1、软件安装,软件,用Camtasia进行屏幕录像。,ABAQUS有限元计算,几何模型,网格模型： *NODE1, 0.0 , 0.0 , 0.0 2, 0.0 , 1.0 , 0.0 3, 1.0 , 1.0 , 0.0 4, 1.0 , 0.0 , 0.0 5, 0.0 , 0.0 , 1.0 6, 0.0 , 1.0 , 1.0 7, 1.0 , 1.0 , 1.0 8, 1.0 , 0.0 , 1.0 9, 0.0 , 0.0 , 2.0 10, 0.0 , 1.0 , 2.0 11, 1.0 , 1.0 , 2.0 12, 1.0 , 0.0 , 2.0 *ELEMENT,TYPE=DC
2、3D8,ELSET=SOLID_box1, 1, 4, 3, 2, 5, 8, 7,62, 5, 8, 7, 6, 9,12,11,10,ABAQUS有限元计算,材料： *SOLID SECTION, ELSET=SOLID_box, MATERIAL=HT280 *MATERIAL, NAME=HT280,静态机械应力计算： *ELASTIC1.1e+5, 0.27,热应力计算： *ELASTIC1.1e+5, 0.27 *Expansion1.05e-05,温度场计算： *Conductivity0.04834 *Density7.35e-09 *Specific Heat0.048,单位
3、,牛 (N),力,秒 (s),时间,吨 (t),质量,毫米 (mm),长度,mJ/(t K),比热,mW/(mmK),导热系数,t/mm3,密度,MPa,弹性模量,1/K,线膨胀系数,mW/(mm2K),换热系数,Verify: T_m.inp T_mm.inp,ABAQUS有限元计算,约束与载荷：,静态机械应力计算： *STEP *STATIC1,1 *初始步长,总时间,最小步长,最大步长 *BOUNDARY1, 1, 3, 0 *节点编号,自由度,自由度,数值 *CLOAD11, 3, 200 *节点编号,自由度,力的大小 *DLOAD2, P4, 10 *单元编号,分布载荷标识,数值 *
4、DSLOADSrf_2, P, 10 *面,分布载荷标识,数值 *END STEP,温度场计算： *STEP *HEAT TRANSFER, STEADY STATE1,1 *BOUNDARY1, 11, 11, 80 *节点编号,自由度,自由度,数值 *FILM2, F4, 200, 0.001 *单元编号,载荷标识,环境温度,换热系数 *SFILMSrf_2, F, 200, 0.001 *面，载荷标识，环境温度，换热系数 *END STEP,ABAQUS有限元计算,约束与载荷：,热应力计算： *INITIAL CONDITION, TYPE=TEMPERATURENset_box, 70
5、 *节点集, 温度 *STEP *STATIC1,1 *Temperature, file=temperature.odb *约束、载荷施加同机械应力计算 *END STEP,定义面： *SURFACE,TYPE=ELEMENT,NAME=srf_22, S2 定义节点集： *NSET, NSET=NSet_11, 2, 3, 4 定义单元集： *ELSET, ELSET=Eset_box1, 2,ABAQUS有限元计算,结果输出：,*odb文件： *OUTPUT, FIELD, FREQ=99 *NODE OUTPUT, NSET=节点集U *ELMENT OUTPUT, ELSET=单元集
6、S, SP, SINV , E *fil文件 *NODE FILE, , FREQ=99, NSET=节点集U *EL FILE, FREQ=99, ELSET=单元集S, SP, SINV , E *CONTACT FILE, FREQ=99,输出到dat文件： *NODE PRINT, FREQ=99, NSET=节点集U, RF *EL PRINT, FREQ=99, ELSET=单元集S, SP, SINV, E,ABAQUS有限元计算,提交计算：,Windows： Abq681 job=box cpu=4 远程Linux: nohup abq681 job=box cpu=4&,AB
7、AQUS有限元计算,文件类型说明：,ABAQUS有限元计算,螺栓预紧力：,定义螺栓预紧属性： *NODE, NSET=NSet_boltPret999901, 0.0, 0.0, 0.0 *PRE-TENSION SECTION, NODE=999901, SURFACE=SURF_B34在STEP中施加预紧力: *CLOAD999901,1,10000,SURF_B34,ABAQUS有限元计算,接触问题：,ABAQUS有限元计算,计算规范：,文件管理：,ABAQUS有限元计算,计算规范：,命名规则: 零件命名：单元集命名：以“SOLID_部件名”为ELESET名，如： SOLID_gaske
8、t,接触面命名： srf_block_headbolt_x_0 srf_block_headbolt _x_1 srf_block_liner _x srf_block_gasket_x srf_liner_block_x_0 srf_liner_block_x_1 srf_liner_gasket_x srf_headbolt_sec_x_0 x（1）：表示沿曲轴方向坐标系的正方向开始命名 01：表示与曲轴垂直方向坐标系的正方向开始命名 其他部件按照上述命名方法进行命名，以要建立接触面的那个部件的英文名称作为命名的开头然后加“_”然后是与之相接触的部件名称。,ABAQUS有限元计算,Pyth
9、on结果后处理：,见Python语言后处理.PPT,ABAQUS在Linux64下的user soubroutine运行环境,安装Intel C+与Intel FortranIntel.C.Plus.Plus.Compiler.v10.1.015.LINUX.EM64T-TBEIntel.Fortran.Compiler.v10.1.018.LINUX.EM64T-TBE 将/opt/intel/cce/lib/libintelc.so.5复制到/lib64 执行命令abq681 verify -user_std验证成功,HyperMesh-划分网格,步骤：,1. 读入几何模型几何模型（.st
10、ep格式文件）2. 几何清理3. 2D Mesh4. 3D Mesh5. 单元类型6. 建立节点集、单元集、面7. 输出网格模型,HyperMesh-读入模型,要核对模型的正确性、单位！,HyperMesh-显示控制,按住Ctrl键+鼠标左、中、右单击/拖动,HyperMesh-选择控制,按住Shift键+鼠标左击/拖动 按住Shift键+鼠标右键拖动,HyperMesh-重新组织模型,Component/Collector将几何模型分块，放在不同的collector里。collector的建立，有利于选中对象，便于操作。注意collector命名规则。在操作时注意：修改当前collector
11、。,HyperMesh-几何清理,清理特征线、点几何模型包含不规则交界面以及由特征线组成的尖、小区域;需要压缩、合并、重建特征线、点;当两条特征线之间区域小于一个网格，且该特征可忽略时，可将该线取消(Toggle)；特征线能保证网格与实体的确切对应，切忌随便Toggle；有时还要创建特征线。,HyperMesh-2D Mesh,自动划分：2D-automesh,HyperMesh-2D Mesh,网格质量检查与优化：二维网格的好坏，决定三维网格质量；,HyperMesh-3D Mesh,四面体自动划分：3D-tetramesh,HyperMesh-单元类型,HyperMesh-建立节点集、单元
12、集,HyperMesh-建立面,HyperMesh-输出网格模型,Export：为便于计算，应将网格按零件分别输出；对各零件网格重新编号，各零件之间的网格节点编号留有余量；文件后缀随意，一般为*.mesh；用UltraEdit编辑、查看各零件的网格模型文件。,HyperMesh-施加函数变载荷,火力板：1.178e-3*(-1.9401*(sqrt(x*x+y*y)/50)3+ 1.1356*(sqrt(x*x+y*y)/50)2+ 0.6834*(sqrt(x*x+y*y)/50) + 0.602),HyperMesh-施加函数变载荷,删除*DLOAD以外的内容 Replace P with
13、 F Replace ,0. with , 736, 0. 另存为FireDeck_HTC.inp,HyperMesh-施加函数变载荷,缸套气侧温度、HTC： 对缸套内壁用HTC的函数施加变压力UtraEdit删除*DLOAD以外内容 对缸套内壁用T的函数施加变压力UtraEdit删除*DLOAD以外内容 在UtraEdit中：菜单ColumnColumn Mode，复制HTC文件的HTC列以及前面的逗号，在温度文件中第一行末尾粘贴 Replace P with F 另存为Liner_gas_HTC.inp,垫片单元,单元类型：三棱柱：GKC3D6N六面体：GKC3D8N 网格划分： 在建立缸
14、垫几何模型时，对压波、油孔、水孔密封区域建立边缘线； 在HM中用边缘线进行切割上述区域； 在缸垫的一个平面上分别对压波、油孔、水孔、本体划分面网格，并存放在不同的Collector中； 对不同区域的面网格沿缸垫厚度方向拉伸一层体网格，并更改单元类型； 建立接触面。,垫片单元,垫片属性： *Gasket behavior, name=GBASE *Expansion1.35e-05, *Gasket Thickness Behavior, type=DAMAGE0., 0.60., 0.002 *Gasket behavior, NAME=Gprotuding *Expansion1.35e-0
15、5, *Gasket Thickness Behavior0., 0.49.56, 0.025 *Gasket Thickness Behavior, direction=UNLOADING0., 0.2625, 0.262520.1862, 0.284, 0.2625 *GASKET SECTION, ELSET=solid_gasket_base, behavior=GBASE,0.35 *GASKET SECTION, ELSET=solid_gasket_oilbore, behavior=GBASE,0.35 *GASKET SECTION, ELSET=solid_gasket_f
16、irebore, behavior=GBASE,0.3 *GASKET SECTION, ELSET=SOLID_GASKET_Protruding, behavior=Gprotuding,HyperView-后处理,显示结果云图,模型显示控制,模型显示控制,对于Element nodes结果，要勾选此项，如fesafe用Element nodes算的输出结果,HyperView-后处理,切面,结果查询,节点集、单元集,HyperView-后处理,输出图片： 菜单: Edit | Copy PageFile | Capture Screen to File ,图例：,HyperView-后处
17、理,注释,远程访问Linux,在Linux系统中启用XDMCP（显示管理控制协议）Applications | System Settings | Login Screen,远程访问Linux,在本地windows系统安装Xmanager 启动Xbrowser,1,2,双击,右击,3,远程访问Linux,常用Linux命令： cd mkdir pwd cp rm gedit top tail man,STAR-CD流动计算,计算流程： 用HyperMesh准备几何模型 用ProAM划分网格模型 设置流动属性 设置边界条件 用STAR求解 后处理,用HyperMesh为STAR-CD准备几何模型
18、,操作过程： User Profiles | CFD 用三角形类型以surface deviation划分2D网格 对不同边界建立以inlet、outlet、wall开头命名的component，将不同边界对应的2D网格移到相应的component 建立名称为fluid的component，用任意一个面网格生成体网格 Utility | CFD I/O | Export files for Star CD: NAS mesh 编辑输出的.nas及.setup文件 在ProAM的命令窗口输入：ifile *.setup,用HyperMesh为STAR-CD准备几何模型,编辑输出的.nas及.se
19、tup文件: 删除图中的红色框内的行,ProAM划分多面体网格模型,操作过程： 设置网格类型 Database | Update | All Cells 设置网格大小 设置附面层厚度及层数 设置边界类型 自动划分网格,2,1,STAR-CD流动计算设置流动属性,主要设置： 选择流体类型：H2O(L) 选择湍流模型：K- 温度计算：ON 流体初始化 指定计算监控点,STAR-CD流动计算设置边界条件,主要设置： 壁面：温度 入口：速度、湍流强度、湍流尺度 出口,STAR-CD流动计算Solver,主要设置： 输出：HTC计算迭代次数、收敛标准,STAR-CD流动计算Solver,输出计算文件Fi
20、le|Save ProblemFile|Save Geometry,STAR-CD流动计算Solver,后台计算 登录服务器，进入到计算目录下，键入star -batch，会生成一个batch.sh文件。 使用命令vi batch.sh来编辑这个文件。将文件倒数第二行改写如下:star -dp $PNP_JOBNODES HOSTNAME,8 star.log & 其中，如果要用单精度计算，就将-dp去掉；8为计算用的cpu个数；后面的HOSTNAME请改成用来计算的服务器名。写完后保存退出。 在命令行下键入. batch.sh或者./batch.sh运行Star 运行之后，键入tail -f
21、 star.log，就可以看到star计算进行中每一步的残差和监视点的信息显示在跟踪的star.log文件中。 监视过程中，可以按Ctrl+c来退出监视，但是计算还是在后台运行的。 如果想要停止计算，可以在命令行下键入star -abort，计算就会停止。,STAR-CD流动计算后处理,图形显示结果Vector DataScalar Data,HTC投影到ABAQUS 用HyperMesh准备FEM的与体网格共节点的面网格，并输出； 用proSTAR的Export Mapped Data将HTC、T投影到有限元的面网格； 菜单栏Post | Save Post Data 用EXCEL、Ultr
22、aEdit编辑上一步输出的文件以符合ABAQUS格式。,STAR-CD流动计算后处理,CFD-FEM：到体单元,在HM中对体网格建立surface（若利用节点+角度搜寻surface困难时，可利用壳单元选择节点，角度较小，可实现快速建立复杂surafce）；体网格必须为一阶单元 对输出的网格文件中含*surface行中的空格删除，并在文件的头尾添加以下内容，否则ProStar不能读取surface,STAR-CD流动计算后处理,2,3,CFD-FEM：到体单元,1,在Prostar中将除用于映射的流体壁面一层网格之外的流体网格删除，因4.08版本在abqmap温度到有限元网格时用的是所有流体网
23、格，映射时间太长。,STAR-CD流动计算后处理,2,3,CFD-FEM：到壳单元,1,在Prostar中将除用于映射的流体壁面一层网格之外的流体网格删除，因4.08版本在abqmap温度到有限元网格时用的是所有流体网格，映射时间太长。,STAR-CD流动计算后处理,CFD-FEM：到壳单元 Save Post Data：,STAR-CD流动计算后处理,生成ABAQUS用文件：,BOOST发动机热力循环模拟,目的：对发动机进排气、缸内流动热力过程进行一维仿真。,BOOST发动机热力循环模拟,主要准备数据： 总体参数：发动机类型、缸径、行程、连杆长度、压缩比、着火顺序 进排气系统：各部件的长度、
24、压力损失、容积，气门座圈内径、气门升程以及对应的流量系数，增压压比、中冷器容积/压力损失/冷却性能 运行数据：转速、功率、比油耗、最高缸内压力、中冷后温度,BOOST发动机热力循环模拟,服务于有限元的BOOST模型： 所需参数：发动机类型、缸径、行程、连杆长度、压缩比、增压压比；气门座圈内径、气门升程以及对应的流量系数；转速、单缸功率、比油耗、最高缸内压力、中冷后温度计算结果：示功图、缸内平均温度、平均换热系数,BOOST发动机热力循环模拟,所需参数示例：,BOOST发动机热力循环模拟,操作过程： Simulation Control/Globals 搭建模型 输入各部件参数 运行计算 后处理,BOOST发动机热力循环模拟,显示结果： 菜单栏Simulation | Show Summary | Cycle Simulation 菜单栏Simulation | Show Results,
