ABAQUS下循环对称约束的使用

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本次案例选取自B站粉丝留言的一个小问题，如果模型呈现圆周循环对称，则可以针对最小重复单元进行计算，达到缩减计算量，提高计算精度的目的。本次案例模型如图1所示，左侧为完整模型，右侧模型为其1/6模型。

图1 模型了解

回顾一下ABAQUS的有限元分析流程：

图2 ABAQUS有限元分析流程

一、前处理

1.1 几何模型的构建

左侧模型树当中，右击part导入x_t格式几何模型。

1.2 材料参数的定义

1.2.1 材料本构

在property模块中，创建材料，定义elastic参数，杨氏模量为2.1e5MPa，泊松比为0.3。

1.2.2 截面定义

通过Create Section创建Solid，Homogeneous截面。

1.2.3 截面指派

通过Assign Section将创建好的截面指派给相应模型。

1.3 网格系统构建

1.3.1 网格划分

在Mesh模块中，划分网格，得到如下所示网格模型。

图3 网格模型

1.3.2 单元类型

单元类型保持默认。

1.3.3 装配

在Assembly模块中，通过Create Instance进行装配，如图4所示。

图4 装配模型

二、求解

2.1 求解器的设定

在Step模块中通过Create Step创建静力通用分析步，分析步设置保持默认。

2.2 连接关系的构建

在interaction模块，通过create reference point在上下表面圆心处创建参考点。

通过Create Interaction创建Cyclic symmetry(Standard)约束，主从面分别选择两侧端面，对称轴的两个点分别选择刚创建好的两个RP点，Total number of sectors设置为6，如图5所示。

图5 对称约束设置

2.3 边界条件的设定

2.3.1 位移边界条件

在Load模块中，通过Create Boundary Condition创建Symmetry/Antisymmetry/Encastre约束，选择内表面，施加Encastre约束。

2.3.2 载荷边界条件

通过Create Load创建Pressure载荷，选择上表面，施加1MPa压力。

得到的载荷约束如下图所示。

图6 载荷约束

在Job模块中，创建相应作业并提交求解分析。

三、后处理

3.1 位移云图

图7 位移云图

3.2 应力云图

图8 应力云图

对比结果：

完整模型的应力云图及位移云图如图9和图10所示。

图9 完整模型应力云图

图10 完整模型位移云图

通过对比可见，施加循环对称约束的结果与完整模型计算结果相差无二，如果遇到较大模型，可使用循环对称约束对模型进行简化。

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