T节点钢管混凝土abaqus建模教程.doc
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1、 T型圆钢管节点abaqus图文建模教程 一分析前准备: 注:1.长度单位m,时间单位s,力单位N。2.该软件建模过程中最常用工具为菜单栏Viewpoint下的按钮,即转换视角。3.点击鼠标中键和回车键表示确定,可代替手动点击Done,使操作更便捷。 4.该教程中未提到的操作均按系统默认操作,如命名规则。初学者后期熟练后可根据自己喜好和习惯更改。 点击Abaqus CAE,运行软件;点击Save Model Database ,将新建数据库保存在指定文件夹中;关闭程序;在指定文件夹中打开新建的.cae程序。分析前准备的目的是将静力,热学,热力耦合输出文件保存在指定文件夹中,不一定保存在系统指定
2、的temp文件夹中。二静力分析步骤:1.Part(建立块):Module默认为Part模块。1)建立主管chord。点击(Create Part),弹出部件创建框,Name改为chord,Approximate size取1(表示绘图范围大小为1m1m),其他默认,点击Continue,显示绘图区域,点击左侧工具栏中的,建立主管截面:一.绘出外径圆。依次输入坐标(0,0)、(0.0795,0);二.绘出内径圆。内圆半径由外圆半径减去主管厚度得到,依次输入坐标(0,0),(0.075,0)截面即建立完成。最后点击Done,弹出长度编辑窗口,在Depth中输入主管长度1.68m即可,主管建立完成。
3、2)建立支管brace。方法参照主管。3)建立主管端板end1-con。点击(Create Part),弹出部件创建框,Name改为end1-con,Approximate size取1(表示绘图范围大小为1m1m),其他默认,点击Continue,显示绘图区域,点击左侧工具栏中的,依次输入坐标(0,0)、(0.075,0),点击鼠标中键,弹出编辑框,在Depth中输入0.02,表示端板厚度为20mm。4)建立支管端板end2-bra。方法参照end1-con。5)建立耳板erban。点击(Create Part),弹出部件创建框,Name改为end1-con,Approximate size
4、取1(表示绘图范围大小为1m1m),其他默认,点击Continue,显示绘图区域,点击左侧工具栏中的,依次输入坐标(0,0)、(0.155,0.159),点击左侧工具栏中的,鼠标点取矩形左下角和右上角画出半圆点击左侧工具栏中的,鼠标点取矩形左边中点,输入坐标(0.02,0.0795)点击左侧工具栏中的选中矩形左边,删除左边,双击鼠标中建,输入0.0152.Assembly(组装):在Module下拉框中选择Assembly模块。 1)点击,按图1界面操作,点击OK。 图1 2) 取主管,端板中点,便于节点的拼接。长按,在横向展开条中选择,就可以进行中点选取操作。 3)通过翻转、平移操作将节点拼
5、装完成,如图2: 4)点击part名称默认part-1,点击continue选择主管和支管5)在Module下拉框中选择Part模块。 在Part下拉框中选择part-1,长按,在横向展开条中选择(以延伸面切割),点击主管内表面,点击Done,将主管内支管部分切开,再点击,将多余部分移除,如图3: 6)选择assembly,依次添加进去end1-con(两次),通过翻转,平移7)点击part名称默认part-2,点击continue上图部分,merge成part28)点击依次添加进去erban(四次)concrete,end2-con,通过翻转,平移2.Property(赋予节点材料属性):在
6、Module下拉框中选择Property模块。1)点击,建立钢材料steel,定义Elastic, Plastic,2个属性,。点击,建立钢材料concrete,定义Elastic ,concrete damaged plasticity2个属性。2)点击,定义截面,默认往下点。分别建立section-1(steel),section-2(concrete)3)点击,将section-1(steel)赋予part2和erban,将section-2(concrete)赋予concrete以上材料属性定义完成。3.Mesh(划分网格):在Module下拉框中选择Mesh模块。 图41)建立六个参
7、考平面,用于切割主管和支管。菜单栏上依次选择Tools-Datum-Plane-3points,建立3个参考平面将主管和支管沿轴向切割;选择Offset from plane 建立三个参考平面将主管与支管沿横截面截断,位移值取默认0.2m。参考平面图如图5: 图5 长按,在横向展开条中选择,用参考点平面切割主管和支管,切割后图如图6所示: 图6 接下来长按选择,分别用主管和支管的外表面延伸面切割结构,如下图7: 图7 最后一步就是用支管和支管内表面延伸面切割。点击窗口上侧中间的按钮,部分隐藏单元,将主管和支管部分外表面隐藏,然后点击,选择内表面切割。如图8: 图8 注意:用支管内外表面切割时,
8、要隐藏主管下部分,避免主管被支管延伸面切割,这样后期布种划分网格时单元能够划分得更加均匀。点击,对节点布种,尺寸取0.02,指每隔20mm布种,其他值默认。如下图9: 图9 然后,点击,对交叉点周围部位加密布种,使计算更精确,布种尺寸取0.01,如图10所示: 图10最后点击,划分网格,整体网格如图11: 图11 注意:如果划分网格出现错误,如有些单元无效,则因长按,在横向展开条中选择,将原网格擦出,再重新设置布种尺寸。以上网格划分完成。以同样的方式对erban和end2-bra ,concrete meshconcrete混凝土:end2-braerban整体网格图:4.Interactio
9、n:在Module下拉框中选择Interaction模块。 1)建立参考点。选择Tools-Datum-Point-Offset from point。选取主管左端板中点,坐标为(0.0,0.0,0.155),即沿z轴正方向偏移0.155m;选取主管右端板中点,坐标为(0.0,0.0,-0.155),即沿z轴负方向偏移0.155m;选取支管端板中点,坐标为(0.0,0.1,0.0),即沿y轴正方向偏移0.1m。2)点击,建立参考点(Reference Point),依次选择上步中所建的三个点,建立三个参考点RP-1,RP-2,RP-3。3)点击,选择Coupling,建立点面耦合关系。对RP-
10、1和主管左端板外平面来说,先点选RP-1,然后选择端板外表面,点按鼠标中键,在弹出窗口中点击OK,点面耦合即完成。4)对于RP-2,先点选RP-2 ,然后选择其中的一个面,按住shift,再选择另外一个面,点按鼠标中键,在弹出窗口中点击OK,点面耦合即完成。注:这里介绍一个选则平面的便捷方法:点选参考点后,点击命令Surface,点击黑色三角形,在下拉框中选择by angle,角度取0,然后点选左端板外表面即可。另外,当角度取90度时,可以选择整个T型钢管节点的外表面,这个后期将在热学分析中运用到。5)菜单栏中选择Tools-Set-Create,弹出窗口中点击Continue,然后点选RP-
11、1,建立点集Set-1,点集信息可在Tools-Set-Manager中看到。6)菜单栏中选择Tools-surface-Create,依次建立12个面:suf-1-con-cho(混凝土外表面与主管接触部分),suf-2-cho-con(主管内表面-与混凝土外表面接触部分),suf-3-con-end1(混凝土端面混凝土与端板1接触部分),suf-4-end1-con(端板1表面-与混凝土接触部分),suf-5-con-end2(混凝土端面混凝土与端板2接触部分),suf-6-end2-con(端板2表面-与混凝土接触部分),suf-7-end1-er1(端板1表面-与erban1接触部分)
12、,suf-8-er1-end1(erban1表面-与端板1接触部分),suf-9-end2-er2(端板2表面-与erban2接触部分),suf-10-er2-end2(erban2表面-与端板2接触部分),suf-11-bra-end(支管表面-与支管端板接触部分),suf-12-end-bra,(支管端板表面-与支管接触部分)7)点击,按如图所示创建 点击,按如图所示创建:点击类型选择tie,参数设置如下: 点击按如图所示创建: 5.Step(建立分析步):在Module下拉框中选择Step模块。1)点击(Create Step),建立分析步Step-1,选择Static,General,
13、点击Continue,弹出如图12所示Edit Step窗口:参数设置如下: 图12 如上图,Incrementation中参数如图13: 图13点击OK,分析步Step-1建立完成。 2)建立y轴反力历史输出变量。菜单栏中选择Output-History Output Requests-Manager,弹出管理窗口,点击Edit,弹出编辑窗口,在Domain下拉框中选择Set,选择反力输出变量时依次点击黑色三角形,参数配置如下,点击OK。选择方式如图14: 图14注:History Output和Field Output的区别是,后者是节点所有单元的位移、应力、反力等数据的集合,前者相当于是
14、后者的子集,即前者的数据是由系统通过点集Set-1从后者中直接提取出来的。建立History Output的目的在于更便捷地直接获取想要的数据。9.Load(施加边界条件及外力):在Module下拉框中选择Load模块。 1)施加边界条件。首先主管左端板固接:点击,弹出创建框,名称默认,Step选择Initial,分析步类型选择Displacement/Rotation,点击Continue,点选模型上的参考点RP-2确认后弹出边界条件编辑框,设置如图15: 图15上图表示表示6个位移量都为零,端板为固接,然后点击OK,左端板边界条件施加完成。建成后如图16: 图16 主管右端板边界条件为特殊
15、的固接,即除了允许主管在z方向有位移外,其他5个位移都置零。其边界条件建立方法如上,唯一不同的是去掉U3前方框中的小勾,其他不一一赘述。2)施加外力。由于静力分析首要目的是计算节点极限承载力Fu,我们在不知道极限承载力范围的情况下很难确定承载力的大小。为了有效获得极限承载力,本文中采用施加位移的方法代替施加力,在节点失稳时,可由对应的位移得到该节点的常温下极限承载力。首先,点击,弹出边界条件创建框,名称默认,分析步Step选择Step-1,类型同样选Displacement/Rotation,点Continue,点选RP-3,确定,弹出编辑窗口设置如图17: 图17 点击OK即可。上图中U2取
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