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2013-08-14 by:Abaqus培训中心 来源:仿真在线
Abaqus有限元分析实例解析——在棒中的应力波传播(二)
9.4.2 后处理
在Job Manager,点击Results进入ABAQUS/CAE的Visulization模块,并自动地打开由这个作业创建的输出数据库(.odb)文件。另一种方法,从位于工具栏下面的Module列表中,选择Visulization进入Visulization模块;从主菜单栏中,通过选择File-->Open打开.odb文件并双点击合适的文件。
沿路径(path)绘制应力
我们希望观察沿着棒长度方向的应力分布是如何随着时间变化的。为此,我们将观察在整个分析过程中的三个不同时刻的应力分布。
对于输出数据库文件的前三个框图的每一个图,创建一条沿着棒的中心线3方向应力(S33)变化的曲线。为了创建这些绘图,你首先需要定义沿着棒的中心的直线路径。
沿着棒的中心创建一条由点构成的路径(point list path):
1.在主菜单栏中,选择Tools-->Path-->Create。
显示Create Path(创建路径)对话框。
2. 命名路径为Center,选择Point list(点列)作为路径类型,并点击Continue。
显示Edit Point List Path(编辑点列路径)对话框。
3.在Point Coordinates(点坐标)列表中,输入棒两端中心的坐标。例如,如果应用我们前述的方法生成了几何和网格,那么在列表输入中是0, 0, 1和0, 0, 0。(这个输入指定了从(0,0,1)到(0,0,0)的一条路径,如在模型的整体坐标系中所定义的。)
4.当完成后,点击OK关闭Edit Point List Path对话框。
保存在三个不同时刻沿此路径的应力的X-Y曲线图:
1.在主菜单栏中,选择Tools-->XY Data-->Manager。
2.在XY Data Manager(XY数据管理器)中,点击Create。
显示Create XY Data(创建XY数据)对话框。
3.选择Path(路径)作为XY数据的来源,并点击Continue。
显示XY Data from Path(从路径中获取XY数据)对话框,以及你已经创建的在路径列表中可以找到的路径。如果当前显示的是未变形的模型形状,在视图中高亮度显示你所选择的路径。
4.在Point loaction(点位置),选中Include intersection(包括交叉点)。
5.在对话框的X Values(X值)部分中,接受True distance(真实距离)作为选择。
6.在对话框的Y Values(Y值)部分中,点击Field Output(场变量输出)以打开Field Output对话框。
7.选择S33应力分量,并点击OK。
在XY Data from Path对话框中的场输出变量发生变化,表示将创建在3方向的应力数据。
注意:ABAQUS/CAE可能警告你场输出变量将不会影响当前的图像,保留绘图模式为As is,并点击OK继续。
8.在XY Data from Path对话框中的Y Values部分,点击Step/Frame。
9.在弹出的Step/Frame对话框中,选择frame 1,它是5个记录框图的第2个图。(列出的第1个框图为frame 0,它是模型在分析步开始时的基本状态。)点击OK。
在XY Data from Path对话框中的Y Values部分发生改变,表示将从第一个分析步的frame 1创建数据。
10.保存X-Y数据,点击Save as。
显示Save XY Data as对话框。
11.命名X-Y数据为S33_T1,并点击OK。
在XY Data Manager中,显示出S33_T1。
12.重复步骤8到步骤10,创建frame 2和frame 3的X-Y数据,并分别命名数据集合为S33_T2和S33_T3。
13.关闭XY Data from Path对话框,点击Cancel。
绘制应力曲线:
1.在XY Data Manager对话框中,拖动光标高亮度显示所有3组XY数据集。
2.点击Plot。
ABAQUS/CAE绘制出沿着棒中心3方向上对应于frame 1、2和3的应力,它们对应于近似的模拟时刻分别为5×10-5 s、1×10-4 s和1.5×10-4 s。
设置XY曲线图:
1.从主菜单栏中,选择Options-->XY Plot。
显示XY Plot Options(XY图选项)对话框。
2.点击Tick Marks(刻度)页。
使Tick Marks选项可以工作。
3.指定Y轴的主要刻度出现在20E3 s增量(increments)。
4.对于X轴和Y轴的次要刻度选项,在每个主要刻度间隔之间指定次要刻度为0。
你也可以设置每个轴的标题。
5.点击Titles(标题)页,使标题选项可以工作。
6.在X-Axis(X轴)域,选择标题来源为User-specified(自定义)。在Title Text(标题内容)域,输入Distance along bar (m)。
7.在Y-Axis域,指定Stress-S33 (Pa)为Y轴的标题。
8.点击OK确认用户选择的X-Y绘图参数,并关闭XY Plot Options对话框。
设置在X-Y绘图中曲线的显示:
1.从主菜单栏中,选择Options-->XY Curve。
显示XY Curve Options(XY曲线选项)对话框。
2.在XY Data数据域中,选择S33_T2。
3.对于S33_T2曲线,选择点线类型,并点击Apply。
S33_T2曲线变成为点线。
4.重复步骤2与3,使S33_T3成为虚线。
5.点击Dismiss关闭XY Curve Options对话框。
所设置的绘图显示在图9-8中。
我们能够看到,在三条曲线的每一条中应力波在棒的长度上的影响是近似为0.2 m。这个距离应该对应于爆炸波在作用时间内传播的距离,这可以通过简单的计算来验证。如果波前的长度为0.2 m和波速为5.15×103 m/s,那么波传播0.2 m所用的时间为3.88×10-5 m/s。正如所预料的,这就是我们所施加的爆炸荷载的作用时间。当应力波沿着棒传播时它并不是严格的方波。特别是在应力突然改变之后有回复或者摆动。在本章后面将要讨论的线性体粘性,减缓了这种回复,因此并未对结果有负面的影响。
创建历史曲线图
另一种研究结果的方法是观察在棒中的三个不同点的应力的时间历史;例如,距离棒的加载端为0.25 m、0.50 m和0.75 m的三个点。为此,我们必须首先确定位于这些位置处的单元编号。确定这些单元编号的一种容易的方法是在包含沿着棒边界的单元(集合OUT)的显示组中查询这些单元。
创建和绘出显示组并查询单元编号:
1.从主菜单栏中,选择Tools-->Display Group-->Create。ABAQUS/CAE显示Create Display Group(创建显示组)对话框。
2.选择Elements作为Item,和Elements Sets(单元集)作为Seletion Method(选择方式)。从几何集合列表中,选择OUT,点击Save Selection As(保存选择内容为)。
3.在Save Selection As对话框中,命名显示组为History plot。点击OK。4.点击Dismiss关闭Create Display Group对话框。
5.从主菜单栏中,选择Plot-->Undeformed Shape,绘制未变形形状。
6.从主菜单栏中,选择Tools-->Display Group-->Plot-->History plot,绘制所创建的显示组。
7.从主菜单栏中,选择Tools-->Query。
8.在弹出的Query(查询)对话框中,选择Probe Values(探测),并点击OK。
显示Probe Values对话框。
9.点击在图9-9中的阴影单元(在棒中的每第13个单元)。单元的ID(编号)显示在Probe Values对话框中。标记这三个阴影单元的编号。
10.点击Cancel关闭Probe Values对话框。
当提示你是否将结果写入到一个文件时,点击No。
绘制应力历史:
1.从主菜单栏中,选择Result-->History Output。
ABAQUS/CAE显示History Output对话框。在Output Varialbes域中包含了在输出数据库的历史变量部分中的所有变量的列表;这些也是你能够绘制的所有变量。为了观察变量选择的完整描述,拖动对话框的左边或右边框,增加History Output对话框的宽度。
2.应用[Ctrl]+点击,选择多组X-Y数据集合,对于已经标识的三个单元(每第13个单元),选择在3方向上的应力(S33)数据。
3.在History Output对话框的底部,点击Plot。
ABAQUS/CAE绘制出在每个单元中的应力(纵轴)随时间变化的X-Y图。
4.点击Dismiss关闭对话框。
如前所述,你可以设置图的显示。
设置X-Y图:
1.从主菜单栏中,选择Options--> XY Plot。
显示XY Plot Options对话框。
2.点击Title页。
标题选项可以工作。
3.在X-axis域,指定X轴标题为Total time (s)。
4.点击OK确认所设置的X-Y曲线图选项,并关闭对话框。
设置在X-Y图中曲线的显示:
1.从主菜单栏中,选择Options--> XY Curve。
显示XY Curve Options对话框。
2.在XY Data域中,选择对应于最接近于棒自由端的单元的临时的X-Y数据编号。(在这个集合中的单元最先受到应力波的影响。)
3.选择User-specified图标来源。
4.在Legend text(图标文本)域中,键入S33-0.25。
5.点击Apply。
6.在XY Data域中,选择对应于在棒中间的单元的临时的X-Y数据编号。(这是下一个受应力波影响的单元。)
7.指定S33-0.5作为曲线的图标文本,并改变曲线类型为点线(dotted)。
8.点击Apply。
9.在XY Data域中,选择对应于最接近于棒固定端的单元的临时的X-Y数据编号。(这是最后一个受应力波影响的单元。)
10.指定S33-0.75作为曲线的图标文本,并改变曲线类型为虚线(dashed)。
11.点击OK,确认你的设置并关闭对话框。
设置后的图显示在图9-10中。
我们从历史图上可以看到,当应力波通过所给出的点时应力开始增加。一旦应力波完全地通过了该点,该点的应力值在零的附近振荡。
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