【原创】HyperMesh6.0和Abaqus的接口实例

formyjoy

这个模型属于原创，版权所有。
  
模型中考虑了材料、几何的非线性、接触和Tie连接，所有设置都在HM中完成，输出inp文件后可以直接在Abaqus中计算。
  
尤其注意在HM6.0中利用宏菜单中的Abaqus Contact Manager来定义接触、Tie连接等问题。
  
欢迎大家批评指正。同时该算例仅仅是一个step的，如果哪位能将其扩展到多个step，还会给以积分奖励。

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再加一些步骤说明：
问题描述：如下图所示模型，模型整体分为三部分，黄色的tube、深蓝色的holder和浅蓝色的welded_part。其中tube和holder部分属于接触，而holder和welded_part两部分的连接属于焊接，这里采用Abaqus中的Tie连接方式。最后固定welded_part的一端，而在tube的一端施加一个扭矩，为了保证不发生刚体位移，在tube的另一端施加一个止推的约束。

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定义ABAQUS模板：
在Geom页面上选择user prof…，从弹出菜单中选择ABAQUS，然后选择Standard 3D。
为保证问题具有一般性，对上述模型划分的网格在连接的部分均保证网格不对齐，在宽度和圆周上均采用了不同的网格密度。

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单元类型的设置：
因为涉及接触问题，所以模型中的实体单元均采用Abaqus中的C3D8R减缩积分单元，单元类型的选择请参考Abaqus使用手册。在HyperMesh中改变单元类型的步骤如下：
1．  在1D、2D和3D的任何一个页面中点击elem types。
2．  选择2d&3d子面板，根据单元的结构选择单元类型，在这个例子中点击hex8，从弹出菜单中选择C3D8R。
3．  选中要更新单元类型的单元，这里选择by collector(选择所有三个comps)。
4．  点击update。
5．  如果需要察看现有任意一个单元的类型，在永久菜单上点击card，将操作对象设为elem，选择单元后点击edit。就可以看到单元的类型。

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材料的设定：
材料非线性的考虑，为了简化问题，所有三个部分均采用相同材料steel。在HyperMesh中的设置过程如下：
1.  在collector面板中选择create子面板。
2.  将选择开关设为mats，将名称设为steel，对其采用ABAQUS_MATERIAL的card image。
3.  点击create/edit。（对已有的模型可以在card image子面板中使用edit来察看相应的mats。）
4.  在下层菜单中选择要考虑的参数，必要时拖动左边的滚动条。在这个例子中选择Density、Elastic和Plastic三个选项。
5.  可以看到在上层菜单中出现了上述三个选项的输入框，在这里可以为其输入数值。
6.  在Density(1)中输入7.83E-9(采用ton-mm-s的单位制)。
7.  在E(1)和NU(1)中分别输入2.07E5和0.3。如果需要改变Elastic的类型，可以在下层菜单中点击TYPE的选择开关来设置，这里选择ISOTROPIC。
8.  利用表格输入塑性材料的屈服应力和塑性应变曲线。表格的行数可以在下层菜单中的PLASTICDATACARDS中输入，这里设为5。由于不考虑材料硬化，在下层菜单中的Hardening中选择NO HARDENING。
9.  由于第八步的设置，在上层菜单中的PLASTIC下面出现了一个五行的表格，在其中填入相应的曲线数值，这里采用的数值是随意选择的，仅供参考。注意所有屈服应力的数值必须大于0，塑性应变的第一行数值必须为0(由Abaqus规定)。
10.  点击return确认上述设置。

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定义接触
定义tube和holder之间的接触，如图所示，holder部分网格较粗，设定其内环表面为主面，tube部分网格较细，设定其为从面。

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设定过程如下：
1．  在宏菜单上点击Abaqus进入ABAQUS的宏菜单。
2．  点击Contact Manager。在当前模型中的所有接触和Tie连接的内容都可以在这里通过Edit…来察看和修改。接下来的教程用来指导接触对的创建过程。
3．  在ABAQUS Contact Manager的弹出菜单中选择Surface子菜单，定义接触面。首先定义主面master，然后定义从面slave。
4．  在HyperMesh的主窗口中使用永久菜单上的disp面板只显示holder部分的网格。
5．  点击New…。在弹出菜单中输入名称master，选择Element based，选择一个颜色后，点击create。
6．  因为接触面master是holder部分的内表面，而holder是3D实体单元，所以接触面应当选择实体单元的外表面。所以在Define Surface for:中选择，3D Solid, gasket。
7．  在Select Elements:下面点击Element，通过by collector方式选择holder的所有单元。点击proceed。
8．  在Select faces by:下面选择Nodes on face模式。
9．  点击Nodes。在holder内环表面的任意一个单元外表面上选择三个节点。点击proceed。
10．  现在Contact Manager如下图所示。

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11．  点击Add。现在master这个接触面如下图所示。

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12．  重复上述步骤4-11，完成接触面slave的创建。选择tube部件的外表面。选择后的结果如下页图所示。
13．  定义好接触面以后，接下来定义接触面之间的接触对，在定义这个Contact Pair之前，首先需要定义接触属性。在Contact Manager中选择Surface Interaction。点击New…。
14．  设定名称contact1，点击create…。
15．  在Define窗口中选择Surface behavior，这里暂时不考虑摩擦和阻尼。

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16．  在Surface behavior中做出如下设置。

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17．  点击OK。
18．  现在可以定义Contact Pair。选择Interface页面。点击New…。
19．  定义名称为contact，选择类型为Contact Pair，点击create…。
20．  在Define中做出如下设置。可以在Parameter中将这个接触类型设置为小滑动(small sliding)。
21．  点击OK完成对接触的定义。

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定义Tie连接
定义如下图的Tie连接的过程与定义接触的过程类似。区别在于不需要定义Surface Interaction，而在创建Interface的时候要将类型设为Tie。在本模型中Tie连接的主面和从面分别被设为Tie_master和Tie_slave。
对Tie连接的属性定义在Interface中的Parameter菜单中进行，具体参数的定义请参考Abaqus使用手册。

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定义约束
1．  在collector面板中创建名为constraints的loadcols，将其card image设为INITIAL CONDITION。
2．  在BCs页面中点击constraints面板。
3．  选择如下图所示的节点。
4．  约束这些节点的1、2和3三个方向上的自由度。

formyjoy

5．  在tube上靠近holder这一端，选择如下图所示的节点。
6．  约束其3方向的自由度，其他自由度放开。

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定义扭矩
1．  定义名为forces的loadcols，将其card image设为History。
2．  在BCs页面上点击forces面板。
3．  在tube的另一端创建如下图所示的两个反方向力。

formyjoy

定义Load Steps
首先为了在HyperView和HyperMesh中的后处理，需要Abaqus计算出.fil文件。在BCs里面的output block中创建一个输出控制，要求输出节点位移、单元应力、约束反力和接触应力等相关结果，各参数的含义请参考Abaqus手册。在本例中，创建一个名为standard的output block。
在load steps中创建一个step1，在loadcols中选择constraints和forces，在outputblock中选择刚才创建的standard。
在编辑step1的时候，需要为其指定如下的step parameters。
Name——step的名称
Nlgeom——几何非线性
在AnalysisProcedure中指定这次分析为Static。
其它选项可以视情况而定。
  
输出*.inp文件
在HyperMesh的file面板中输出*.inp文件。该文件可以直接用于Abaqus计算。

edodo

ding

yzf1111

太好了，这个例子足以让初学者明白其大概工作过程。

edodo

希望formyjoy老哥能给出完整的pdf文档这类，这样更好！：）
当然 pdf文档前可以加上版权所有！哈哈

formyjoy

丢人了。这个例子建好模型以后我忘了缝合节点。