Tổng quan về ABAQUS

Mời các bạn tham khảo những kiến thức về: phương pháp phần tử hữu hạn, phần mềm ABAQUS và cách xây dụng mô hình tính toán trong ABAQUS thông qua tài liệu "Tổng quan về ABAQUS" sau đây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng quan về ABAQUS CƠ SỞ LÝ THUYẾT Phần I: Giới thiệu về phương pháp phần tử hữu hạn Phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH) là phương pháp số đ ể gi ải cácbài toán được mô tả bởi các phương trình vi phân riêng phần cùng vớicác điều kiện biên cụ thể. Cơ sở của phương pháp này là làm rời rạc hóa các miền liên tục phức tạpcủa bài toán. Các miền liên tục được chia thành nhiều miền con (phần t ử).Các miền này được liên kết với nhau tại các điểm nút. Trên mi ền con này,dạng biến phân tương đương với bài toán được giải xấp xỉ dựa trên các hàmxấp xỉ trên từng phần tử, thoả mãn điều kiện trên biên cùng với sự cân bằngvà liên tục giữa các phần tử. Về mặt toán học, phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH) được s ửdụng để giải gần đúng bài toán phương trình vi phân từng phần (PTVPTP) vàphương trình tích phân, ví dụ như phương trình truyền nhiệt. Lời giải gầnđúng được đưa ra dựa trên việc loại bỏ phương trình vi phân một cách hoàntoàn (những vấn đề về trạng thái ổn định), hoặc chuyển PTVPTP sang mộtphương trình vi phân thường tương đương mà sau đó được giải bằng cách s ửdụng phương pháp sai phân hữu hạn,…. PPPTHH không tìm dạng xấp xỉ của hàm trên toàn miền xác định V c ủanó mà chỉ trong những miền con Ve (phần tử) thuộc miền xác đ ịnh c ủahàm.Trong PPPTHH miền V được chia thành một số hữu hạn các miền con,gọi là phần tử. Các miền này liên kết với nhau tại các điểm định trước trênbiên của phần tử được gọi là nút. Các hàm xấp xỉ này được biểu diễn qua cácgiá trị của hàm (hoặc giá trị của đạo hàm) tại các điểm nút trên phần tử. Cácgiá trị này được gọi là các bậc tự do của phần tử và được xem là ẩn số cầntìm của bài toán. Trong việc giải phương trình vi phân thường, thách thức đầu tiên là tạo ramột phương trình xấp xỉ với phương trình cần được nghiên cứu, nhưng đó làổn định số học (numerically stable), nghĩa là những lỗi trong vi ệc nh ập d ữliệu và tính toán trung gian không chồng chất và làm cho kết quả xuất ra xuấtra trở nên vô nghĩa. Có rất nhiều cách để làm việc này, tất cả đều có nhữngưu điểm và nhược điểm. PPPTHH là sự lựa chọn tốt cho việc giải phươngtrình vi phân từng phần trên những miền phức tạp (giống như những chiếc xevà những đường ống dẫn dầu) hoặc khi những yêu cầu về đ ộ chính xác thayđổi trong toàn miền. Ví dụ, trong việc mô phỏng th ời ti ết trên Trái Đ ất, vi ệcdự báo chính xác thời tiết trên đất liền quan trọng hơn là d ự báo th ời ti ết chovùng biển rộng, điều này có thể thực hiện được bằng việc sử dụng ph ươngpháp phần tử hữu hạn. Trên thế giới có nhiều phần mềm PTHH nổi tiếng như: NASTRAN,ANSYS, TITUS, MODULEF, SAP 2000, CASTEM 2000, SAMCEF,ABAQUS, ... Phần 2 :Giới thiệu về ABAQUS và cách xây dụng mô hình tính toántrong ABAQUS 2.1 Tổng quan về ABAQUS Hiện nay ABAQUS là một bộ phần mền lớn dùng đ ể mô phong côngtrình,kết cấu dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn, phạm vi gi ải quy ếtvấn đề của nó từ phân tích tuyến tính tương đối đơn giản đến vấn dề mônphỏng phi tuyến phúc tạp. ABAQUS có kho phần tử phong phú, có th ể môphỏng hình dạng bất kỳ. Đồng thời kho mô hình vật liệu có th ể mô ph ỏngđại đa số tính năng vật liệu kết cấu điển hình, trong đó bao gồm kim lo ại,cao su, vật liệu cao phân tử, vật liệu phúc hợp, bê tông cốt thép,…. ABAQUSkhông chỉ giải quyết vấn đề trong phân tích kết cấu (ứng suất , chuy ển vị),vần có khả năng mô phỏng và nghiên cứu vấn đề trong lĩnh v ực khác nh ưtruyền đẫn nhiệt, phân tích âm thanh,điện tử, phân tích cơ h ọc môi tr ườngđiện áp. ABAQUS có hai khối phân tích chủ yếu : ABAQUS/Standard vàABAQUS/Explicit. Ngoài ra vẫn còn hai khối phân tích ph ụ có công d ụng đ ặcbiệt : ABAQUS/Aqua và ABAQUS/Design. ABAQUS/CAE (CompleteABAQUS Evironment) là khối giao tiếp với người dùng, làm công tác ti ền x ửlý như thiết lập mô hình, gán đặc tính và đi ều ki ện biên, phân chia m ạnglưới…. ABAQUS/Viewer dùng để tiến hành phân tích và sử lý kết quả. 2.2. Các bước giả lập một bài toán trong chương trình ABAQUS/CAE Giao diện ABAQUS/CAE: Hình 1: Giao diện ABAQUS/CAE Chúng ta làm việc nhiều với khối ABAQUS/ CAE vì thế mà chúng ta sẽ đi phân tích làm việc với khối này. Khối này làm việc với các modul theo thứ tự như sau: PART, PROPERTY, ASSEMBLY, STEP, INTERACTION, LOAD, MESH, JOB, VISUALYZATION, SKETCH.Hình 2: các modul làm việc của khối ABAQUS / CAE Part: Modul này là hàng loạt công cụ dùng để xây dựng mô hình với cácbiên dạng khác nhau từ những yếu tố đơn giản đến phức tạp. Nh ư đi ểm ( ) , đường thẳng ( ), đường tròn ( ) đường cong bất kì ( ), hìnhchử nhật ( )...từ những phần tử đơn giản này chúng ta có th ể xây dựngnên những biên dạng phức tạp. Từ đó chúng ta có thể tạo nên những môhình phức tạp. Ngoài ra ABAQUS còn có công cụ Import để nhập các fileđược xây dựng từ các phần mềm khác rất tiện lợi cho việc xây dựng môhình. Chúng ta có thể lấy những mô hình chuẩ ...