ABAQUS中多层多跨框架分析

多层多跨框架分析

一、问题描述

利用ABAQUS有限元软件分析钢框架在水平荷载作用下的受力状况，具体尺寸如图所示。分析当加载点的位置分别为A, B, C时，框架的受力特性及滞回曲线，并对其进行简单比较分析。

钢柱的材料特性:弹性模量E=2. lel1 N/m2，泊松比??0.3，屈服强度

2。 fy?3.45e8N/m 型钢框架尺寸及梁柱截面详图

二、启动ABAQUS/CAE

启动ABAQUS/CAE后，选择Create Model Database创建新的模型数据库。 三、创建部件

在ABAQUS/CAE窗口顶部的环境栏选择模块列表Module: Part，进人Part模块。 1.创建部件

点击左侧工具区中的

按钮，弹出Create Part对话框。Name(部件名字)输入

frame，将Modeling Space(模型所在空间)设为2D planar(二维平面)，Base feature设为Wire(线)，Approximate size输入20，点击Continue，进人二维绘图界面。2.绘制二维图形 点击左侧工具区的

按钮，在提示区输人X,Y坐标(-6.75, 0)，点击鼠标中键，

在绘图区绘出起始点，继续在提示区输人坐标(-6.75,3.3 )，点击鼠标中键，完成第一根柱子的绘制，在提示区依次输入(-6.75, 6.6),(-6.75,9.9),完成第一根轴线上柱子的绘制。利用同样法，在(-2.25,0) 、(-2.25,3.3)、(-2.25,6.6)、(-2.25,9.9)处绘

制第二根轴线上的柱子，在（2.25,0）、（2.25,3.3）、（2.25,6.6）、（2.25,9.9）处绘制第三根轴线上的柱子，在（6.75,0）、（6.75,3.3）、（6.75,6.6）、（6.75,9.9）处绘制第四根轴线上的柱，绘制完柱后绘图区显示出柱子的二维图形。

柱绘制完毕后，利用画线工具完成梁的绘制，完成框架二维模型的创建选择工具区按钮，将柱依次连接，点击鼠标中键确定。 3.生成三维模型

在绘图区空白处单击鼠标中键，确定用此二维模型建立相应的部件，建立的frame部件。

四、创建材料和截面属性

在窗口环境栏的Module(模块)列表中选择Property(特性)功能模块。 1.创建材料 点击左侧工具区的

按钮，弹出Edit Material对话框。Name后输steel，点击

Mechanical(力学特性)进入Elasticity(弹性)进入Elastic(弹性)，在数中设置Young's Modulus(弹性模量)为2.1e11， Poisson's Ratio(泊松比)为0.3；选中Plasticity(弹性)进入Plastic （弹性），在数据表中设置Yield Stress（屈服应力）为3.45e8，Plastic stain（塑性应变）为0，点击OK，退出Edit Material对话框，完成steel材料本构关系的创建。

点击左侧工具区的

按钮，弹出Edit Material对话框，在Name后面输

人、teelbeam，点击Mcchaniced(力学特性)，在下拉菜单中选中Elasticity(弹性)进入Elastic(弹性)，在数据表中设置Young' s Modulus(弹性模量)为2. 1e15， Poisson' s Ratio(泊松比)为 0. 3，点击OK，退出Edit Material对话框，完成steelbeam材料本构关系的创建。 2. 创建截面形状

模型的梁和柱采用梁单元进行分析，在定义梁截面特性之前，用户需要预先定义梁截面形状。点击左侧工具区的合(创建梁截面形状)按钮，弹出Create Profile对话框， Name后输入Profile- 1，将Shape(种类)设为Ⅰ(工字型钢)，点击continue，弹出Edit Profile对话框，输人型钢截面数据，点击OK，完成对梁柱截面形状的定义。 3.创建截面属性 点击左侧工具区的

按钮，弹出Create Section对话框。Name后输人section-1，

将Category(种类)设为Beam, Type设为Beam(梁)，保持剩余参数默认值不变，点击Continue，弹出Edit Beam Section对话框。保持所有参数默认值不变，点击OK，退出Edit Beam Section对话框，完成secfion-1截面属性的定义。

点击左侧工具区的按钮

，弹出Create Section对话框，Name后输人

section-2，将Category(种类)设为Beam, Type设为Beam(梁)，保持剩余参数默认值不变，点击Continue,弹出Edit Beam Section对话框，将Material name设为steelbeam，保持剩余参数默认值不变，点击OK，退出Edit Beam Section对话框，完成secfion-2截面属性的定义。 4.给部件赋予截面属性

点击左侧工具区的

按钮，提示区提示选择赋予截面属性的区域，选择模

型中所有的柱，点击鼠标中建确认，弹出Edit Assignment对话框。保持所有有参数默认值不变，点击OK，部件中柱由白色变成青色，完成对柱赋予截面属性的操作。

点击左侧工具区的

按钮，在绘图区选择模型中所有的梁，点击鼠标中键

确认，弹出Edit Section Assignment对话框，Section后选择Section-2，保持所有参数默认值不变，点击OK，部件中梁由白色变成青色，完成对梁赋予截面属性的操作。

5．给部件赋予梁截面方向

选择主菜单Assign进入Beam Sectionrientation(梁截面方向)，或点击左侧工具区的

，进行梁截面方回的设定。提示区显示\the regions to be

assigned a beam section orientation\选择要指定梁截面方向区域)，选中整个部件，点击鼠标中键确认，如图3-25所示。提示区显示“Enter an aproximate n1 direction (tangent vectors are shown)\输人一个合的n1方向，切矢默认显示)，保持所有参数默认值不变，点击鼠标中键确认，完成对部件梁截面方向的定义。 五、定义装配件

在环境栏的Module列表中选择Assembly功能模块。 点击左侧工具区的按钮

，绘图区显现钢梁的三维模型，同时弹出Create

Instance对话框。默认Instance Type为Dependent，点击OK，退出Create Instance

对话框，完成装配件的定义。

六、设置分析步

在环境栏的Module列表中选择Step(分析步)功能模块。 点击左侧工具区的

按钮，弹出Create Step对话框，如图3-28所示。在

Procedure Type项选择General，下拉菜单中选择static, general，点击Continue，弹出Edit Step对话框。在Basic标签页中将Time period修改为63。在locrementation标签页中，将Maximum number of increment修改为1000，Initial为0.2，Minimum为1E-005，Maximum为1，点击()K。 七、定义荷载和边界条件

在环境栏的Module列表中选择Load(载荷)功能模块进行荷载及边界条件的定义。 1.施加荷载

1)创建加载曲线

点击主菜单Tools进入Amplitude进入Create，弹出Create Amplitude对话框。保持所有参数默认值不变，点击Continue，弹出Edit Amplitude对话框。输人加载曲线数据，点击OK，完成加载曲线的定义。

2)施加荷载 点击左侧工具区的

按钮，弹出Create Boundary Condition对话框。将Step设

为step-1，保持所有参数默认值不变，点击Continue，此时提示区提示选择施加作用的区域，点击鼠标中键确认。弹出Edit Boundarv Condition对话框，鼠标选中U1，输人0. 09作为其幅值，Amplitude选择Amp-1。点击OK完成对模型施加荷载的定义。 2.定义边界条件

点击左侧工具区的

按钮，弹出Create Boundary Condition对话框。将Step

设为Initial，保持剩余参数默认值不变，点击Continue。提示区提示选择定义边界条件的区域，选择节点，点击鼠标中键确认，弹出Edit Boundary Condinon对话框，选中U1, U2, UR3。点击OK，退出Edit Boundary Condition对话框，完成对模型边界条件的定义。 八、划分网格

在环境栏的Module列表中选择Mesh(网格)功能模块进行网格划分。将环境栏中的Object项设为Part：frame。 1.布置种子 点击左侧工具区中的

按钮，弹出Global Seeds对话框。在Approximate global

size(种子的大体数目)后输人0.05，保持剩余参数默认值，点击APPLY，此时绘图区中模型已经按要求布满种子，点击OK，完成网格种子布置。 2.划分网格

点击左侧工具区中的

按钮，提示区提示是否对选定的部件划分网格，点击

Yes按钮，部件划分网格，模型由绿色变为青色。 九、提交分析作业

在环境栏的Module列表中选择Job(分析作业)功能模块进行作业提交。 1.创建分析作业 点击左侧工具区中的

按钮，弹出Create Job对话框，Name后输人Job-framel。

点击Continue按钮，弹出Edit Job对话框，保持所有选项默认值不变，点击OK，完成分析作业的创建。 2提交分析

选择主菜单Job进入Manager，弹出Job Manager对话框，点击Submit(提交分析)选项，可以看到对话框中的Status(状态)提示依次变为Submitted〔提交)，Running(运算)和Completed(完成)，表示对模型的分析已经成功完成。点击对话框中的Results(分析结果)，可自动进人Visualization模块。 十、后处理 1．显示变形图 点击左侧工具区中的2显示云纹图 点击左侧工具区中的图。

3.绘制加载点的滞回曲线 点击左侧工具区中的

按钮，弹出Create XY Data对话框，选择ODB Field output按钮，显示出最后一个分析步结束时的Mises应力云纹按钮，绘图区会显示出变形后的网格模型。

选项，点击Continue弹出XY Data from ODB Field output对话框。在Position项

中选择Unique Nodal，点击RF：Reaction force旁边的三角形，选中RFl，点击U:：Spatial displacement旁边的三角形，选中U1。进人Elements/Nodes标签页，点击Edit Selection，此时下拉菜单中会提示选择节点，在绘图区选择加载点作为测试点，点击Plot。视图区显示加载点节点力、位移随时间变化的曲线。

点击左侧工具区中的

按钮，弹出Create XY Data对话框，选择Operate On

XY data选项。点击Continue弹出。Operate On XY data对话框，在OAerates中选择combine函数，然后依次双击XY data中的U1、RF1，点击Plot Expression，生成滞回曲线。

十一、不同加载点框架分析

B、C点为加载点时的框架分析同A。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3sg2.html