在結(jié)構(gòu)力學(xué)仿真中，應(yīng)力峰值–路徑曲線是定位應(yīng)力集中、驗證結(jié)構(gòu)強度的關(guān)鍵工具，能直觀呈現(xiàn)沿特定路徑的應(yīng)力峰值變化。Abaqus通過標(biāo)準(zhǔn)化流程可高效生成該曲線，本文結(jié)合實操步驟講解方法，并梳理常見問題。

 

 

 

一、應(yīng)力峰值–路徑曲線的核心定義

應(yīng)力峰值–路徑曲線，是沿用戶自定義空間路徑（直線、折線、圓弧），提取路徑上節(jié)點或單元的應(yīng)力峰值（等效應(yīng)力、最大主應(yīng)力等），以“路徑長度”為橫坐標(biāo)、“應(yīng)力峰值”為縱坐標(biāo)繪制的曲線。其價值在于：

 

l定位應(yīng)力集中點，如焊縫、孔洞邊緣的高應(yīng)力區(qū)；

l量化應(yīng)力分布趨勢，如構(gòu)件邊緣到中心的應(yīng)力衰減；

l對比材料許用應(yīng)力，判斷結(jié)構(gòu)強度是否達(dá)標(biāo)。

 

Abaqus中提取應(yīng)力峰值需先明確類型：塑性材料選等效應(yīng)力（vonMises），脆性材料選最大主應(yīng)力，再結(jié)合路徑定義操作。

 

 

 

二、四步實操生成曲線

以“簡支梁受均布荷載仿真”（模型已求解）為例，分四步操作：

1.第一步：前處理結(jié)果驗證

進(jìn)入Abaqus后處理模塊（Abaqus/Viewer），確保模型與結(jié)果有效：

l打開.odb文件，通過“Plot→Contours→OnElements”查看應(yīng)力云圖，確認(rèn)分布符合力學(xué)規(guī)律（如簡支梁跨中應(yīng)力高于支座）；

l用“Mesh→Verify”檢查路徑區(qū)域網(wǎng)格，避免畸形單元，建議路徑上單元尺寸不超路徑總長1/50；

l選對應(yīng)分析步（如Step-1）和結(jié)果幀（通常最后一幀），通過“Result→Step/Frame”設(shè)置。

 

2.第二步：創(chuàng)建自定義路徑

路徑是曲線生成基礎(chǔ)，Abaqus支持三種常用類型：

l路徑類型選擇：

進(jìn)入“Tools→Path→Create”：

①直線路徑（StraightLine）：適用于直線方向提取，輸入起點、終點坐標(biāo)（可點擊圖形區(qū)選點）；

②多段線路徑（Polyline）：適用于折線方向，依次輸入多個路徑點；

③圓弧路徑（CircularArc）：適用于圓弧面，輸入圓心、半徑、起始角度。

 

l參數(shù)設(shè)置：

勾選“Includeallelementsalongpath”，采樣率設(shè)為“100pointsperunitlength”（保證曲線平滑）；路徑命名清晰（如“Beam_Cross_Path”），便于管理。

 

3.第三步：提取路徑上的應(yīng)力峰值

關(guān)鍵是選對stress變量與提取方式：

l進(jìn)入“Tools→Path→Evaluate”，選已創(chuàng)建路徑；

l展開“Stress”選項，按需求勾選應(yīng)力類型：等效應(yīng)力選“SVON”，最大主應(yīng)力選“S11”，第一主應(yīng)力選“SP1”；同時勾選“PathLength”（橫坐標(biāo)用）；

l點擊“Evaluate”，數(shù)據(jù)存儲在“PathResults”，可通過“Tools→Path→Manager”查看。

 

4.第四步：生成與調(diào)整曲線

提取數(shù)據(jù)后生成并優(yōu)化曲線：

l生成曲線：“Plot→XYData→Plot”，選“PathResults”，配對“路徑長度”（橫坐標(biāo)）與“應(yīng)力峰值”（縱坐標(biāo)）；

l曲線調(diào)整：

①坐標(biāo)軸：“View→Axis→Scale”調(diào)整范圍（如橫坐標(biāo)0-100mm、縱坐標(biāo)0-300MPa）；

②樣式：“Edit→XYPlot→Curves”設(shè)紅色實線、3px線寬，加圓點標(biāo)記定位峰值；

③標(biāo)注：“Edit→XYPlot→Labels”加坐標(biāo)軸名（如“路徑長度(mm)”“等效應(yīng)力(MPa)”）、標(biāo)題及峰值標(biāo)注（如“MaxStress:280MPa@50mm”）；

數(shù)據(jù)導(dǎo)出：“File→Export→XYData”存為.csv格式，便于后續(xù)分析。

 

 

 

三、常見問題與解決

1.曲線鋸齒化

原因：采樣率低或網(wǎng)格差；

解決：提高采樣率至200points/unit，優(yōu)化路徑網(wǎng)格（“Mesh→Control”設(shè)單元尺寸）。

 

2.應(yīng)力峰值異常

原因：路徑穿節(jié)點重合區(qū)或變量選錯；

解決：“View→Path→Show”確認(rèn)路徑位置，換“單元積分點應(yīng)力”（精度更高）。

 

3.路徑無法創(chuàng)建

原因：坐標(biāo)超范圍或無實體單元；

解決：“View→CoordinateSystem”查模型坐標(biāo)，調(diào)整路徑點；確認(rèn)模型生成實體單元（如C3D8R）。

 

Abaqus生成應(yīng)力峰值–路徑曲線，核心是“精準(zhǔn)路徑+正確變量+曲線優(yōu)化”。實操中需驗證模型、控制網(wǎng)格質(zhì)量，結(jié)合工程場景選應(yīng)力類型，讓曲線為結(jié)構(gòu)強度評估與優(yōu)化提供可靠支撐，助力定位問題、提升設(shè)計合理性。