6.4.1 創(chuàng)建部件

（1）啟動ABAQUS/CAE，單擊New Model Database選項(xiàng)，進(jìn)入Part模塊，在工具區(qū)中單擊Create Part圖標(biāo)，彈出Create Part對話框，在Name文本框中輸入“Part-danke”，設(shè)置Modeling Space為3D，再依次選擇Deformable、Shell和Revolution，如圖6-24所示，然后單擊Continue按鈕。

（2）單擊工具區(qū)中的圖標(biāo)，繪制頂點(diǎn)坐標(biāo)分別為（7.5,95）、（7.5,80）、（15,65）、（15,5）、（10,5）、（10,3）、（15,3）、（15,0）及（0,0）的多段線，如圖6-25所示。在視圖區(qū)雙擊鼠標(biāo)中鍵，彈出Edit Revolution對話框，在Angle文本框中輸入“360”，如圖6-26所示，單擊OK按鈕。

6.4.2 定義材料屬性

（1）在工作區(qū)上方的Module下拉列表框中選擇Property選項(xiàng)，進(jìn)入材料屬性編輯界面。單擊工具區(qū)中的Create Material圖標(biāo)，彈出EditMaterial對話框，默認(rèn)名稱為Material-1。

（2）設(shè)置彈性常數(shù)。在Material Behaviors選項(xiàng)組中依次選擇Mechanical→Elasticity→Elastic選項(xiàng)。此時(shí)，在下方出現(xiàn)的數(shù)據(jù)表中依次設(shè)置Young’s Modulus為210000，Poisson’s Ratio為0.3，如圖6-27（a）所示。

（3）設(shè)置材料密度。選擇General→Density選項(xiàng)。此時(shí)，在下方出現(xiàn)的Mass Density中輸入“7.8e-9”，如圖6-27（b）所示，單擊OK按鈕。

6.4.3 定義和指派截面屬性

1．定義截面屬性

單擊Create Section圖標(biāo)，彈出Create Section對話框，設(shè)置Category為Shell，其他各項(xiàng)不變，單擊Continue按鈕。彈出Edit Section對話框，設(shè)置Shell thickness（殼體厚度）中的Value為1，保持其他各項(xiàng)不變，如圖6-28所示，單擊OK按鈕。

2．指派截面屬性

單擊工具區(qū)中的Assign Section圖標(biāo)，在視圖區(qū)選擇整個(gè)模型，單擊提示區(qū)的Done按鈕（或在視圖區(qū)單擊鼠標(biāo)中鍵），彈出Edit SectionAssignment對話框，保持各項(xiàng)默認(rèn)值，如圖6-29所示，單擊OK按鈕。

6.4.4 定義裝配

在Module下拉列表框中選擇Assembly選項(xiàng)，單擊工具區(qū)中的CreateInstance圖標(biāo)，彈出Create Instance對話框，保持各項(xiàng)默認(rèn)值，如圖6-30所示，單擊OK按鈕。

6.4.5 設(shè)置分析步

在Module下拉列表框中選擇Step選項(xiàng)，進(jìn)入分析步編輯界面。單擊工具區(qū)中的Create Step圖標(biāo)，彈出Create Step對話框，在Name文本框中輸入“Step-Freq”，設(shè)置Procedure type為Linear perturbation，并在下方列表中選擇Frequency選項(xiàng)，如圖6-31（a）所示，單擊Continue按鈕。彈出Edit Step對話框，在Value文本框中輸入“20”，如圖6-31（b）所示，單擊OK按鈕，完成分析步的設(shè)定。

6.4.6 劃分網(wǎng)格

在Module下拉列表框中選擇Mesh選項(xiàng)，進(jìn)入網(wǎng)格功能界面，在窗口頂部的環(huán)境欄中設(shè)置Object為Part。

1．設(shè)置全局種子

單擊工具區(qū)中的Seed Part圖標(biāo)，彈出Global Seeds對話框，設(shè)置Approximate global size為2，如圖6-32所示，單擊OK按鈕。

2．定義網(wǎng)格屬性

單擊工具區(qū)中的Assign Mesh Controls圖標(biāo)，在視圖區(qū)將部件全選，單擊提示區(qū)的Done按鈕確認(rèn)，彈出Mesh Controls對話框，設(shè)置ElementShape為Quad，如圖6-33所示，單擊OK按鈕。

3．設(shè)定單元類型

單擊工具區(qū)中的Assign Element Type圖標(biāo)，在視圖區(qū)將部件全選，彈出Element Type對話框，設(shè)置Geometric Order為Linear，其他選項(xiàng)保持默認(rèn)值，此時(shí)的單元類型為S4R，如圖6-34所示，單擊OK按鈕。

4．劃分網(wǎng)格

單擊工具區(qū)中的Mesh Part圖標(biāo)，在視圖區(qū)單擊鼠標(biāo)中鍵，完成網(wǎng)格的劃分，如圖6-35所示。

6.4.7 邊界條件和載荷

1．定義集合和載荷面

在Module下拉列表框中選擇Load選項(xiàng)，進(jìn)入載荷編輯界面。選擇菜單欄中的Tools→Set→Manager命令，彈出Set Manager對話框，單擊Create按鈕，彈出Create Set對話框，在Name文本框中輸入“Set-Fix”，單擊Continue按鈕，選中如圖6-36所示的端面，在視圖區(qū)單擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，Set-Fix集合建立完畢。

2．定義邊界條件

在上文中已對施加固支邊界條件及對稱邊界條件的區(qū)域創(chuàng)建了集合，在此可直接定義部件的邊界條件。單擊工具區(qū)中的Create BoundaryCondition圖標(biāo)，彈出Create Boundary Condition對話框，在Name文本框中輸入“BC-Fix”，設(shè)置Step為Initial，Types for Selected Step為Symmetry/Antisymmetry/Encastre，如圖6-37所示，單擊Continue按鈕。在提示區(qū)單擊Sets按鈕，彈出Region Selection對話框，選擇SetFix，如圖6-38所示，單擊Continue按鈕。在彈出的Edit BoundaryCondition對話框中選中ENCASTRE(U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0)單選按鈕，如圖6-39所示，單擊OK按鈕。

6.4.8 提交分析作業(yè)

（1）在Module下拉列表框中選擇Job選項(xiàng)，單擊工具區(qū)中的JobManager圖標(biāo)，彈出Job Manager對話框，單擊Create按鈕，彈出CreateJob對話框，設(shè)置Name為Job-danke，如圖6-40所示，單擊Continue按鈕，彈出Edit Job對話框，保持各項(xiàng)默認(rèn)值不變，單擊OK按鈕。

（2）此時(shí)新創(chuàng)建的作業(yè)顯示在Job Manager對話框中，如圖6-41所示。單擊工具欄中的按鈕來保存所建的模型，然后單擊Submit按鈕提交分析。

（3）單擊Monitor按鈕，打開Job-danke Monitor對話框，進(jìn)行分析，分析完成后，單擊Dismiss按鈕，關(guān)閉對話框，然后單擊Results按鈕，進(jìn)入Visualization模塊。

6.4.9 后處理

如上所述，在Job模塊中完成分析計(jì)算后直接進(jìn)入Visualization模塊進(jìn)行后處理。

1．顯示變形圖

單擊工具區(qū)中的Plot Contours on Deformed Shape圖標(biāo)，顯示部件的位移云紋圖，如圖6-42所示。

2．顯示部件各階模態(tài)的振型圖

選擇菜單欄中的Results→Field Output命令，彈出Field Output對話框，單擊Step/Frame圖標(biāo)，彈出Step/Frame對話框，如圖6-43所示，選中Frame列表中的各行數(shù)據(jù)，單擊Apply按鈕。此時(shí)視圖區(qū)顯示出部件相應(yīng)模態(tài)的振型，這里給出6組振型，如圖6-44所示。

3．顯示節(jié)點(diǎn)隨模態(tài)變化的位移曲線

單擊工具區(qū)中的Create XY Data圖標(biāo)，彈出Create XY Data對話框，選擇ODB field output，單擊Continue按鈕。彈出XY Data from ODB FieldOutput對話框，選擇Variables選項(xiàng)卡，在Position下拉列表框中選擇Unique Nodal（唯一節(jié)點(diǎn)）選項(xiàng)，如圖6-45所示，展開U:Spatialdisplacement列表，選中Magnitude復(fù)選框；選擇Elements/Nodes選項(xiàng)卡，單擊Edit Selection按鈕，在部件上選一點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，再單擊Add Selection按鈕，列表中彈出Select nodes in viewport（從視圖中選擇節(jié)點(diǎn)），此時(shí)可以重復(fù)添加待查看的點(diǎn)。添加完畢后，可在對話框的列表中選擇待查看的點(diǎn)，單擊Plot按鈕，將顯示待查看點(diǎn)的位移隨模態(tài)的變化曲線，如圖6-46所示。

6.5 本章小結(jié)

動力學(xué)分析在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)和生活中很常見，能夠進(jìn)行模態(tài)分析是ABAQUS的一個(gè)重要優(yōu)勢。本章介紹了使用ABAQUS進(jìn)行模態(tài)分析的步驟和方法，使讀者了解ABAQUS進(jìn)行模態(tài)分析的巨大優(yōu)勢。本章分析的模型包括圓棒的振動模態(tài)分析和彈殼的結(jié)構(gòu)模態(tài)分析。

（內(nèi)容、圖片來源：《ABAQUS 2020有限元分析從入門到精通》，侵刪）

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