Appunti Abaqus + modeFRONTIER

Possiamo creare delle polilinee con il comando create lines: connected (secondo pulsante a dx

sulla prima riga, dopo aver cliccato su create part e continuous) per replicare la nostra geometria.

Cliccando su add dimension (secondo pulsante a sx della dodicesima riga) posso assegnare la

dimensione desiderata alla linea realizzata:

Se una volta modificata la lunghezza, la linea non si allunga/accorcia come desideriamo, dobbiamo

aggiungere dei vincoli attraverso il comando add constraint che si trova sopra a quello raffigurato

nel riquadro rosso nell’immagine precedente (solitamente si sceglie il vincolo fixed per fissare un

punto).

Con il pulsante create fillet è possibile realizzare raggi di raccordo (primo pulsante a dx della quinta

riga) ed apparirà, nella barra in basso, di quanto dovrà essere la dimensione. Terminato di usare

tale comando, clicco nella barrain basso sulla X e successivamente su done.

Per poter specchiare il componente (supponendo che questo abbia un’asse di simmetria) è

possibile usare il comando mirror (e scegliendo nella barra in basso se usare il sottocomando copy

o move a seconda di quello che desideriamo fare) passando prima dal comando translate (primo

pulsante a sx della nona riga) e tenendo premuto creando prima una linea di costruzione con il

pulsante create construction (primo pulsante a sx della sesta riga). Quando in basso a dx dei

pulsanti è presente un triangolino nero, vuol dire che mantenendo premuto è possibile aprire

ulteriori comandi correlati a quello principale. Cliccando su mirror e seguendo le istruziopni guida

della barra in basso, otterrò la geometria desiderata. Terminate le operazioni, clicco nella barra in

basso il pulsante done fin quando non mi apparirà il comando edit base extrusion, dove mi

chiederà le dimensioni dell’estrusione. Qui termina il modulo part.

RICORDA: ogni qualvolta creiamo una parte deformabile, bisogna andare nel menù a tendina tools

(barra in alto del software), selezionare il comando set, cliccare su manager e creare un set con lo

stesso nome con cui abbiamo creato la parte, ed all’interno di questo set ci mettiamo tutta la

geometria del provino semplicemente selezionandola tutta ed infine clicchiamo su done. Questo ci

aiuterà molto per il modulo property.

RICORDA: è possibile importare una parte da un altro software CAD (come Inventor) esportando il

file da questo software ed in formato STEP, per poi aprirlo in ABAQUS con il tasto in alto a sx File,

Import e cercando il file aiutandosi con il File Filter STEP

Passiamo adesso al modulo property e concentriamoci sulle prime 3 righe (proprietà, sezione ed

assegnazione della sezione). Nel modulo property si definiscono le proprietà del materiale, quindi

curva di flusso o curva limite di formabilità. Tali proprietà vengono storate all’interno di un

contenitore che si chiama section e la sezione con i dati materiali viene assegnata alla geometria.

Aprendo il property manager (secondo pulsante a dx sulla prima riga) e cliccando su create,

apparirà una finestra in cui dovremo inserire noi tutte le proprietà del materiale. Tuttavia, la curva

di trazione non possiamo inserirla interamente all’interno di ABAQUS perché va divisa la parte

elastica da quella plastica. Assegno un nome al materiale (es: alluminio) ed assegno le proprietà.

Se il modello è in mm, le tensioni vanno inserite in Mpa e quindi, andando ad esempio in general e

2

cliccando su density andrò ad inserire un valore di densità in tonellate/mm (es: per l’alluminio

-9

inseriremo quindi 2.7 x 10 che noi scriveremo come 2.7e-9 con la notazione scientifica). Inserisco,

di volta in volta, tutte le proprietà del materiale. Per quanto riguarda la plasticità del materiale, per

poter inserire le proprietà, devo andare nel file excel presente sul teams:

Copio tali dati con ctrl+c e gli incollo all’interno di ABAQUS semplicemente cliccando sulla prima

riga di Yeld Stress e cliccando ctrl+v:

Definita densità, parte elastica e parte plastica, per il problema da dover risolvere.

RICORDA: ABAQUS come separatore decimale usa sempre il punto e non la virgola, altrimenti darà

l’errore.

Definito il materiale devo cliccare sul pulsante create section (primo pulsante a sx della seconda

riga) per realizzare la sezione relativa al materiale:

Successivamente clicco sul pulsante assign section (primo pulsante a sx della terza riga) per

assegnare il tipo di materiale ad una sezione (seleziono tutta la parte col rettangolo ed infine clicco

su done). Dopo aver fatto ciò, apparirà una schermata in cui ci chiede a che tipo di sezione

realizzata deve essere assegnata quella appena selezionata:

Successivamente clicco su ok e la parte passa da essere traslucida ad essere verde chiaro, il che

significa che a quella parte selezionata sono state attribuite le proprietà del materiale scelto:

ABAQUS (lezione 27/10/2023)

Nel modulo step definiamo il problema che vogliamo risolvere: tipo di simulazione (problema

statico o dinamico, problema termico, ecc…)

Apro lo step manager (secondo pulsante a dx sulla prima riga)

Trovo lo step initial

Clicco su create e trovo una finestra dove trovo tutte le tipologie di problemi risolvibili

Noi useremo lo static general perché siamo interessati all’applicazione di un carico statico che

fornirà deformazioni al nostro materiale

Assegno un nome allo static general e clicco su continue, facendo apparire l’edit step

Apparirà tale schermata:

Bisogna prestare attenzione al time period che noi, SOLO nello static general, lasceremo pari ad 1,

nonché un tempo normalizzato

Se ragionassimo su soluzioni dinamiche, allora dovremo modificare il time period

Al Nlgeom (non linearità geometriche) dovremmo sempre flaggare sulla spunta ON

Adesso mi sposto, sempre nell’edit step (immagine precedente), nella sezione incrementation (fino

ad ora mi trovavo nella sezione basic)

Il solutore, dalla configurazione di riferimento, cerca di ricavare la matrice di rigidezza del nostro

sistema, sfruttando una tangente alla curva di flusso, partendo dallo spostamento uo

Se il nostro problema fosse lineare, il punto a si troverebbe sulla curva di flusso lineare. Tuttavia, la

stima del solutore risulta essere diversa da quella reale, quindi c’è una discrepanza, un residuo Ra.

Quindi invece di stimare una Ca grande, ne stimo una piccola, quindi un passettino di integrazione

più piccolo e ricalcolo il residuo che, se è piccolo, ci porterà al raggiungimento della convergenza.

Ovviamente, ABAQUS cerca di fare tutto questo in maniera automatizzata, ossia se si rende conto

che la convergenza avviene in maniera rapida, tende ad usare passettini di integrazione Ca più

piccoli fino al limite minimo di passettino inserito da noi nella sezione incrementation. Qualora

non fosse raggiunta la convergenza in almeno 5 iterazioni, il solutore si blocca e ci dice che non è

stata raggiunta la convergenza (in sostanza ci dice che il modello realizzato da noi non va bene).

Il time period indica il passo iniziale da dover effettuare e se ho un sistema lineare, raggiungerò, in

un unico caso (quindi con il passettino pari all’intero time period) la soluzione. Tuttavia, noi non ci

troveremo quasi mai nel caso lineare, pertanto, se inserendo un time period pari ad 1 non

troviamo la soluzione, ABAQUS, in automatico, riduce a ¼ il time period iniziale (es: da 1 va a 0,25).

Se non trovasse alcuna soluzione (non arriva a convergenza), ABAQUS prenderà un time period

pari a ¼ di quello precedente (quindi ¼ di 0,25). Questa cosa viene fatta per 5 volte (come detto

prima) e qualora non fosse raggiunta la convergenza, avrò l’arresto del software (quindi modello

sbagliato). Questo procedimento si chiama cut back.

Questi valori initial, minimum e maximum vengono acquisiti con l’esperienza. Una buona norma ci

-3 -4

dice di usare un increment size initial pari a 10 o 10 (posso scriverlo come 1e-3 o 1e-4) per

-5 -8

quello minimo invece si cerca di non scendere al di sotto di 10 o 10 . Per quello massimo

potremmo anche lasciare 1 o 0,1. Il massimo numero di incremento potremmo anche lasciarlo

pari a 100 ma non conviene. Solitamente si mette sempre un valore molto molto alto (es:

1000000000) perché incrementa il valore iniziale scelto per un tot di volte pari proprio al massimo

numero di incremento scelto fino a quando non raggiungo la soluzione.

Sempre nella sezione step, nel secondo pulsante a dx della seconda riga (field output manager)

cliccando su create e continue, trovo tutte le variabili associate al modello.

Nell’immagine precedente posso vedere il comando frequency, ossia la frequenza con cui mi salva

tutto ciò che sta facendo. Solitamente si sceglie every x unit of time quindi la sequenza di scrittura

avviene a quell’istante di tempo scelto da noi (pari proprio a x), impiegando meno memoria di

calcolo. Solitamente poniamo x pari a 0,01

Anche nell’history output manager dobbiamo fare la stessa cosa (secondo pulsante a dx della

terza riga)

Spostiamoci adesso nel modulo Load dove si definiscono carichi e vincoli correlati alla prova

effettuata. Noi definiremo le boundary condition (creiamo le condizioni di vincolo e di carico sul

pezzo) ed il pulsante è il secondo a dx sulla seconda riga. Successivamente clicco su create e mi

chiederà se creare quanto detto nello step initial o step-1 (quello che noi rinominiamo durante il

modulo step). Scelgo lo step initial e la rinomino (es: incastro provino) lasciando la categoria

meccanica e usando il primo types

Fatto ciò, seleziono sul pezzo, la faccia da voler incastrare:

Clicco su done (stringa in basso)

Mi si apriranno una serie di equazioni di vincolo e scelgo quella che voglio (in questo caso incastro)

In arancio trovo i gdl bloccati mentre in blu i constrain bloccati:

Successivamente, devo andare ad immettere una nuova boundary condition (cliccando

nuovamente su create) di spostamento sullo step-1 (nell’esempio fatto dal prof step-1 sarebbe

trazione) e clicco come tipologia su displacement rotation

Seleziono quindi la faccia che voglio sottoporre a spostamento (in questo caso quella opposta a

quella di prima), clicco su done e successivamente mi uscirà una schermata in cui mi chiede lo

spostamento da voler applicare a quella faccia selezionata (u1 = asse x, u2 = asse y, u3 = asse z,

ecc…):

Passiamo adesso al modulo Mesh dove è possibile discretizzare il componente per poter passare

da una quantità geometrica a risolvere il problema all’equilibrio nodo per nodo, quindi più nodi

abbiamo, migliore sarà la risoluzione ma avrò tempi di calcolo più lunghi. Tuttavia, il modello non

deve dipendere solo dalla mesh perché o con pochi o tanti nodi, devo comunque avere un

problema che risolto mi darà