- Tổng quan về các bước để mô phỏng trong ABAQUS:
Một phân tích ABAQUS / Standard hoàn chỉnh thường bao gồm ba giai đoạn riêng biệt: tiền xử lý, mô phỏng và hậu xử lý. Ba giai đoạn này được liên kết với nhau bằng các tệp như hình dưới đây:
- Tiền xử lý-Preprocessing (ABAQUS / CAE)
Trong giai đoạn này, bạn phải xác định mô hình của bài toán vật lý và tạo tệp đầu vào ABAQUS. Mô hình thường được tạo bằng ABAQUS / CAE hoặc một bộ tiền xử lý khác, mặc dù tệp đầu vào ABAQUS cho một phân tích đơn giản (bài toán có mô hình đơn giản) có thể được tạo trực tiếp bằng trình soạn thảo văn bản.
- Mô phỏng (ABAQUS / Standard)
Mô phỏng, thường được chạy như một quy trình nền, là giai đoạn mà ABAQUS / Standard giải quyết vấn đề số được xác định trong tệp đầu vào. Ví dụ về đầu ra từ phân tích ứng suất bao gồm chuyển vị và ứng suất được lưu trữ trong các tệp (files) để sẵn sàng cho quá trình xử lý sau. Tùy thuộc vào mức độ phức tạp của vấn đề đang được phân tích và sức mạnh của máy tính đang được sử dụng, có thể mất vài giây đến vài ngày để hoàn thành quá trình chạy phân tích.
- Hậu xử lí-Postprocessing (ABAQUS / Viewer)
Bạn có thể đánh giá kết quả (các chuyển vị, ứng suất hoặc các biến cơ bản khác đã được tính toán) sau khi hoàn thành mô phỏng. Việc đánh giá thường được thực hiện bằng ABAQUS / Viewer hoặc một bộ hậu xử lí khác (Matlab, Python,…). ABAQUS / Viewer, đọc tệp cơ sở dữ liệu đầu ra, có nhiều tùy chọn để hiển thị kết quả, bao gồm các biểu đồ, hoạt ảnh, biểu đồ hình dạng biến dạng và biểu đồ X-Y.
- Những thành phần trong một model ABAQUS:
Một mô hình ABAQUS bao gồm một số thành phần khác nhau cùng mô tả vấn đề vật lý cần phân tích và kết quả thu được. Ở mức tối thiểu, mô hình bao gồm các thông tin sau: hình học, thuộc tính phần phần tử (Loại phần tử), dữ liệu vật liệu, tải (lực tác dụng) và điều kiện biên, loại phân tích và yêu cầu đầu ra.
- Hình học:
Các phần tử và nút xác định hình học cơ bản của cấu trúc vật lý được mô hình hóa trong ABAQUS. Mỗi phần tử trong mô hình đại diện cho một phần rời rạc của cấu trúc vật lý. Ngược lại, cấu trúc vật lí được đại diện bởi nhiều phần tử liên kết với nhau. Các phần tử được kết nối với nhau bằng các nút chung. Tọa độ của các nút và sự kết nối của các phần tử (các nút thuộc về các phần tử nào ) biểu thị cho hình học của mô hình. Tập hợp tất cả các phần tử và nút trong một mô hình được gọi là lưới. Nói chung, lưới sẽ chỉ là một hình học gần đúng của cấu trúc.
Loại phần tử, hình dạng và vị trí, cũng như tổng số phần tử được sử dụng trong lưới, ảnh hưởng đến kết quả thu được từ mô phỏng. Mật độ lưới càng lớn (tức là số phần tử trong lưới càng lớn) thì kết quả càng chính xác. Khi mật độ lưới tăng lên, kết quả phân tích hội tụ và thời gian máy tính cần thiết để phân tích tăng lên. Lời giải thu được từ mô hình số thường là một giải pháp gần đúng với lời giải của bài toán vật lý đang được mô phỏng. Mức độ gần đúng được thực hiện trong hình học của mô hình, hành vi vật liệu, điều kiện biên và tải xác định mức độ phù hợp của mô phỏng số (numerical simulation) đối với vấn đề vật lý.
- Loại phần tử:
ABAQUS có rất nhiều loại phần tử, nhiều loại có dạng hình học không được xác định hoàn toàn bởi tọa độ các nút của chúng. Ví dụ, các lớp của vỏ composite hoặc kích thước của tiết diện dầm chữ I không được xác định bởi các nút của phần tử.
- Dữ liệu vật liệu:
Thuộc tính vật liệu cho tất cả các phần tử phải được xác định. Trong khi dữ liệu vật liệu chất lượng cao thường khó lấy, đặc biệt đối với các mô hình vật liệu phức tạp hơn, dữ liệu của kết quả ABAQUS có thể sử dụng hay không sẽ tùy thuộc vào độ chính xác và mức độ của dữ liệu vật liệu.
- Lực tác dụng và điều kiện biên:
Tải trọng làm biến dạng cấu trúc vật lý và do đó, tạo ra ứng suất. Các hình thức ngoại lực phổ biến nhất bao gồm:
- tải trọng điểm
- tải trọng áp lực trên bề mặt
- lực cơ thể, chẳng hạn như lực hấp dẫn;
- Lực sinh ra bởi nhiệt độ
Các điều kiện biên được sử dụng để hạn chế các phần của mô hình vẫn cố định (không dịch chuyển) hoặc di chuyển theo một lượng quy định (chuyển vị khác không). Trong phân tích tĩnh phải sử dụng đủ các điều kiện biên để ngăn mô hình chuyển động như một vật cứng theo bất kỳ hướng nào; nếu không, chuyển động cứng của chi tiết không được kiềm chế làm cho ma trận độ cứng đặc biệt. Điều đó sẽ gây ra lỗi và mô phỏng có thể bị dừng khi chưa hoàn thành.
ABAQUS sẽ đưa ra thông báo cảnh báo nếu nó phát hiện ra sự cố của bộ giải (Solver) trong quá trình mô phỏng. Điều quan trọng là bạn phải học cách đọc hiểu các thông báo lỗi do ABAQUS đưa ra. Nếu bạn thấy thông báo cảnh báo “điểm kỳ dị số (numerical singularity)” hoặc “trục không (zero pivot)” trong khi phân tích ứng suất tĩnh, bạn nên kiểm tra xem tất cả hoặc một phần của mô hình của bạn có thiếu các ràng buộc đối với các phép dịch chuyển hoặc xoay không. Trong phân tích động lực, quán tính sẽ ngăn cản mô hình chuyển động vô hạn miễn là tất cả các bộ phận riêng biệt trong mô hình đều có khối lượng nhất định. Do đó, các cảnh báo sự cố của bộ giải trong phân tích động lực học thường chỉ ra một số vấn đề mô hình khác, chẳng hạn như độ dẻo quá mức (Phá hủy).
- Loại phân tích:
Loại mô phỏng phổ biến nhất là phân tích tĩnh, nơi thu được phản ứng lâu dài của kết cấu đối với tải trọng tác dụng. Trong một số trường hợp, phản ứng động của kết cấu đối với tải trọng có thể được quan tâm: ví dụ, tác động của tải trọng đột ngột lên một cấu kiện, chẳng hạn như xảy ra khi va chạm hoặc phản ứng của tòa nhà trong một trận động đất.
- Yêu cầu đầu ra:
Để tránh sử dụng quá nhiều dung lượng của ổ cứng, chúng ta có thể sử dụng các tùy chọn để giới hạn các dữ liệu đầu ra.
