)其本身是不存在應(yīng)力的，然后基于這種無初始應(yīng)力下的計(jì)算，使得我們不得不放大安全系數(shù)來排除初始應(yīng)力的干擾。

隨著仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，我們發(fā)現(xiàn)主要要解決兩類問題，第一類問題是要實(shí)現(xiàn)仿真工具對仿真類型的全覆蓋，第二類是實(shí)現(xiàn)不同仿真類型中數(shù)據(jù)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(jī)加工等學(xué)科的仿真能力，然后再具備將前面的結(jié)果作為后面結(jié)果輸入的能力。

受限于仿真尺度和仿真學(xué)科的影響，不可能有這么一種軟件可以覆蓋所有的分析類型，一般來說，大型通用有限元軟件可以解決大部分結(jié)構(gòu)仿真問題，本篇中的Abaqus軟件就是一款應(yīng)用較廣的大型通用有限元軟件。我們結(jié)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(xué)問題，后者是一個熱力耦合問題。細(xì)觀前者，好像也沒那么簡單，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(jù)第一次折彎的結(jié)果來進(jìn)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(shí)際加工中是很常見，但是對于有限元分析來說，我們更喜歡的時候單工況的模擬，或者是單工況的連續(xù)模擬，對于這種多工況的問題，解決起來沒那么容易了。

二、Abaqus多工況分析先天優(yōu)勢

Abaqus在解決這類問題，有著先天的優(yōu)勢。Abaqus有兩個求解器，abaqus/standard和abaqus/explicit，abaqus/standard作為基于隱式算法的通用求解器，包含多種分類類型，如靜力學(xué)、動力學(xué)、耦合分析等，可以解決大部分問題。abaqus/explicit作為顯式動力學(xué)求解器，可以解決沖擊問題和準(zhǔn)靜力學(xué)問題。兩個求解器雖然無法直接耦合，但是可以借助odb結(jié)果文件進(jìn)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類型。對于金屬成型的過程，一般以顯式動力學(xué)的準(zhǔn)靜態(tài)分析為佳。對于回彈分析，以靜力通用分析為佳。對于焊接焊接分析，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數(shù)據(jù)傳遞方式?？梢猿浞掷弥貑拥姆椒▉恚唧w的思路和方法如下：

1）定義重啟動

*RESTART , WRITE, FREQUENCY=n, OVERLAY

2）定義結(jié)果的導(dǎo)入

將模型從Abaqus/Explicit導(dǎo)入到Abaqus/Standard：

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

將模型從Abaqus/Standard導(dǎo)入到Abaqus/Explicit

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

3）材料狀態(tài)和參考構(gòu)型

?默認(rèn)情況下，在導(dǎo)入分析中，材料狀態(tài)被導(dǎo)入 （*IMPORT選項(xiàng)中STATE=YES）。

?如果需要不重新設(shè)置參考構(gòu)型而繼續(xù)分析，在*IMPORT選項(xiàng)中設(shè)置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于幾何體的應(yīng)變 (在回彈分析步開始時設(shè)置為零)。在*IMPORT選項(xiàng)中設(shè)置UPDATE=YES：

*IMPORT, UPDATE=YES

因?yàn)閰⒖紭?gòu)型不一致，所以如果需要進(jìn)行附加成型過程的分析，不應(yīng)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也支持和多種的分析類型。

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