搞懂Abaqus轴对称建模的全过程其实并不难。只要你发现模型的形状、边界和受力全是对称的,那它的位移、变形和应力分布自然也就对称了。这时候用轴对称模型来算,既能让工作量锐减,又能保证数据准得很,绝对是速度与质量的双丰收。 动手建之前,心里得先有这几个数: 第一,单元类型得挑对,像CAX4R、CAX8R这类专为环形坐标设计的轴对称单元,它们本身就带着缩减积分和抗小时钟控制的特性。 第二,在Part模块里画图时,只需要勾勒出对称轴右侧的半边模样就行,系统会自动帮你把另一边镜像过去。 第三,最好是给结构施加均匀分布的载荷,这样能避免集中力造成网格变得乱七八糟。 第四,要是结构里有好几层材料,在Property模块里得一层一层地去定义材料属性和截面参数,千万别漏掉哪一层。 咱们按这七步走就能轻松搞定: 第一步打开Abaqus/CAE的Part模块。用“旋转”或者“拉伸”功能画出轴承盖1/2的轮廓图,剩下的那半边不用管,系统会自动镜像生成完整的形状。 第二步进入Property模块来赋予材料属性和截面数据。先创建弹性模量、泊松比这些材料卡片,接着新建一个Solid截面,把刚做的卡片拖进去。最后把这个截面赋予给轴承盖,这样材料属性就算设定好了。 第三步是在Assembly模块里把零件组装起来。既然结构是对称的,这里基本不用做什么调整,直接确认一下就行。 第四步来到Step模块定义分析类型。新建一个Static通用分析步,设定好增量步的大小和最小增量步数值,通常取模型最大特征尺寸的1/10到1/5之间比较稳妥。 第五步在Interaction模块里处理接触关系。因为是轴对称模型默认不存在穿透问题,所以这一步可以跳过或者简单定义个绑定约束就完事了。 第六步到Load模块施加外载荷。只在对称轴右侧的表面施加Pressure=5e8 Pa的均布压力就行,Abaqus会自动把这个力镜像到另一侧去保持对称。 第七步开始划分网格进入Mesh模块。选中轴承盖的内表面后,把Element Type设置为CAX4R这种带缩减积分的单元类型;然后把Hourglass控制开关打开;最后进行网格划分工作就好啦。由于这类单元自带了抗沙漏特性所以不需要额外再设刚度系数了。 第八步就是提交计算作业并查看结果了。在Job模块里填写好作业名称后提交计算任务。等算完之后打开Results模块看Mises应力云图,就能直观看到轴承盖的径向应力分布情况——红色的应力集中区域正好在螺栓孔边缘周围呢。