Abaqus/CAE工具：由轴对称零件生成三维圆柱单元模型【插件】_免费下载

问题

我在 Abaqus/CAE 中有一个轴对称模型，如何生成采用圆柱单元的三维模型？

解答

（以下内容适用于 Abaqus 6.9 及更高版本）

下方附件提供实现该功能的 Abaqus/CAE 插件应用程序。该插件最初针对螺纹连接分析流程开发，但同样适用于各类需要从常规轴对称（CAX）单元轴对称模型生成包含圆柱（CCL）单元三维模型的场景。本工具调用`*SYMMETRIC MODEL GENERATION`与`*SYMMETRIC RESULTS TRANSFER`关键字实现相关功能。

安装方法

安装该插件，请将附件压缩包`caxccl.zip`保存至以下任一目录：

1. `abaqus_dir\abaqus_plugins`，其中`abaqus_dir`为 Abaqus 软件根目录

2. `home_dir\abaqus_plugins`，其中`home_dir`为用户主目录

3. `current_dir\abaqus_plugins`，其中`current_dir`为当前工作目录

注意：若目标路径下不存在`abaqus_plugins`目录，需要手动新建该目录。

也可使用插件目录`plugin_dir`；该目录由环境配置文件`abaqus_v6.env`内环境变量`plugin_central_dir`指定。若`plugin_central_dir`指向的目录挂载在站点全部用户均可访问的文件系统中，便可将插件存放至此公共路径，供站点内所有用户使用。示例：

`plugin_central_dir = r'\\fileServer\sharedDirectory'`

Windows 平台：右键压缩包文件，选择 WinZip → 在此解压。

Linux 平台：在命令行输入 `unzip caxccl.zip`。

解压后将得到文件夹`abq_SymmModelGen`与文件`symmModelGen_plugin.py`。

注意：若未按上述流程操作，插件将无法正常工作。

使用方法

进入作业模块，会出现名为【对称模型生成流程 (Symmetric Model Generation Workflow)】的全新工具栏，工具栏包含一个图标。

本工具的使用方式类似于重启分析；生成圆柱模型之前必须已经得到轴对称模型的计算结果。同时，调用插件前应当完成圆柱模型的定义，包括约束、载荷以及边界条件。

调用插件后，弹出对话框用于采集圆柱模型生成参数（网格定义、结果传递分析步等），并将参数写入 Abaqus/CAE 模型库下的`session.customData.CaxCcl`。例如，模型名称为 “CAX‑to‑CCL” 时，对应的对称模型生成参数将保存在`session.customData.CaxCcl.models["CAX‑to‑CCL"]`。

除写入参数以外，插件还会将圆柱模型设置为重启模型。创建并提交作业进行分析时，插件会被内部回调，调用`*SYMMETRIC MODEL GENERATION`与`*SYMMETRIC RESULTS TRANSFER`关键字生成圆柱模型。

建议工作流程

1. 新建模型（【模型 (Model)】→【创建 (Create)】），该模型将作为圆柱单元模型。

2. 执行复制（【模型 (Model)】→【复制对象 (Copy Objects...)】），仅复制需要生成圆柱模型的实例。

3. 在参考点与载荷 / 边界条件施加面之间定义运动耦合（如需要）。注意：插件要求耦合、载荷或边界条件所施加的全部区域必须定义为命名集合。

4. 在命名集合（区域）上按需求定义载荷与边界条件。

5. 在作业模块调用插件，为当前模型生成对称模型参数：

   - 在【CCL 模型 (CCL Model)】下拉菜单选中 CCL 模型

   - 设置周向网格偏置参数

   - 在【CAX 模型 (CAX Model)】下拉菜单选中 CAX 轴对称模型

   - 在【结果传递分析步 (Result transfer step)】下拉菜单选择 CAX 模型中读取结果的分析步（分析步信息将随`*SYMMETRIC RESULTS TRANSFER`关键字输出）

   - 在【旧作业 (Old job)】下拉菜单选择用于重启分析的 CAX 模型作业（作业名将用于重启分析的‑old job 选项）

   - 点击【确定 (OK)】

6. 为 CCL 模型新建作业并提交运行，得到计算结果。

局限性

该插件存在如下限制：

1. 插件写入`*SYMMETRIC MODEL GENERATION`关键字时，单元偏移与节点偏移固定设置为`ELEMENT OFFSET=100000`、`NODE OFFSET=100000`。因此，若 CAX 轴对称模型节点总数超过 100000，会导致对称边界条件定义出错（对称边界条件假设模型节点数量小于 100000），并产生非预期计算结果。

2. 对称模型参数存储于`session.customData.CaxCcl`库，该数据不具备持久化特性。若已经完成对称模型参数定义的 CCL 模型保存 Abaqus/CAE 数据库文件后关闭会话，相关参数会丢失，再次运行作业前需要重新定义。

3. 仅支持由轴对称模型生成 180° 圆柱模型，不支持生成 360° 完整圆周模型。

4. CCL 圆柱模型中不支持导入输入文件以及孤立网格。

注意事项

1. CCL 圆柱模型上的载荷与边界条件应当施加在 CAX 模型中创建的零件级集合。装配级下用于定义载荷与约束的参考点不会传递至对称生成模型。

2. 模型实例、材料以及其余各类参数命名请勿包含空格，否则插件可能无法正常工作。

3. 图形界面中涉及的角度、单元、偏置选项的更多说明，请查阅《Abaqus 关键字参考手册》中`*SYMMETRIC MODEL GENERATION`章节。

版本修订记录

2010‑10‑15 发布版本 1.1‑1

2011‑06‑15 发布版本 1.1‑2

2014‑07‑07 发布版本 1.1‑3

免责声明

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