基于ABAQUS的組合梁彎曲正應(yīng)力實驗?zāi)M

于建東

(華北理工大學(xué) 河北 唐山 063000)

引言

組合梁彎曲正應(yīng)力實驗是材料力學(xué)的一個重要的實驗,旨在幫助學(xué)生理解和掌握組合梁彎曲正應(yīng)力的分布規(guī)律及驗證正應(yīng)力計算公式。實驗室常采用電測法測定組合梁應(yīng)力、應(yīng)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(tài)電阻應(yīng)變儀讀出貼在組合梁段不同高度處的應(yīng)變片的應(yīng)變值,再利用公式σ=Eε計算出該點的應(yīng)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(tǒng)的可靠性,使得ABAQUS被廣泛應(yīng)用于世界各國的工業(yè)生產(chǎn)和研究設(shè)計中。ABAQUS軟件還在大量的高科技產(chǎn)品研究中發(fā)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(chuàng)建三維實驗?zāi)Ｐ?/h3>

創(chuàng)建一個橫截面20x20的，名稱為steel,深度是700的梁，再由此基礎(chǔ)上復(fù)制一個名稱為al的梁。

(二)進入Property模塊,創(chuàng)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(shù)值206GPa和泊松比0.26；對al梁鍵入楊氏模量數(shù)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(shù)默認值不變，完成裝配式。

(四)進入mesh模塊，進行分區(qū)

將每個部件進行網(wǎng)格化，然后建立兩個基準(zhǔn)面進行分區(qū)，便于載荷的施加。

(五)進入Step模塊,設(shè)置分析步

進入分析步模塊,點擊Create Step圖標(biāo),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(shè)置頻率為500N，1000N，1500N，2000N完成Step-1的設(shè)置。

(六)進入Interaction模塊,定義相互作用

創(chuàng)建約束管理器，進行綁定、耦合，創(chuàng)建兩個套筒部件，分別作用在基準(zhǔn)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(chuàng)建分析作業(yè)

進入創(chuàng)建分析作業(yè)模塊,建立一個名稱為Job-1的任務(wù),提交分析作業(yè)。

(八)進入Visualization模塊,結(jié)果可視化處理和記錄數(shù)據(jù)

顯示應(yīng)力云紋圖，看前后對比，顯示應(yīng)力分布大小。

通過公式σ實i=EΔε實i，可得出結(jié)果為：

施加載荷(N)節(jié)點編號節(jié)點應(yīng)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(jié)論

通過本模擬實驗可以看出,使用ABAQUS進行實驗?zāi)M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(jié)果。同時,虛擬的實驗也可以減少對實驗設(shè)備的維護,降低實驗費用，大大提高做實驗的效率。