Abaqus有限元分析實(shí)例解析——在棒中的應(yīng)力波傳播(二)

2013-08-14  by:Abaqus培訓(xùn)中心  來(lái)源:仿真在線

Abaqus有限元分析實(shí)例解析——在棒中的應(yīng)力波傳播(二)

 

9.4.2 后處理

在Job Manager,點(diǎn)擊Results進(jìn)入ABAQUS/CAE的Visulization模塊,并自動(dòng)地打開(kāi)由這個(gè)作業(yè)創(chuàng)建的輸出數(shù)據(jù)庫(kù)(.odb)文件。另一種方法,從位于工具欄下面的Module列表中,選擇Visulization進(jìn)入Visulization模塊;從主菜單欄中,通過(guò)選擇File-->Open打開(kāi).odb文件并雙點(diǎn)擊合適的文件。

沿路徑(path)繪制應(yīng)力

我們希望觀察沿著棒長(zhǎng)度方向的應(yīng)力分布是如何隨著時(shí)間變化的。為此,我們將觀察在整個(gè)分析過(guò)程中的三個(gè)不同時(shí)刻的應(yīng)力分布。

對(duì)于輸出數(shù)據(jù)庫(kù)文件的前三個(gè)框圖的每一個(gè)圖,創(chuàng)建一條沿著棒的中心線3方向應(yīng)力(S33)變化的曲線。為了創(chuàng)建這些繪圖,你首先需要定義沿著棒的中心的直線路徑。

沿著棒的中心創(chuàng)建一條由點(diǎn)構(gòu)成的路徑(point list path):

1.在主菜單欄中,選擇Tools-->Path-->Create。

顯示Create Path(創(chuàng)建路徑)對(duì)話框。

2. 命名路徑為Center,選擇Point list(點(diǎn)列)作為路徑類型,并點(diǎn)擊Continue。

顯示Edit Point List Path(編輯點(diǎn)列路徑)對(duì)話框。

3.在Point Coordinates(點(diǎn)坐標(biāo))列表中,輸入棒兩端中心的坐標(biāo)。例如,如果應(yīng)用我們前述的方法生成了幾何和網(wǎng)格,那么在列表輸入中是0, 0, 1和0, 0, 0。(這個(gè)輸入指定了從(0,0,1)到(0,0,0)的一條路徑,如在模型的整體坐標(biāo)系中所定義的。)

4.當(dāng)完成后,點(diǎn)擊OK關(guān)閉Edit Point List Path對(duì)話框。

保存在三個(gè)不同時(shí)刻沿此路徑的應(yīng)力的X-Y曲線圖:

1.在主菜單欄中,選擇Tools-->XY Data-->Manager。

2.在XY Data Manager(XY數(shù)據(jù)管理器)中,點(diǎn)擊Create。

顯示Create XY Data(創(chuàng)建XY數(shù)據(jù))對(duì)話框。

3.選擇Path(路徑)作為XY數(shù)據(jù)的來(lái)源,并點(diǎn)擊Continue。

顯示XY Data from Path(從路徑中獲取XY數(shù)據(jù))對(duì)話框,以及你已經(jīng)創(chuàng)建的在路徑列表中可以找到的路徑。如果當(dāng)前顯示的是未變形的模型形狀,在視圖中高亮度顯示你所選擇的路徑。

4.在Point loaction(點(diǎn)位置),選中Include intersection(包括交叉點(diǎn))。

5.在對(duì)話框的X Values(X值)部分中,接受True distance(真實(shí)距離)作為選擇。

6.在對(duì)話框的Y Values(Y值)部分中,點(diǎn)擊Field Output(場(chǎng)變量輸出)以打開(kāi)Field Output對(duì)話框。

7.選擇S33應(yīng)力分量,并點(diǎn)擊OK。

在XY Data from Path對(duì)話框中的場(chǎng)輸出變量發(fā)生變化,表示將創(chuàng)建在3方向的應(yīng)力數(shù)據(jù)。

注意:ABAQUS/CAE可能警告你場(chǎng)輸出變量將不會(huì)影響當(dāng)前的圖像,保留繪圖模式為As is,并點(diǎn)擊OK繼續(xù)。

8.在XY Data from Path對(duì)話框中的Y Values部分,點(diǎn)擊Step/Frame。

9.在彈出的Step/Frame對(duì)話框中,選擇frame 1,它是5個(gè)記錄框圖的第2個(gè)圖。(列出的第1個(gè)框圖為frame 0,它是模型在分析步開(kāi)始時(shí)的基本狀態(tài)。)點(diǎn)擊OK。

在XY Data from Path對(duì)話框中的Y Values部分發(fā)生改變,表示將從第一個(gè)分析步的frame 1創(chuàng)建數(shù)據(jù)。

10.保存X-Y數(shù)據(jù),點(diǎn)擊Save as。

顯示Save XY Data as對(duì)話框。

11.命名X-Y數(shù)據(jù)為S33_T1,并點(diǎn)擊OK。

在XY Data Manager中,顯示出S33_T1。

12.重復(fù)步驟8到步驟10,創(chuàng)建frame 2和frame 3的X-Y數(shù)據(jù),并分別命名數(shù)據(jù)集合為S33_T2和S33_T3。

13.關(guān)閉XY Data from Path對(duì)話框,點(diǎn)擊Cancel。

繪制應(yīng)力曲線:

1.在XY Data Manager對(duì)話框中,拖動(dòng)光標(biāo)高亮度顯示所有3組XY數(shù)據(jù)集。

2.點(diǎn)擊Plot。

ABAQUS/CAE繪制出沿著棒中心3方向上對(duì)應(yīng)于frame 1、2和3的應(yīng)力,它們對(duì)應(yīng)于近似的模擬時(shí)刻分別為5×10^-5 s、1×10^-4 s和1.5×10^-4 s。

設(shè)置XY曲線圖:

1.從主菜單欄中,選擇Options-->XY Plot。

顯示XY Plot Options(XY圖選項(xiàng))對(duì)話框。

2.點(diǎn)擊Tick Marks(刻度)頁(yè)。

使Tick Marks選項(xiàng)可以工作。

3.指定Y軸的主要刻度出現(xiàn)在20E3 s增量(increments)。

4.對(duì)于X軸和Y軸的次要刻度選項(xiàng),在每個(gè)主要刻度間隔之間指定次要刻度為0。

你也可以設(shè)置每個(gè)軸的標(biāo)題。

5.點(diǎn)擊Titles(標(biāo)題)頁(yè),使標(biāo)題選項(xiàng)可以工作。

6.在X-Axis(X軸)域,選擇標(biāo)題來(lái)源為User-specified(自定義)。在Title Text(標(biāo)題內(nèi)容)域,輸入Distance along bar (m)。

7.在Y-Axis域,指定Stress-S33 (Pa)為Y軸的標(biāo)題。

8.點(diǎn)擊OK確認(rèn)用戶選擇的X-Y繪圖參數(shù),并關(guān)閉XY Plot Options對(duì)話框。

設(shè)置在X-Y繪圖中曲線的顯示:

1.從主菜單欄中,選擇Options-->XY Curve。

顯示XY Curve Options(XY曲線選項(xiàng))對(duì)話框。

2.在XY Data數(shù)據(jù)域中,選擇S33_T2。

3.對(duì)于S33_T2曲線,選擇點(diǎn)線類型,并點(diǎn)擊Apply。

S33_T2曲線變成為點(diǎn)線。

4.重復(fù)步驟2與3,使S33_T3成為虛線。

5.點(diǎn)擊Dismiss關(guān)閉XY Curve Options對(duì)話框。

所設(shè)置的繪圖顯示在圖9-8中。

我們能夠看到,在三條曲線的每一條中應(yīng)力波在棒的長(zhǎng)度上的影響是近似為0.2 m。這個(gè)距離應(yīng)該對(duì)應(yīng)于爆炸波在作用時(shí)間內(nèi)傳播的距離,這可以通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算來(lái)驗(yàn)證。如果波前的長(zhǎng)度為0.2 m和波速為5.15×10³ m/s,那么波傳播0.2 m所用的時(shí)間為3.88×10^-5 m/s。正如所預(yù)料的,這就是我們所施加的爆炸荷載的作用時(shí)間。當(dāng)應(yīng)力波沿著棒傳播時(shí)它并不是嚴(yán)格的方波。特別是在應(yīng)力突然改變之后有回復(fù)或者擺動(dòng)。在本章后面將要討論的線性體粘性,減緩了這種回復(fù),因此并未對(duì)結(jié)果有負(fù)面的影響。

創(chuàng)建歷史曲線圖

    另一種研究結(jié)果的方法是觀察在棒中的三個(gè)不同點(diǎn)的應(yīng)力的時(shí)間歷史;例如,距離棒的加載端為0.25 m、0.50 m和0.75 m的三個(gè)點(diǎn)。為此,我們必須首先確定位于這些位置處的單元編號(hào)。確定這些單元編號(hào)的一種容易的方法是在包含沿著棒邊界的單元(集合OUT)的顯示組中查詢這些單元。

創(chuàng)建和繪出顯示組并查詢單元編號(hào):

1.從主菜單欄中,選擇Tools-->Display Group-->Create。ABAQUS/CAE顯示Create Display Group(創(chuàng)建顯示組)對(duì)話框。

2.選擇Elements作為Item,和Elements Sets(單元集)作為Seletion Method(選擇方式)。從幾何集合列表中,選擇OUT,點(diǎn)擊Save Selection As(保存選擇內(nèi)容為)。

3.在Save Selection As對(duì)話框中,命名顯示組為History plot。點(diǎn)擊OK。4.點(diǎn)擊Dismiss關(guān)閉Create Display Group對(duì)話框。

5.從主菜單欄中,選擇Plot-->Undeformed Shape,繪制未變形形狀。

6.從主菜單欄中,選擇Tools-->Display Group-->Plot-->History plot,繪制所創(chuàng)建的顯示組。

7.從主菜單欄中,選擇Tools-->Query。

8.在彈出的Query(查詢)對(duì)話框中,選擇Probe Values(探測(cè)),并點(diǎn)擊OK。

顯示Probe Values對(duì)話框。

9.點(diǎn)擊在圖9-9中的陰影單元(在棒中的每第13個(gè)單元)。單元的ID(編號(hào))顯示在Probe Values對(duì)話框中。標(biāo)記這三個(gè)陰影單元的編號(hào)。

10.點(diǎn)擊Cancel關(guān)閉Probe Values對(duì)話框。

當(dāng)提示你是否將結(jié)果寫(xiě)入到一個(gè)文件時(shí),點(diǎn)擊No。

繪制應(yīng)力歷史:

1.從主菜單欄中,選擇Result-->History Output。

ABAQUS/CAE顯示History Output對(duì)話框。在Output Varialbes域中包含了在輸出數(shù)據(jù)庫(kù)的歷史變量部分中的所有變量的列表;這些也是你能夠繪制的所有變量。為了觀察變量選擇的完整描述,拖動(dòng)對(duì)話框的左邊或右邊框,增加History Output對(duì)話框的寬度。

2.應(yīng)用[Ctrl]+點(diǎn)擊,選擇多組X-Y數(shù)據(jù)集合,對(duì)于已經(jīng)標(biāo)識(shí)的三個(gè)單元(每第13個(gè)單元),選擇在3方向上的應(yīng)力(S33)數(shù)據(jù)。

3.在History Output對(duì)話框的底部,點(diǎn)擊Plot。

ABAQUS/CAE繪制出在每個(gè)單元中的應(yīng)力(縱軸)隨時(shí)間變化的X-Y圖。

4.點(diǎn)擊Dismiss關(guān)閉對(duì)話框。

如前所述,你可以設(shè)置圖的顯示。

設(shè)置X-Y圖:

1.從主菜單欄中,選擇Options--> XY Plot。

顯示XY Plot Options對(duì)話框。

2.點(diǎn)擊Title頁(yè)。

標(biāo)題選項(xiàng)可以工作。

3.在X-axis域,指定X軸標(biāo)題為T(mén)otal time (s)。

4.點(diǎn)擊OK確認(rèn)所設(shè)置的X-Y曲線圖選項(xiàng),并關(guān)閉對(duì)話框。

設(shè)置在X-Y圖中曲線的顯示:

1.從主菜單欄中,選擇Options--> XY Curve。

顯示XY Curve Options對(duì)話框。

2.在XY Data域中,選擇對(duì)應(yīng)于最接近于棒自由端的單元的臨時(shí)的X-Y數(shù)據(jù)編號(hào)。(在這個(gè)集合中的單元最先受到應(yīng)力波的影響。)

3.選擇User-specified圖標(biāo)來(lái)源。

4.在Legend text(圖標(biāo)文本)域中,鍵入S33-0.25。

5.點(diǎn)擊Apply。

6.在XY Data域中,選擇對(duì)應(yīng)于在棒中間的單元的臨時(shí)的X-Y數(shù)據(jù)編號(hào)。(這是下一個(gè)受應(yīng)力波影響的單元。)

7.指定S33-0.5作為曲線的圖標(biāo)文本,并改變曲線類型為點(diǎn)線(dotted)。

8.點(diǎn)擊Apply。

9.在XY Data域中,選擇對(duì)應(yīng)于最接近于棒固定端的單元的臨時(shí)的X-Y數(shù)據(jù)編號(hào)。(這是最后一個(gè)受應(yīng)力波影響的單元。)

10.指定S33-0.75作為曲線的圖標(biāo)文本,并改變曲線類型為虛線(dashed)。

11.點(diǎn)擊OK,確認(rèn)你的設(shè)置并關(guān)閉對(duì)話框。

設(shè)置后的圖顯示在圖9-10中。

 

我們從歷史圖上可以看到,當(dāng)應(yīng)力波通過(guò)所給出的點(diǎn)時(shí)應(yīng)力開(kāi)始增加。一旦應(yīng)力波完全地通過(guò)了該點(diǎn),該點(diǎn)的應(yīng)力值在零的附近振蕩。

 

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