生成部分模型数据

时间：2022-11-06 百科知识版权反馈

【摘要】：在ABAQUS/CAE环境下，点击左侧工具区按钮，弹出Create Part对话框，将Modeling Space设为2DPlanar，Type设为Deformable，Base Feature设为Shell，点击按钮，ABAQUS自动进入Sketch绘图环境。此时，视图区将显示模型的外部轮廓线。按照同样的步骤，完成整个模型的剖分，点击提示区的按钮，ABAQUS自动退出Sketch绘图环境，再次点击提示区的按钮。剖分后的模型如图6.11所示。点击窗口顶部工具栏上的按钮，键入所需的文件名，ABAQUS/CAE会自动加上“.cae”后缀。

6.3.1　ABAQUS/CAE生成部分模型数据

1）部件（Part）模块

在ABAQUS/CAE环境下，点击左侧工具区（Create Part）按钮，弹出Create Part对话框，将Modeling Space设为2DPlanar，Type设为Deformable，Base Feature设为Shell，点击按钮，ABAQUS自动进入Sketch绘图环境。

点击左侧工具区（Create lines：Connected）按钮，在提示区输入（－30，－20）（实际输入时不需要括号，下同），按Enter键确认，继续在提示区输入（30，－20），再按Enter键确认。按照同样的步骤，分别在提示区中输入（30，0）、（21.035，0）、（14，4.69）、（－14，4.69）、（－21.035，0）、（－30，0），分别按Enter键确认，再用鼠标左键点击起始点（－30，－20）。点击鼠标右键，再点击Cancel Procedure。此时，视图区将显示模型的外部轮廓线。点击提示区的按钮，以退出Sketch绘图环境。

用鼠标左键按住左侧工具区图标不放，稍等片刻，在弹出的系列图标中选择（Create Datum Point：Offset From Point）按钮，选择路面表面左侧顶点为偏移基准点，在提示区输入（－0.06，－0.04，0），按Enter键确认。按照同样的方法，仍以路面表面左侧顶点为偏移基准点，分别在提示区中输入（－0.15，－0.10，0）、（－0.51，－0.34，0）、（－0.735，－0.49，0）、（－1.035，－0.69，0）、（－2.535，－1.69，0）、（－4.035，－2.69，0）、（－5.535，－3.69，0），分别按Enter键确认。

再以砂垫层左侧顶面点为偏移基准点，分别在提示区中输入（0，－0.50，0）、（0，－12.0，0），分别按Enter键确认。

点击左侧工具区（Partition Face：Sketch）按钮，ABAQUS自动进入Sketch绘图环境。点击工具栏（Box Zoom View）按钮，在视图区用鼠标左键划选路面左侧区域（图6.9），点击鼠标右键，选择Cancel Procedure。

图6.9　（Box Zoom View）按钮的使用

图6.10　剖分模型

点击左侧工具区按钮，点击创建的第一个数据点，点击工具栏（Auto－Fit View）按钮，再次点击工具栏（Box Zoom View）按钮放大模型右侧区域（可能需要多次放大），当鼠标指针移至模型右边界上出现“×”时（图6.10），单击鼠标左键，按Esc键完成线段的绘制，完成路面表面层的剖分。

图6.11　剖分完成后的模型

按照同样的步骤，完成整个模型的剖分，点击提示区的按钮，ABAQUS自动退出Sketch绘图环境，再次点击提示区的按钮。剖分后的模型如图6.11所示。点击窗口顶部工具栏上的（Save Model Database）按钮，键入所需的文件名（softpave），ABAQUS/CAE会自动加上“.cae”后缀。

2）特性（Property）模块

在ABAQUS/CAE窗口顶部的环境栏中选择特性（Property）模块。

点击左侧工具区（Create Material）按钮，弹出Edit Material对话框，在Name后输入SMA，点击按钮，完成材料SMA的创建。

提示：材料的属性参数，直接在＊.inp文件中给出，可避免繁琐的菜单操作。建议所有用户采用这种方式。

按照同样的步骤完成其他材料的创建（图6.12）。其中AC20、ATB、GM、CTB、SG、sand、soft1、soft2分别代表沥青混凝土AC20、沥青稳定碎石、级配碎石、水泥稳定碎石、路堤、砂垫层、淤泥质黏土和粉质黏土。

图6.12　Material Manager对话框

图6.13　Section Assignment Manager对话框

点击左侧工具区（Create Section）按钮，弹出Create Section对话框，保持默认参数不变，点击按钮。在弹出的Edit Section对话框中的后下拉框中选择SMA，点击按钮，完成截面Section－1的创建。

按同样的步骤，创建AC20等其他材料的截面属性。

提示：为避免出错，一般按照从上到下的顺序创建材料截面。

点击左侧工具区（Assign Section）按钮，在视图区中模型最上部分区域点击鼠标左键，再点击提示区的按钮，在弹出的Edit Section Assignment对话框中的后下拉框中选择Section－1，点击按钮完成SMA材料的定义。

按照同样步骤，完成其他材料的定义（图6.13）。

3）装配（Assembly）模块

在ABAQUS/CAE窗口顶部的环境栏中选择装配（Assembly）模块，以创建装配件。

（1）部件实体化

点击左侧工具区（Instance Part）按钮，弹出Create Instance对话框，将Instance Type设为Independent（mesh on instance），点击按钮，以完成部件的实体化（图6.14）。

（2）定义集合

·用于施加边界条件的集合

依次点击菜单［Tools］→［Set］→［Create］，在弹出的Create Set对话框中的Name后输入left，点击按钮，点击提示区的（Show/Hide Select Options）按钮，在弹出的Option对话框中选择Edges，并将选择实体的方法设为Select Entities Inside the Drag Shape（选择拖拽框内的实体，即被选中），在视图区中划选模型左侧边界（图6.14中AE线段），点击提示区中按钮完成集合left的定义。按照同样方法，以模型右侧边界（图6.14中DF线段）为集合right，模型底部边界（图6.14中EF线段）为集合bottom。

图6.14　部件实体化后的装配件

·用于定义排水边界的集合

依次点击菜单［Tools］→［Set］→［Create］，在弹出的Create Set对话框中的Name后输入freesurf，点击按钮，在视图区中同时选取AB、CD线段（图6.14），点击提示区中按钮；按照同样的方法创建集合inisurf（图6.14中线段BC）。

·用于定义施加载荷的集合

依次点击菜单［Tools］→［Set］→［Create］，在弹出的Create Set对话框中的Name后输入SMA，采用工具栏（Box Zoom View）按钮（或滚动鼠标滚轮）放大模型表面的区域，在路面结构第一层（SMA）内点击鼠标左键，这时视图区如图6.15所示，点击提示区的按钮。

提示：这里的载荷是指路面各层的质量（容重）。创建的这些集合主要用于模拟路面各层的逐步填筑过程。

按照同样的步骤创建其他模型层次的集合。完成后的集合如图6.16所示。

图6.15　创建集合SMA

图6.16　创建好的集合

提示：当创建多个集合（Sets）时，容易出错。这时可在Set Manager对话框中点击按钮，这时提示区将显示该集合所代表的区域，如果显示区域不正确，可重新选取正确的模型区域。

注意：上图中集合SMA与材料名SMA，名字相同，但含义不同，注意不要混淆。

4）网格（Mesh）模块

在ABAQUS/CAE窗口顶部的环境栏中选择网格（Mesh）模块，为模型划分网格。

点击左侧工具区（Seed Part Instance）按钮，在弹出的Global Seeds对话框中，将Approximate global size设为1，点击按钮，完成模型种子（Seeds）定义。

点击左侧工具区（Assign Mesh Controls）按钮，在视图区中选择整个模型，点击提示区中按钮，弹出Mesh Controls对话框，将Technique设为Structure，点击按钮，点击提示区中按钮，完成网格控制的定义。

点击左侧工具区（Assign Element Type）按钮，在视图区中选择模型上半部（路面结构和路堤部分），点击提示区中按钮，弹出Element Type对话框。将Geometric Order设为线性单元（Linear），将Family设为Plane Strain，此时对话框中显示单元为CPE4R（4结点线性平面应变减缩积分单元），点击按钮；再在视图区中选择模型下半部（除路面结构和路堤外），在Element Type对话框中将Family设为Pore Fluid/Stress，此时对话框中显示单元为CPE4P（4结点线性平面应变孔隙压力单元），点击按钮，点击提示区中按钮，完成模型单元的定义。