formyjoy論壇參謀榮譽會員aacfifi

本實例版權屬本人所有，可供在任何免費網站或論壇傳播。本教程的目的在于幫助Abaqus用戶更方便地利用

HyperMesh的強大前處理功能。實例本身所采用的數據或邊界條件不具有代表性。內容包含文字、圖片和模型

文件，如果在使用本教程中遇到任何問題請發email至formyjoy@sina。同時限于水平，本教程中必有許多

值得商榷之處，也請各位不吝賜教。

教程：HyperMesh與Abaqus/Explicit的接口應用----模擬方盒跌落過程

一.問題描述模型文件:box_dropdown_test.hm(模型見附件)目標：模擬內部裝有1000kg重物的盒子在

初始速度和重力作用下跌落到具有突起的剛性地面上的過程。采用單位：質量kg時間ms長度mm分析手段:

前處理工作在HyperMesh7.0sp1中完成，運算提交采用Abaqus6.5-1,后處理采用HyperView7.0sp1?二.有

限元建模步驟1.翻開HyperMesh?2.在Tool頁面下選擇UserProfile面板中選擇Abaqus/explicit模板。

3.在Mies面板下hmfile子面板中翻開box_dropdown_test.hm文件。4.建立材料。進入collector面板，選擇create

子面板，將操作對象設為mats?為材料起名為Q235,在cardimage中選擇ABAQUS_MATERIAL,點擊

create/edit。在本例中，我們要將方盒的材料設為Q235鋼，對其非線性屬性采用理想彈塑性。屈服極限為235Mpa。

下列圖為材料編輯的界面。

“MA^TERIAT.NA=Q235

."DENSITY

---1Density(1)Temp(1)

I0.000.|0.000

?ELASTIC.TYPE?IS0TR0PIC

▼|E⑴NU(1)Temp⑴

Card[mage_comp:(3rigidloadcol:

▲|廠Expansion

Hyperelasticdefault

廠H>perfoam

I廠MullinsEffect

,,'廠Viscoelastic

VPlasticabort

▼|Hardening|5.在

cardimage中激活Dens讓y、Elastic和Plastic三個選項，并在Density中輸入數值7.9E-6,設定彈性模量E為

210,泊松比Nu為0.3。6.將PLASTICDATACARD設為1,輸入屈服應力0.235(Gpa),相應的塑性應變設為

0.0。點擊return退出材料編輯。7.在collector/update子面板中設定操作對象為comp,選擇名為box的

component,并選擇材料Q235,點擊update。在下一級菜單中選擇materialid,點擊update。8.在cardimage

子面板中編輯box的cardimage,將其為SHELLSECTION,并在二級菜單中將厚度設為4(mm)。點擊return

退出collector面板。9.在2D頁面下elemtype面板中選擇2D&3D子面板，將tria3和quad4所對應的單元類型

設為S3R和S4R減縮積分單元。點擊return退出。10.進入2D頁面下automesh面板,將elemsize設為30,

單元類型設為quads。并將最下面的選擇菜單切換為"elementstosurface'scomponent"。其它設置如下列

Createameshofelementscomp1boxloadcol:

ecreatemesh▲|surfsvisopts

「meshparamsreset▲|interactivernesh

「cleanup廠resetmeshingparametersto.remesh

「projtoedge3Ielemsize=||30,000reject

▲|口quads|Flinkedgedensities

identifyandselect____________

圖：j|elementstosurface'scomp|4|unmeshedsurfs|

11.點擊surfs,在彈出菜單中選擇bycollector,并選擇box。在automesh菜單中點擊mesh。接受默認的劃分,

在二級菜單中點擊mesh,最后點擊return退出網格劃分。12.關閉box的顯示。在永久菜單下進入disp菜單，

關閉所有box的單元和幾何的顯示。只顯示ground。13.在2D頁面下elemtype面板中選擇2D&3D子面板，將

tria3和quad4所對應的單元類型設為R3D3和R3D4剛體單元。點擊return退出。14.回到automesh面板下的

createmesh子面板中，將〃elemsize=〃切換至〃usemeshparams〃。如下列圖：

Meshcomp:Iboxloadcol.

臺createmeshsurfs

「meshparamsreset

rcleanup匠resetmeshingparametersto

「projtoedgeusemeshparams|

Rlinkedgedensities

identrfyandselect

elementstosurface'scompeIunmeshedsurfs15.

在meshparams子面板中，使用弦差劃分方式（即chordaldeviaVon）,將最小單元尺寸、最大單元尺寸、最大弦

差和最大角度分別設為：10、50、0.2和15?并將單元類型設為quads?如下列圖：

SetmeshparameterscompIboxloadcol.

「createmeshvisopts|

0meshparams▼|usechordaldeviation|mappedmeshelemtype:

「cleanupminelemsize=[10.000人I口quadsFsizecontrol

「projtoedgemaxelemsize=|50,000Pskewcontrol

maxdeviation=[0.200freemeshelem1ype^

________maxangle=f15.000▲|口quads

returnI16.

回到createmesh子面板中，點擊surfs,從彈出菜單中選擇displayed,點擊mesh,將下列圖中標有紅色記號

的單元數量設為10,再次點擊mesh接受劃分的網格。點擊return退出。17.（該步驟可選）進入tool頁面下

checkelems面板，在2-D子面板下檢查是否有單元尺寸小于5的單元。

18.進

入collectors面板，在cardimage子面板中將名為ground的component的cardimage設為rigidbody,點擊

load/edit,在ground上任選一節點作為參考點，記錄參考點的id號。將ELSET設為ground。在cardimage中

激活ThicknessDataline，并將厚度設為2（可為任意正數）。如下列圖：

NodeldComponent_Name

*RIGIDBODY.REFNODE35959,ELSETground

[Thickness]

|2.000-.

CardImagecompBboxloaded

▲|FPin_Nsetreject

rPosition

FTie_Nset

FDensily

rNodaLIhickness____________

___|廠Offsetabort

▼|"ThicknGSS.DataLine19.

在永久菜單disp下關閉所有幾何的顯示，同時翻開所有單元的顯示。如下歹U圖：

collectors面板中創立一個comp,取名為chargo,將其cardimage設為MASS。材料那么選擇Q235（防止生成

多余的材料collector）,點擊create/edito在下一級菜單中設置mass為1000。點擊return退出。21.在collectors

面板中創立一個comp,取名為link,選擇nocardimage,材料那么選擇Q235（防止生成多余的材料collector）,

點擊create。22.在鍵盤上按下F8,選擇typein子面板，創立一個節點，其坐標為（0,200,0）。23.按下F5,選

擇操作對象為elems,在圖形區內box上除了底面以外的其他五個面上各選一單元，點擊elems按鈕在彈出菜

單中選擇byface。點擊mask。24.在1D頁面下elemtype面板中選擇1D子面板，將mass和rigid所對應的單

元類型分別設為MASS和COUP_DIS,點擊return退出。25.在永久菜單global面板下將currentcomponent

設為chargo026.在1D頁面上進入masses面板，在第22步創立的節點上創立質量單元。創立完畢后點擊return

退出。27.在永久菜單上disp面板中關閉ground的單元顯示。并在view面板中將當前視角設為right。28?在BCs

頁面中進入entityset面板，創立名為link_mass的NODESET,如下歹U圖：

EntitySets

name=||Iink_massnodes

reset

6non-ordered

「ordered

29.

30.

在global面板中將currentcomponent設為link。31.在1D頁面中進入rigids面板，選擇create子面板，在

dependent處選擇multiplenodes,將全部自由度全部選中。選擇主點為MASS單元所在的節點，選擇從點時在

彈出菜單中選擇byset,并選擇在28步中創立的節點集link_masso點擊create后創立出如下列圖所示的單元。

32.在

永久菜單項選擇擇card面板，將操作對象切換為elems,在圖形區中選擇該連接單元，點擊edit,,33.在cardimage

中設定這個連接單元的屬性，激活InfluenceRadius和Weighting_method,將前者設為1000,將后者設為

UNIFORM0設定完畢后點擊return退出。34.在永久菜單disp面板中翻開所有單元的顯示。35.按下F5,點擊

unmaskall。恢復模型視圖。有限元建模完畢。

C0UPLING,REFNODE-3753s',CONSTRAINTNAME=HM_coupdis_9202

INFLUENCERADIUS-|1000.000

三.邊界條件的設定1.定義接觸，在宏菜單中進入abaqus界面，使用contactmanager。2.在Interface

標簽下點擊New-,給定接觸的名稱為generalcontact,選擇接觸類型為generalcontact。點擊create...o3.

在cardimage中激活Contactjnclusions選項，同時激活AII_Element_Based選項。將所有網格定義為自動接

"CONTACT

"CONTACTINCLUSIONS.ALLELEMENTBASED

CardImagecomp：Ilinkloaded.

UserComments

▲|HideInMenu/Export

rOP

底Contact」ndusions

gAJI_Element_Based

FContact_Exclusions

觸。FSurface_Property_Assignment_Thickness

點擊return退出，在contactmanager中點擊close關閉接觸定義。5.i2Astepmanager,initialcondition,

點擊edit...o6.選擇Boundary,點擊New...,創立一個新的loadcoh為其取名為constraint。7.選擇這個loadcol,

菜單右邊會出現創立約束所需要的工具，選擇Definec在其中定義一個位移約束，選擇NodesorGeometry方式,

點擊按鈕“Definefrom'constraints'panel〃。

LoadStep:InitialConditioncce、

Loadcollector:constrantDefine|DeleteiPar3n忙tei]

Boundary-velocityExport)NameDuplay

Temper^ure17|constraintP?Type:Jdefault(disp)

rr_J

rDefineBoundaryon:

r_i?NodesorgeometryDefinefrom,Constraints,panelMapLoadsonGeometry

rr_jNodesets

rriCreateorupdateBoundary

r廠」fromthe'Constraints1panel

rr?

r廠」

New..ReviewOrganize..Label...Delete

ReviewText..Loadtype:SynchronizeClose

8.HyperMesh自動進入constraints面板，同時自動移藏stepmanager的界面以防止圖形的干擾。在create子

面板中通過byid方式選擇ground的參考點。選擇約束所有自由度，點擊create。點擊return后自動回到

stepmanager界面。9.仍然在Initialcondition中選擇Boundary-velocity,點擊New...,創立一個新的loadcol,

為其取名為ktial_velocity。該loadcol被用來定義box的下落速度。10.選擇這個loadcol,菜單右邊會出現創立

約束所需要的工具，選擇Define。將type設為velocity0選擇nodeset方式。11.點擊下面的"Create/Editset...”

按鈕，HyperMesh自動進入enMtyset面板，將操作對象設為nodes,為這個nodeset起名為set_velocity,通

過bycollector方式選擇box和chargo兩個component中的所有節點。點擊create創立完畢后點擊return退出。

回至Ustepmanager界面。12.在nodeset選項下面點擊下拉菜單，選擇上一步創立的nodeset,點擊右側右箭頭

按鈕。并在右側輸入初始速度的方向和大小，在Istdof下輸入2,在magMtude下輸入-10(mm/ms)。創立完畢

后點擊update<)

LoadStep:InitialCondition066

Define|DeleteParametefj

Boundary

〔Boundary-velocilj

TemperatureType:|velocity

DefineBoundaryon:

Nodesorgeometry

?Nodesets

|set_velocity

Reviewset

Create/Editset..

ReviewUpdate

ReviewText..Loadtype:Bc-velSynchronize

13.

點擊close結束initialcondition的定義。14.在stepmanager首頁上點擊New…創立一個新的step,設定名稱為

Dropdowno15.在Title中給定名稱Boxdroppingdown,點擊update。(Optional)16,在Parameter中激活name

和Nlgeom選項，將Nlgeom幾何非線性選項設為yes。點擊update。17.在Analysisprocedure中將Analysistype

設為dynamic,在dataline中設定總的計算時間50(ms)。點擊updateo18.翻開Distributedloads,選擇DLOAD,

點擊New...創立一個新的loadcol用來設定重力加速度。為其起名為gravityo19.選中這個loadcol,在右側的

Define面板下將Type設為gravity,選擇Elementsets方式，分別從下拉菜單中選中box和chargo兩個elemset(即

component),點擊右箭頭按鈕將這兩個ELSET設定到右側的表格中，并分別設定重力加速度的大小和方向，其

中magnitude均設為-9.8e-3,并將comp2設為1。設定結束后點擊update。

LoadStep:dropdownoeo

Title

Parameter

Label|Magnitude

AnalysisprocedureComplCony2

Boundary-9.8e-31

aConcentratedloads--^8el-1-

□Distributedloads

FILM

0Surfaceloads

Temperatute

困Interfacecontrols

BOutputrequest

Monitor

dDefinebyvectorCreate/EditveckReviewUpdate

ReviewText..Loadtype:DloadSynchronizeClose

20.

在Interfacecontrols中選擇generalcontact,在右側的表格中激活對應于generalcontact（在本節第4步中創立

的接觸定義）的status。（Optional）21.定義輸出請求，在outputrequest中選擇ODBfile。點擊New…創立一個新

的outputblock,為其起名為outputo22.選擇上一步中創立的output,在右側的菜單中進入output面板，激活

output、NodeOutput和日ementOutput選項。23.在output選項右面的下拉菜單中選擇field。激活Timemarks

和Numberinterval選項，并將前者設為yes,為后者賦值為20,即向odb文件中寫入20增量步，點擊update。

LoadStep:dropdowneee

Outputblock:outputOutput\NodeOutput

TitleElementOutput|Conh-tOutpuf|

Status!Name

Parameter

AnalysisprocedureoutputB。坪5[fSd~

Boundary

國Concentratedloads**Nodeoutput

P-0Set

國Distributedloads

bElementoutput

田Surfaceloads

TemperatureContactoutput

國Interfacecontrols

□OutputrequestEnergyoutput

[則窗力E

Result他(.fil)

Datafile(.dat)

New..ReviewDeleteUpdate

ReviewText.Outputtype:NodeOutput,ElemOutputSynchronizeClose

24.

進入NodeOutput面板，激活Variable選項，從下拉菜單中選擇Preselect,在下面Displacement和Velodty中

分別激活U和V。點擊Update按鈕。

LoadStep:dropdownoee

Output|NodeOutput|ElementOutput|一”

Title

Parameter

DefineNodeoutput:

Analysisprocedure_ouipul

Boundaryr電或||jnk_mas$

_Create/Edil.

國Concentratedloadsr

國Distributedloads_▼Viable|p儂elect

國Surfaceloads_r

Temperatuter

13InterfacecontrolsE]Displacement

□Oulptitrequest廠I-HVelocity

—，般「一0Acceleration

Resultfile(.fit)13Thefmo_etectfic

Datafile(.dat)

New..ReviewDelete

Update

ReviewText..OutpiXtype:NodeOutpi/,ElemOutputSynchronizeClose...

25.進

入日ementOutput面板，激活日set選項，從下拉菜單中選擇box,激活Stress中的S,設定后點擊Update。

LoadStep:dropdowncc。

Output|NodeOutput|ElementOutput|「i匕T。5即/：［EwnyOuw|

Tkle

Parameter

DefineElementoutput

Analysisprocedure

Boundary3EketReview

SConcenttaledloads