Chức năng cơ bản của ABAQUS: Cấu kiện, Đặc tính, Lắp ghép và Phân tích | Môn Công nghệ thông tin - Trường Cao đẳng Công Nghệ Bách Khoa Hà Nội

lOMoAR cPSD| 59691467 1. Part
Mô hình ABAQUS/CAE do một hoặc nhiều cấu kiện tạo thành, người sử dụng có thể thiết lập mới hoặc
chỉnh sửa các cấu kiện trong module Part, sau đó lắp ghép chúng lại với nhau trong module Assembly. Cấu
kiện trong ABAQUS/CAE có hai loại: cấu kiện hình học ( native part) và cấu kiện mạng lưới (orphan mesh part).
(1) Cấu kiện hình học (native part)
Có hai loại phương pháp chủ yếu để xây dựng cấu kiện hình học: –
Sử dụng các feature có sẵn trong module Part như extrude, revolve, sweep, round/fillet, loft…để
trực tiếp xây dựng cấu kiện hình học. –
Từ file mô hình CAD đã có đưa vào ABAQUS/CAE từ đường dẫn trên thanh menu chính File > Import > Part.
(2) Cấu kiện mạng lưới (orphan mesh part)
Cấu kiện mạng lưới không bao hàm feature, chỉ bao gồm thông tin điểm nút, phần tử, mặt, tập hợp (set).
Có thể sử dụng các phương pháp dưới đây để xây dựng cấu kiện mạng lưới:
– Lấy cấu kiện hình học chuyển thành cấu kiện mạng lưới.
– Từ mạng lưới của file ODB.
– Từ mạng lưới của file INP. 2. Property
Trong ABAQUS/CAE không có khả năng trực tiếp chỉ định đặc tính vật liệu cho phần tử hoặc cấu kiện hình
học, mà là đầu tiên định nghĩa “thuộc tính mặt cắt”, sau đó chỉ định vật liệu của “thuộc tính mặt cắt”, lại
lấy “thuộc tính mặt cắt” này gán cho cấu kiện tương ứng.
ABAQUS định nghĩa nhiều loại mô hình quan hệ ứng suất-biến dạng của vật liệu và tiêu chuẩn phá hoại:
(1) Mô hình vật liệu đàn hồi
Đàn hồi tuyến tính; Dị hướng; Đàn hồi kết cấu nhiều lỗ rỗng; Nửa đàn hồi; Siêu đàn hồi; Đàn hồi dính.
(2) Mô hình vật liệu dẻo
Kim loại tính dẻo; Gang tính dẻo; Từ biến; Mô hình Drucker-Prager mở rộng; Mô hình Drucker-Prager
Capped; Mô hình Cam-Clay; Mô hình Mohr-Coulomb; Mô hình vật liệu xốp; Mô hình vật liệu bê tông; Mô
hình vật liệu tính thẩm thấu; Mô hình vật liệu khác do người sử dụng tự định nghĩa. 3. Assembly
Mỗi một cấu kiện đều được xây dựng trong hệ tọa độ cục bộ của nó, độc lập trong mô hình. Sử dụng
module Assembly có thể lấy các cấu kiện xây dựng thực thể (instance), đồng thời những thực thể này
được định vị trong hệ tọa độ tổng thể, hình thành một cấu kiện lắp ghép hoàn chỉnh. lOMoAR cPSD| 59691467
Mô hình tổng thể chỉ bao hàm một cấu kiện lắp ghép, một cấu kiện lắp ghép có thể do một hoặc nhiều
thực thể tạo thành. Nếu trong mô hình chỉ có một cấu kiện (ví dụ như bản phẳng có lỗ đã giới thiệu ở
phần trên), có thể chỉ là một cấu kiện này xây dựng một thực thể, còn bản thân thực thể này lại tạo thành
cấu kiện lặp ghép hoàn chỉnh. 4. Step
Trong module Step chủ yếu hoàn thành các thao tác: định nghĩa bước phân tích, định nghĩa số liệu đầu
ra, định nghĩa mạng lưới tự thích ứng, khống chế quá trình giải.
(1) Định nghĩa bước phân tích
Sử dụng menu Step trong menu chính có thể thiết lập và quản lý các bước phân tích. Quá trình phân tích
ABAQUS/CAE là do nhiều bước phân tích tạo thành, trong đó bao gồm hai loại bước phân tích: –
Bước phân tích ban đầu (initial step): ABAQUS/CAE tự động thiết lập một bước phân tích ban đầu.
Bước phân tích ban đầu chỉ có một, tên gọi là “initial”, ta không thể đổi tên, copy hay xóa bỏ. –
Bước phân tích tiếp theo (analysis step): ở sau bước phân tích ban đầu, cần phải thiết lập một
hoặc nhiều bước phân tích tiếp theo, mỗi một bước phân tích tiếp theo miêu tả một quá trình phân tích
riêng, ví dụ như sự thay đổi điều kiện biên hoặc tải trọng, thay đổi tác dụng tương hỗ giữa các cấu kiện,
thêm hoặc xóa bớt cấu kiện…
(2) Định nghĩa số liệu đầu ra
Sử dụng menu Output trong module Step, có thể khống chế và quản lý số liệu đầu ra của phân tích phần
tử hữu hạn. Trong một phân tích ABAQUS có thể xuất file số liệu dưới đây:
– File ODB (output database file) – File DAT (data file) – File RES (restart file) – File FIL (result file)
(3) Định nghĩa mạng lưới tự thích ứng
Công năng mạng lưới tự thích ứng của ABAQUS cho phép mạng lưới phần tử độc lập với vật liệu, từ đó
mà trong quá trình phân tích biến hình lớn có khả năng bảo đảm chất lượng mạng lưới từ đầu đến cuối.
(4) Khống chế quá trình phân tích
Thông thường sử dụng các tham số mặc định của ABAQUS là có thể thu được kết quả phân tích như mong
muốn. Đối với yêu cầu cao hơn của người sử dụng, có thể dùng module Step để tiến hành khống chế giải
thông thường (general solution controls) và khống chế máy giải (solver controls) từ đó nâng cao hiệu suất phân tích. 5. Interaction
Module Interaction chủ yếu định nghĩa Interaction (tiếp xúc), Constraint (ràng buộc), Connector (liên kết),
Inertia (quán tính), Crack (nứt), Springs/Dashpots (lò xo và cản)… lOMoAR cPSD| 59691467 6. Load
Module Load chủ yếu định nghĩa tải trọng, điều kiện biên, trường biến và trường hợp tải trọng. (1) Tải trọng
– Gán tải trọng tập trung (Concentrated Force) – Gán mô men (Moment) – Gán áp lực (Pressure)
– Gán lực và mô men trên cạnh của bản vỏ ( Shell Edge Load)
– Gán tải trọng diện tích đơn vị trên mặt (Surface Traction)
– Gán áp lực bên trong và bên ngoài ống (Pipe Pressure)
– Gán lực khối trên đơn vị thể tích (Body Load)
– Gán tải trọng đường trên đơn vị độ dài dầm (Line Load)
– Gán gia tốc bình quân theo phương cố định trên mô hình tổng thể (Gravity)
– Tải trọng bu lông (Bolt Load)
– Tải trọng biến dạng phẳng mở rộng (Generalized Plane Strain)
– Lực khối tạo thành do xoay chuyển mô hình (Rotational Body Force)
– Gán lực trên phần tử liên kết (Connector Force)
– Gán mô men trên phần tử liên kết (Connector Moment)
– Nhiệt độ và điện trường
(2) Điều kiện biên
Sử dụng menu chính BC định nghĩa các loại hình điều kiện biên: đối xứng/phản đối xứng, chuyển vị/góc
xoay, vận tốc/vận tốc góc, gia tốc/gia tốc góc, chuyển vị/vận tốc/gia tốc phần tử liên kết, nhiệt độ, áp lực
âm thanh, áp lực lỗ rỗng, điện thế, khối lượng tập trung. Tải trọng và điều kiện biên có liên quan đến bước
phân tích, người sử dụng bắt buộc chỉ định tải trọng và điều kiện biên tác dụng ở trong bước phân tích nào.
(3) Trường biến và trường hợp tải trọng
Sử dụng menu Field định nghĩa trường biến (bao gồm trường gia tốc ban đầu và trường biến nhiệt độ).
Sử dụng menu Load Case định nghĩa trường hợp tải trọng. Trường hợp tải trọng do nhiều tải trọng và điều kiện biên hợp thành. 7. Mesh
Module Mesh chủ yếu thực hiện các công năng sau: bố trí mạng lưới hạt giống; định nghĩa hình dạng phần
tử, loại hình phần tử, kỹ thuật và phương pháp phân chia mạng lưới; phân chia mạng lưới; kiểm tra chất lOMoAR cPSD| 59691467
lượng mạng lưới. Trong quá trình xây dựng mô hình ABAQUS/CAE, phân chia mạng lưới là một bước khá
quan trọng và phức tạp, cần phải dựa vào kinh nghiệm để sử dụng tổng hợp nhiều loại kỹ năng. 8. Job
Trong module Job chủ yếu thực hiện công năng: xây dựng và biên tập công việc phân tích; giao công việc
phân tích, tạo file INP; kiểm tra khống chế trạng thái vận hành công việc phân tích; vận hành công việc phân tích. 9. Sketch
Sử dụng module Sketch có thể vẽ hình mặt phẳng hai chiều của cấu kiện. Khi tiến hành các thao tác như
dưới đây, ABAQUS/CAE có thể tự động tiến vào môi trường đồ họa.
(1) Lựa chọn module Sketch trên thanh môi trường.
(2) Xây dựng hoặc chỉnh sửa đặc trưng của cấu kiện trong module Part.
(3) Phân tách mặt nào đó trong module Part, Assembly và Mesh.
Trong menu chính lựa chọn File > Import > Sketch có thể nhập file CAD hai chiều từ: AutoCAD (.dxf), IGES
(.igs), ACIS (.sat) và STEP (.stp). 10. Visualization
Trong module Visualization có thể hiển thị kết quả phân tích trong file ODB, có thể nhấn các nút biểu tượng
trong vùng công cụ để xem kết quả. Ngoài ra module Visualization vẫn cung cấp mấy công năng sau: (1) Result > Field Output
(2) Result > History Output (3) Report > XY (4) Report > Field Output (5) Options (6) Tools > Query (7) Tools > Color Code (8) Tools > Display Group (9) Tools > Path (10) Tools > View Cut
(11) Tools > Job Diagnostics