基于ABAQUS的組合梁彎曲正應力實驗模擬

于建東

(華北理工大學 河北 唐山 063000)

引言

組合梁彎曲正應力實驗是材料力學的一個重要的實驗,旨在幫助學生理解和掌握組合梁彎曲正應力的分布規律及驗證正應力計算公式。實驗室常采用電測法測定組合梁應力、應變分布情況，實驗室采用多功能組合試驗臺對綁定的組合梁進行實驗，通過靜態電阻應變儀讀出貼在組合梁段不同高度處的應變片的應變值,再利用公式σ=Eε計算出該點的應力值。

一、ABAQUS簡介

ABAQUS是全球運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的可靠性,使得ABAQUS被廣泛應用于世界各國的工業生產和研究設計中。ABAQUS軟件還在大量的高科技產品研究中發揮著巨大的作用，我國運用也很廣泛。

二、ABAQUS模擬

(一)進入part模塊，創建三維實驗模型

創建一個橫截面20x20的，名稱為steel,深度是700的梁，再由此基礎上復制一個名稱為al的梁。

(二)進入Property模塊,創建材料和截面屬性

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

(三)進入Assembly模塊,定義裝配件

將這兩個梁疊加到一起，進行裝配，保持參數默認值不變，完成裝配式。

(四)進入mesh模塊，進行分區

將每個部件進行網格化，然后建立兩個基準面進行分區，便于載荷的施加。

(五)進入Step模塊,設置分析步

進入分析步模塊,點擊Create Step圖標,彈開Create Step對話框,名稱默認為Step-1,下拉菜單中選擇static,general項,進行編輯場輸出，按時間點設置頻率為500N，1000N，1500N，2000N完成Step-1的設置。

(六)進入Interaction模塊,定義相互作用

創建約束管理器，進行綁定、耦合，創建兩個套筒部件，分別作用在基準面的正上方進行相互作用，達到更真實的效果。

(七)進入Job模塊,創建分析作業

進入創建分析作業模塊,建立一個名稱為Job-1的任務,提交分析作業。

(八)進入Visualization模塊,結果可視化處理和記錄數據

顯示應力云紋圖，看前后對比，顯示應力分布大小。

通過公式σ實i=EΔε實i，可得出結果為：

施加載荷(N)節點編號節點應力值(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、結論

通過本模擬實驗可以看出,使用ABAQUS進行實驗模擬簡單方便,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果。同時,虛擬的實驗也可以減少對實驗設備的維護,降低實驗費用，大大提高做實驗的效率。