本节书摘来自异步社区《ABAQUS 6.14超级学习手册》一书中的第2章,第2.2节,作者: 齐威 更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。
2.2 特性模块(Property)
在Module(模块)列表中选择Property(特性),即进入Property(特性)功能模块,在此模块中可以进行材料和截面特性的设置,以及弹簧、阻尼器和实体表面壳的定义等。
进入功能模块后发现主菜单有所变化,如图2-18所示,同时工具区转变成与设置材料和截面特性相对应的工具,如图2-19所示。
2.2.1 定义材料属性
执行Material→Create命令,或单击工具区中的Create Material(创建材料)工具图片 1,如图2-20所示,弹出Edit Material(编辑材料)对话框。该对话框包括四个部分。
- Name(名称):用于为材料参数命名。
- Description:材料信息描述。
- Material Behaviors(材料性质):用于选择材料类型。
- Data field(数据区):出现在Material Behaviors的下方,在该区域内设置相应的材料属性值。
- Material Behaviors(材料性质)选择的材料会依次列到下拉菜单的上部。其中包含五个菜单,下面分别对四个菜单项进行介绍。其中Electrical/Magnetic选项为电磁方面功能,这里不做介绍。
(1)General:通用特性,如表2-5所示。
(2)Mechanical:力学特性,如表2-6所示。
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(3)Thermal:热学特性,如表2-7所示。
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(4)Other:其他特性,如表2-8所示。
注意:
关于各种类型的材料属性的详细介绍请参阅系统帮助文件《ABAQUS/CAE User's Manual》和《ABAQUS Analysis User’s Manual》。
2.2.2 创建和分配截面特性
ABAQUS/CAE不能直接把材料属性赋予模型,而是先创建包含材料属性的截面特性,再将截面特性分配给模型的各区域。
1.创建截面特性
单击工具区中的Create Section(创建截面)工具图片 1,弹出Create Section对话框,如图2-21所示。该对话框包括两部分。
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Name(名称):定义截面的名称。
Category(种类)和Type(类型):配合起来指定截面的类型。
单击Continue…按钮,弹出Edit Section对话框,如图2-22所示。
(1)Solid(实体):用于定义实体的截面特性,包括Homogeneous(均匀体)和Generalized plane strain(一般平面应变)、Composite(复合的)等。Homogeneous用于定义二维、三维和轴对称实体的截面特性,Generalized plane strain用于定义二维平面实体的截面特性。
(2)Shell(壳):用于定义壳体的截面特性,对应五个子选项:Homogeneous(均匀的)、Composite(复合的)、Membrane(膜)、Surface(表面)、General Shell Stiffness(广义壳刚度),其中,Surface类似于膜,但厚度为零。
(3)Beam(梁):用于定义梁的截面特性,包括Beam(梁)和Truss(桁架)。在创
建梁的截面特性前,需要先定义梁的横截面的形状和尺寸。
(4)Fluid(流体):用于定义流体截面性质。
(5)Other(其他):ABAQUS/CAE还提供垫圈(Gasket)、黏合层(Cohesive)、声媒介(Acoustic infinite)、声-固耦合(Acoustic interface)的截面特性。
2.分配截面特性
创建了截面特性后,就要将它分配给模型。首先,在环境栏的Part列表中选择要赋予截面特性的部件,如图2-23所示。
然后单击工具区中的Assign Section(分配截面)工具图片 1,或执行Assign→Section命令,按提示在视图区选择要赋予此截面特性的部分,单击提示区的Done按钮,弹出Edit Section Assignment(编辑截面分配)对话框,如图2-24所示。该对话框包括以下几项。
- Region(区域):选择要分派截面的区域范围。
- Section(截面):用于选择已建立的截面特性,仅列出了与选择区域对应的截面特性。选定后,列表下部会显示出该截面的类型和材料。
- Thickness(厚度):可以选择按堆面指派厚度或是按几何体指定厚度。
这里需要给出Cell的概念,Cell是ABAQUS/CAE中能单独赋予材料和截面属性的最小单元。在建立模型时,可以根据需要选择在基础模型上增加的部分是否是一个Cell。
如果在准备分配截面特性时,发现需要单独分配截面特性的部分没有分离出来,可以选用工具区中适当的Partition(分割)工具进行部件的分割,如图2-25所示。
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提示:
Partition(分割)工具的功能详见系统帮助文件《ABAQUS/CAE User's Manual》。单击工具区的Section Assignment Manager(截面分配管理器)工具图片 167,该管理器中显示已分配的截面列表。
2.2.3 设置梁的截面特性和方向
ABAQUS还可以在Property模块中定义梁的截面特性、截面方向和切向方向。
1.设置梁的截面特性
梁的截面特性的设置方法与其他截面类型有所差异,主要体现在以下几个方面。
在创建梁的截面特性前,需要首先定义梁的横截面的形状和尺寸。
当选择在分析前提供截面特性时,材料属性在“Edit Beam Section”(编辑梁截面)对话框中定义,不需要通过Create Material工具创建材料。
2.梁的截面方向和切向方向的设置
在分析前,还需要定义梁的截面方向,方法如下。
执行Assign→Beam Section Orientation命令,或单击工具区的Assigning Beam Orientation工具图片 170,在视图区选择要定义截面方向的梁,单击鼠标中键,在提示区中输入梁截面的局部坐标的1方向,如图2-26所示,按Enter键,再单击提示区的OK按钮,完成梁截面方向的设置。
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当部件由Wire(线)组成时,ABAQUS会默认其切向方向,但可以改变此默认的切向方向。
方法:在主菜单上选择Assign→Tangent,或单击工具图片 172,在展开的工具条中选择Assigning Beam/Truss Tangent工具图片 173,在视图区选择要改变切向方向的梁,单击提示区的Done按钮,梁的切向方向即变为反方向。此时,梁截面的局部坐标的2方向也变为反方向。
注意:
梁截面的局部坐标的1方向、2方向和梁的切向方向满足右手法则。
2.2.4 Special菜单的功能
Property模块除了能设置材料和截面属性外,还可以通过Special菜单进行一些特殊的操作,下面对这些功能进行简单地介绍。
1.Inertia(惯量)
根据需要可以定义各种惯量,执行Special→Inertia→Create命令,弹出“Create Inertia”对话框,如图2-27所示,在Name栏中输入名称,在Type栏中可以选择Point mass/ inertia(点质量和转动惯量)、Heat capacitance(热容)、Nonstructural mass(非结构质量),单击Continue…按钮,在视图区选择对象进行相应惯量的设置。
提示:
惯量的设置详见系统帮助文件《ABAQUS/CAE User’s Manual》。
2.Skin(皮肤)
在Property功能模块中,可以在实体模型的面或轴对称模型的边附上一层Skin(皮肤),适用于几何部件和网格部件。
提示:
在创建Skin之前,需要定义材料和截面属性。Skin的材料可以不同于其他部件的材料。Skin的截面类型可以是均匀壳截面(Homogeneous)、膜(Membrane)、复合壳截面(Composite)、表面(Surface)和垫圈(Gasket)。
单击Special→Skin→Create命令创建Skin,详见系统帮助文件《ABAQUS/CAE User’s Manual》。
一般情况下,不方便直接从模型中选取Skin,这时可以使用Set(集合)工具,方法为执行Tools→Set→Create命令,在弹出的Create Set对话框中输入name,单击Continue…按钮,在视图区中选择Skin作为构成集合的元素,单击提示区的Done按钮,完成集合的定义。
单击工具栏的Create Display Group(创建显示组)工具图片 176,在Item栏中选择Sets,在其右侧的区域内选择包含Skin的集合,如图2-28所示。单击对话框下端的Intersect(相交)按钮,视图区即显示用户定义的Skin。
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注意:
Skin不能重叠,仅一个Skin能定义在部件的一个指定表面。对于实体和轴对称部件,在Mesh功能模块中对部件进行网格划分时,ABAQUS会自动对位于表面的Skin划分对应的网格,而不用单独对Skin进行网格划分。
3.Springs/Dashpots(弹簧/阻尼器)
ABAQUS可以定义各种惯量,单击Special→Springs/Dashpots→Create命令,弹出Create Springs/Dashpots对话框,在Name栏中输入名称,在Connectivity Type栏中可以选择Connect two points(连接两点)和Connect points to ground(连接点和地面),后者仅适用于ABAQUS/Standard,单击Continue…按钮,在视图区选择对象进行相应的设置,使用时可以同时设置弹簧的刚度和阻尼器系数。
提示:
相关内容可参考系统帮助文件《ABAQUS/CAE User's Manual》及《ABAQUS Analysis User’s Manual》。