ABAQUS軟件中的在 Load 功能模塊中單擊菜單 Predefined Field-(reate，可以定義速度場(chǎng)、角速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)等多種類型的預(yù)定義場(chǎng) (predefined feld)，其相應(yīng)的關(guān)鍵詞是 *INITAL CONDITIONS。

有些類型的預(yù)定義場(chǎng)(例如始應(yīng)力場(chǎng)無法在 ABAQUS/CAE 中直接定義，只能手工加關(guān)鍵詞 *INITIAL CONDITIONS。

本書將在第14.22節(jié)“在過之間傳遞數(shù)據(jù)的”如用定場(chǎng)來導(dǎo)人已有的分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)不同分析過程之間的數(shù)據(jù)傳遞。關(guān)于預(yù)定義場(chǎng)的詳細(xì)介紹，請(qǐng)參見 ABAQUS 6.7 幫助文檔《ABAQUS Analyis UersManual》 第 27.2.1 節(jié)“Initial conditions”、第 27.6 節(jié)“Predefined felds”和《ABAQUS/CAE User’s Manual》 第 16.8.3 節(jié)“Creating predefined fields”。

8.41速度和角速度預(yù)定義場(chǎng)

[常見問題 8-17]

在邊界條件和預(yù)定義場(chǎng)中都可以定義速度和角速度，二者有何區(qū)別?

[解答]

在 Load 功能模塊中，單擊(Create Boundary Condition)按鈕，可以建度和角速度邊界條件(如圖 8-13 所示)，單擊(Create Predefined Field)按鈕，可以創(chuàng)建度和角速度預(yù)定義場(chǎng)(如圖8-14 所)。

這兩種方法的區(qū)別在于:

1) 角速度邊界條件所定義的是節(jié)點(diǎn)(或參考點(diǎn))以自身為中心旋轉(zhuǎn)的角度。對(duì)于實(shí)體單元，節(jié)點(diǎn)上沒有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，就不能直接定義角速度邊界條件，而應(yīng)該使用[常見問題8-7] 中介紹的方法加以定義。

角速度預(yù)定義場(chǎng)定義的是節(jié)點(diǎn) (或參考點(diǎn))一個(gè)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的角速度，此旋轉(zhuǎn)軸是通過圖8-14 中的 Axis point 1 和 Axis point 2 定的。在實(shí)體單的節(jié)點(diǎn)上可以定角速度預(yù)定義場(chǎng)。

2) 速度和角速度邊界條件可以使用局部坐標(biāo)系，而速度預(yù)定義場(chǎng)只能基于全局坐標(biāo)系，角速度預(yù)定義場(chǎng)需要指定旋轉(zhuǎn)軸。

3)和角度邊界條件可以在分中定 (小只為0)，可以在的后續(xù)分析步中定義，可以使用幅值曲線。

速度和角速度預(yù)定義場(chǎng)只能在初始 (iitial)分析步中定義，給出的是模型的初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài) (大小可以不為 0)，不能使用值曲線。

[常問題8-18]

實(shí)體A以10mm/s 的初始速度與靜止的實(shí)體 B ，使用 ABAQUS/Explicit 來模報(bào)碰撞過程。在預(yù)定義場(chǎng)中定義了實(shí)體的速度為10mm/s，并在初始 (initial) 分析步中為實(shí)體A創(chuàng)建了速度邊界條件，在后續(xù)分析步中不改變此速度邊界條件的值 (狀態(tài)為 propagated)。為什么在分析結(jié)果中，實(shí)體 A 始終是靜止不動(dòng)的?

錯(cuò)誤原因在初始 (initial) 分析步中創(chuàng)建速度邊界條件時(shí)，ABAQUS/CAE 不要求給出速度大小其含義是：在初始狀態(tài)的速度為0（初始分折步中各種邊界條件的大小都是 0）。這時(shí)，在頂定義場(chǎng)中設(shè)定的初始速度不再起作用。

在后續(xù)分析步中速度邊界條件的狀態(tài)為 propagated，其含義是:在后續(xù)分析步中始終保持初始 (initial) 分析步中的速度不變。因此在分析結(jié)果中，實(shí)體 A 始終是靜止不動(dòng)的。

[解決方法]

去掉速度邊界條件，只保留速度預(yù)定義場(chǎng)即可。在初始狀態(tài)下，實(shí)體 A 會(huì)以預(yù)定義場(chǎng)中所定義的 10mm/s 的度運(yùn)動(dòng);在后步中，實(shí)體 A 的 ABAQUS/Explicit 根據(jù)實(shí)際碰撞情況計(jì)算得到。

[常見問題8-19]

對(duì)于[常見問題8-18] 中的碰撞問題，使用如下方法來定義速度: 在后續(xù)分析步中為實(shí)體 A 的所有節(jié)點(diǎn)定義 10mm/ 的速度邊界條件，沒有指定速度預(yù)定義場(chǎng)。為什么在分析結(jié)果中，實(shí)體 A 在碰撞時(shí)沒有發(fā)生任何變形(實(shí)體 A 的材料屬性與實(shí)體 B 相同，并沒有將實(shí)體 A 定義為剛體)？

[錯(cuò)誤原因]

在實(shí)體 A 的所有節(jié)點(diǎn)上定義了相同的度邊界條件，則實(shí)體 A 上所有節(jié)點(diǎn)在時(shí)刻的位移也是相同的，相當(dāng)于實(shí)體 A 變成了一個(gè)剛體，不可能再自由變形。

解決法可以根據(jù)問題的實(shí)際情況選擇正確的建模方法：

1)如果希望在發(fā)生接觸碰時(shí)，實(shí)體 A 仍然保持原來的度，相當(dāng)于有一個(gè)外力始終在推著它勻速地運(yùn)動(dòng)，則應(yīng)該只把度邊界條件定義在外力的作用面上(例如遠(yuǎn)離碰撞區(qū)域的某個(gè)端面)，而不是實(shí)體 A 的所有節(jié)點(diǎn)上。

2)如果希望模擬的是實(shí)體 A 一定的始度向?qū)嶓w B，一發(fā)生接觸，撞體的速度就由 ABAQUS軟件 計(jì)算決定 (沒有外力讓它保持原來的速度)，就不應(yīng)該使用速度邊界條件，而是定義速度預(yù)定義場(chǎng)，詳見[常見問題8-18] 中的解答。