基于ABAQUS的組合梁彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)?zāi)M

于建東

(華北理工大學(xué) 河北 唐山 063000)

引言

組合梁彎曲正應(yīng)力實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)的一個重要的實(shí)驗(yàn),旨在幫助學(xué)生理解和掌握組合梁彎曲正應(yīng)力的分布規(guī)律及驗(yàn)證正應(yīng)力計(jì)算公式。實(shí)驗(yàn)室常采用電測法測定組合梁應(yīng)力、應(yīng)變分布情況，實(shí)驗(yàn)室采用多功能組合試驗(yàn)臺對綁定的組合梁進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過靜態(tài)電阻應(yīng)變儀讀出貼在組合梁段不同高度處的應(yīng)變片的應(yīng)變值,再利用公式σ=Eε計(jì)算出該點(diǎn)的應(yīng)力值。

一、ABAQUS簡介

ABAQUS是全球運(yùn)用非常廣泛的一種有限元模擬軟件之一，ABAQUS擁有大量不同種類的單元模型、材料模型、分析過程等。由于ABAQUS的分析能力、求解能力和模擬系統(tǒng)的可靠性,使得ABAQUS被廣泛應(yīng)用于世界各國的工業(yè)生產(chǎn)和研究設(shè)計(jì)中。ABAQUS軟件還在大量的高科技產(chǎn)品研究中發(fā)揮著巨大的作用，我國運(yùn)用也很廣泛。

二、ABAQUS模擬

(一)進(jìn)入part模塊，創(chuàng)建三維實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

創(chuàng)建一個橫截面20x20的，名稱為steel,深度是700的梁，再由此基礎(chǔ)上復(fù)制一個名稱為al的梁。

(二)進(jìn)入Property模塊,創(chuàng)建材料和截面屬性

對這兩個梁的材料屬性進(jìn)行填充，對steel梁鍵入楊氏模量數(shù)值206GPa和泊松比0.26；對al梁鍵入楊氏模量數(shù)值70GPa和泊松比0.33。

(三)進(jìn)入Assembly模塊,定義裝配件

將這兩個梁疊加到一起，進(jìn)行裝配，保持參數(shù)默認(rèn)值不變，完成裝配式。

(四)進(jìn)入mesh模塊，進(jìn)行分區(qū)

將每個部件進(jìn)行網(wǎng)格化，然后建立兩個基準(zhǔn)面進(jìn)行分區(qū)，便于載荷的施加。

(五)進(jìn)入Step模塊,設(shè)置分析步

進(jìn)入分析步模塊,點(diǎn)擊Create Step圖標(biāo),彈開Create Step對話框,名稱默認(rèn)為Step-1,下拉菜單中選擇static,general項(xiàng),進(jìn)行編輯場輸出，按時間點(diǎn)設(shè)置頻率為500N，1000N，1500N，2000N完成Step-1的設(shè)置。

(六)進(jìn)入Interaction模塊,定義相互作用

創(chuàng)建約束管理器，進(jìn)行綁定、耦合，創(chuàng)建兩個套筒部件，分別作用在基準(zhǔn)面的正上方進(jìn)行相互作用，達(dá)到更真實(shí)的效果。

(七)進(jìn)入Job模塊,創(chuàng)建分析作業(yè)

進(jìn)入創(chuàng)建分析作業(yè)模塊,建立一個名稱為Job-1的任務(wù),提交分析作業(yè)。

(八)進(jìn)入Visualization模塊,結(jié)果可視化處理和記錄數(shù)據(jù)

顯示應(yīng)力云紋圖，看前后對比，顯示應(yīng)力分布大小。

通過公式σ實(shí)i=EΔε實(shí)i，可得出結(jié)果為：

施加載荷(N)節(jié)點(diǎn)編號節(jié)點(diǎn)應(yīng)力值(N)5001#15.82#12.43#5.94#3.45#4.56#6.47#8.58#9.610001#31.72#24.93#11.84#6.75#8.96#12.97#17.18#19.215001#47.72#37.33#17.74#10.25#13.46#19.47#25.78#28.920001#63.62#49.83#23.64#13.55#17.96#25.97#34.28#38.5

三、結(jié)論

通過本模擬實(shí)驗(yàn)可以看出,使用ABAQUS進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M簡單方便,只要按照軟件提供的9個模塊按次序完成就可以容易地得到較高精度的模擬結(jié)果。同時,虛擬的實(shí)驗(yàn)也可以減少對實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù),降低實(shí)驗(yàn)費(fèi)用，大大提高做實(shí)驗(yàn)的效率。