本文以一个悬臂梁分析示例为例,介绍如何使用 Abaqus 对边界条件相同、载荷不同的问题进行多载荷工况分析。
如下图所示的悬臂梁模型,左端固定,自由端施加一系列载荷,目标是分析梁在每种载荷作用下的线性响应。考虑六种荷载工况:全局 X、Y 和 Z 方向上的单位力,以及这些方向上的单位力矩。
在Abaqus 中,通过以下步骤完成多载荷工况的设置和分析:
1. 定义分析步
由于多载荷工况分析是线性分析,需采用线性摄动分析 (Linear Perturbation)。
a) 将【Procedure type】选项切换到【Linear perturbation】;
b) 选择【Static, Linear perturbation】,进行线性静态摄动分析;
c) 创建的【Step-1_LoadCases】可以在分析步管理器中编辑、重命名等。
2. 定义边界条件
在该问题中,所有载荷工况具有相同的边界条件:左端固定。因此直接在【Initial】初始分析步中创建固定约束。
3. 定义载荷
如常规分析一样,在【Step-1_LoadCases】分析步中分别创建 6 个载荷。
4. 定义载荷工况 (Load Cases)
在设置完载荷之后,需要组装成载荷工况。全局 X 方向上的单位力载荷工况的具体操作如下:
a. 在“载荷 (Load)” 模块中,选择【Load Case】>【Create】;
b. 定义载荷工况名称,并选择相应的分析步【Step-1_LoadCases】;
c. 在【Edit Load Case】对话框中,切换到【Loads】项;
d. 点击底部的 + 号,弹出【Load Selection】对话框;
e. 选择全局 X 方向上的单位力载荷【Load-1_Force-X】;
f. 选定载荷后,将其加入到载荷工况中,可以在【Scale Factor】中设置缩放因子。
由于左端的固定边界条件已在初始分析步中定义,其在分析步的每个载荷工况下均处于激活状态。因此【Boundary Conditions】无需定义。
其他载荷工况的设置与上述一致,创建完成后在【Load Case Manager】中显示有六个载荷工况。
执行多载荷工况分析后,结果文件 (odb) 中的“帧 (Frame)”存储了每个载荷工况的计算结果,每个帧对应一个载荷工况。通过遍历帧,可以查看悬臂梁在各载荷作用下的响应。
可以在后处理中对多载荷工况分析的结果进行组合,以获取组合载荷工况的响应。具体操作请参考《Abaqus后处理(2) - 从帧创建场输出》。