搜索ABAQUS中的相關約定（2）——旋轉約束的約定
2016-12-01 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
空間中,對于有限旋轉作如下規定:定義
為關于整體X、Y和Z軸的旋轉量(也就是指在一個節點的4、5、6自由度)。
定義
,其中
,方向P為旋轉同方向,
為右手法則得出的旋轉角度(弧度表示),見下圖。
值不是唯一確定的。在大旋轉問題中,如果總旋轉量超過
,可以加或減任意倍的
(以得到在
內的值),而這可能會導致旋轉分量的不連續輸出。
這個規則提供了在大多數分析中對于運動邊條和彎矩的簡便輸入以及輸出的簡單解釋。由ABAQUS產生的對旋轉的輸出代表的是關于一固定軸從原參考構型到當前構型的旋轉。此輸出不同于對結點的旋轉歷史輸出。而且,這個規則成為了小旋轉分析甚至是施加到初始有限旋轉上的小旋轉情況(這種情況可在關于一個預變形狀態下小振動研究考慮)最通常的規則。
●組合旋轉
因為有限旋轉的方向性,它不是累積的,它們被指定的方式與其它種邊條被指定的方式有所不同:在整個step上指定的旋轉增量必須是從分析步開始的構型到該步末所需要的構型旋轉結點所需要的旋轉量。對于總旋轉量,在分析中它將結點旋轉到最終的位置,但如果它是在其他的幾個初始參考構型中施加的,那么在一個分析步中就使結點旋轉到總量來說是不夠的(也可以說是不正確的)。如果對于某結點施加的一個旋轉增量
下面以梁的旋轉為例來說明如何指定組合有限旋轉以及說明有限旋轉輸出:
梁最初位一x軸上,現在想進行如相復合旋轉:最行使梁繞z軸旋轉旋轉60度,隨后梁自旋(以自己梁軸)90度,最后使梁繞在x-y平面內垂直于梁體的軸旋轉90度。
該分析的組合旋轉分為三步,
其中:
在這個例子中,
代表每一個繞旋轉軸有限旋轉的大小。上述的三個旋轉向量分別在第一個步開始的構型定義時施加。用*Boundary,type=velocity可以很簡便地進行定義。為方便起見,在ABAQUS中對于velocity類型的邊條其默認的amplitude值為常量。
如下為一個典型的ABAQUs分析步,將結點1固定在原點而將旋轉加于結點2上:
STEP, NLGEOM
Step 1: Rotate 60 degrees about thez-axis
*STATIC
*BOUNDARY, TYPE=VELOCITY
2, 4, 5
2, 6, 6, 1.047198
*END STEP
**
*STEP, NLGEOM
Step 2: Rotate 90 degrees about thebeam axis
*STATIC
*BOUNDARY, TYPE=VELOCITY
2, 4, 4, 0.785398
2, 5, 5, 1.36035
2, 6, 6
*END STEP
**
*STEP, NLGEOM
Step 3: Rotate beam onto z-axis
*STATIC
*BOUNDARY,TYPE=VELOCITY
2, 4, 4, 1.36035
2, 5, 5, -0.785398
2, 6, 6
*END STEP
推薦使用上述方示施加有限旋轉邊界條件(*boundary,type-velocity為默認的amplitude定義類型)。然而,如果旋轉邊條是作為位移類型邊條加載的話,上面的輸入格式需要進行改變,在ABAQUS/Standard中,對于某一分析步的邊條是在分析步內定義整體或該步最終的邊界狀態。這種情況下,所有以前分析步中所指定的邊條必須要被添加到增量的旋轉向量分量上。ABAQUS/Standard的分析步定義將變為:
*STEP, NLGEOM
Step 1: Rotate 60 degrees about thez-axis
*STATIC
*BOUNDARY
2, 4, 5
2, 6, 6, 1.047198
*END STEP
**
*STEP, NLGEOM
Step 2: Rotate 90 degrees about thebeam axis
*STATIC
*BOUNDARY
2, 4, 4, 0.785398
2, 5, 5, 1.36035
2, 6, 6, 1.047198
*END STEP
**
*STEP, NLGEOM
Step 3: Rotate beam onto z-axis
*STATIC
*BOUNDARY
2, 4, 4, 2.145748
2, 5, 5, 0.574952
2, 6, 6, 1.047198
*END STEP
可以看出,第二、三步的邊條是分別加上了前幾步已定義的旋轉邊界條件!
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