12.2.2 操作过程

12.2.2 操作过程

(1)计算

用Abaqus建立有限元模型,如图12-3(a)所示,施加载荷并设定边界条件后进行计算,得到的结果如图12-3 (b)所示。

(2)Abaqus数据的导出

从Abaqus中可以导出两个存储计算数据的文件:.inp和.rpt文件。其中.inp文件中存储了计算模型的几何数据,如节点的坐标和单元的节点信息等;.rpt文件中存储了位移、应力等计算结果信息。Abaqus的计算结果存储在二进制的.odb文件中,用“report”选项可从.odb文件中输出ASCII码的.rpt文件。

图12-3 有限元模型及应力结果云图

.inp文件格式如下:

在.inp文件中,关键字“*Node”后面是节点的坐标信息,关键字“*Element”后面是单元的节点信息。后面还有其他关键字和其对应的数据信息。

.rpt文件格式如下。

.rpt文件中第23行至倒数第11行的内容记录了节点与计算结果(位移、应力或应变等信息)。

将上面两个文件对应起来,就可以得到空间坐标与计算结果的对应关系,从而可以生成计算结果的矩阵。

(3)后处理Abaqus计算结果的具体过程

以前面巴西圆盘计算结果的后处理为例,设Abaqus输出的两个文件为brazilian_disc.inp和brazilian_disc.rpt。

首先读取“brazilian_disc.inp”文件中单元的节点的坐标,将其赋值给变量x和y。需要注意的是,由于.inp文件同时包含了注释等说明信息,读取数据时,需要先通过查找关键字的方式确定数据的位置,再进行读取。然后读取“brazilan_disc.rpt”文件中的结果数据,将其赋值给变量sigma_ data。同样地,需要先确定数据的位置,再进行读取和进一步处理。读取数据后,x,y,sigma_data矩阵中分别存储了节点的坐标和应力,有了这些矩阵,就可以用MATLAB完成本节中描述的问题了。

圆盘中轴线上应力的理论解与有限元解对比结果如图12-4所示。

图12-4 圆盘中轴线上应力的理论解与有限元解对比图

光弹性实验中的等差线代表了光弹性材料(如环氧树脂)制成的模型中的最大剪应力分布,图12-5 (a)所示为与本计算模型中同尺寸光弹模型实验中的等差线。为验证计算结果,可将同样载荷下的有限元计算结果与实验中的等差线绘制在一起,如图12-5 (b)所示。

图12-5 等差线比较

(a)光弹实验等差线条纹;(b)实验等差线与有限元计算结果对比