ABAQUS空氣彈簧基于表面的流體模型.doc

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1、11.5基于表面的流體模型“基于流體腔表面：概述，“第11.5.1“液腔的定義，“第11.5.2“流體交換的定義，“部分11.5.3“打氣筒的定義，”部分11.5.411.5.1 surface-based流體腔：概述概述基于表面的充液腔是由：用標準有限元法對充液結(jié)構(gòu)進行建模；利用表面定義來提供充液結(jié)構(gòu)的變形和流體在結(jié)構(gòu)腔邊界上施加的壓力之間的耦合；定義流體行為；使用流體交換定義來模擬流體在腔和環(huán)境之間或多個腔之間的流動；使用充氣器定義將氣體混合物注入流體腔以模擬汽車安全氣囊的膨脹?；诒砻娴牧黧w腔能力可以用來模擬液體或充氣結(jié)構(gòu)。它取代了基于元件的靜液腔能力的功能，不需要用戶定義流體或流體鏈接

2、元素。介紹在某些應(yīng)用中，可能需要預(yù)測充液或A的機械響應(yīng)。充氣結(jié)構(gòu)。例如壓力容器，液壓或氣動驅(qū)動機構(gòu)，汽車安全氣囊。解決此類應(yīng)用程序的一個主要困難是結(jié)構(gòu)變形與含流體對結(jié)構(gòu)的壓力。圖1說明了一個簡單的11.5.1對系統(tǒng)外部進行流體填充結(jié)構(gòu)的例子荷載.結(jié)構(gòu)的響應(yīng)不僅取決于外部載荷，還取決于壓力。由流體施加的，而流體又受結(jié)構(gòu)變形的影響?；诒砻媪黧w腔能力提供了分析腔體可以使用的情況所需的耦合。假設(shè)完全由具有相同性質(zhì)和狀態(tài)的流體填充。應(yīng)用與意義空腔內(nèi)的空間變化不能用這個特性建模。例如，考慮流體-結(jié)構(gòu)相互作用和耦合Eulerian Lagrangian能力的應(yīng)用涉及晃動和波傳播通過流體（見“歐拉分析，“第

3、14.1.1條；“流體結(jié)構(gòu)互動”中的“協(xié)同仿真：概述，“第17.1.1；和“流體結(jié)構(gòu)的協(xié)同仿真和共軛傳熱，”部分17.3.2）。離散液腔流體腔的邊界由一個基于單元的表面定義，表面法線指向腔內(nèi)。底層元素可以是標準的固體或結(jié)構(gòu)元素，也可以是表面元素。表面元素可以用來模擬結(jié)構(gòu)中的空洞或填充剛性區(qū)域。在剛性或其他承載元素不存在（見“表面元素，”部分32.7.1）。護理當(dāng)使用表面元素，使節(jié)點完全被唯一的表面包圍時，必須使用該元素。元素有適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件。considertheexamplepresentedinfigure11.5.11。solidelementsaredefinedonthetopand

4、sideof圖2表明，腔11.5.1。在底部剛性邊界上定義了一個曲面單元。沒有標準元素存在的空洞。節(jié)點位于對稱軸的交點處。腔的下剛性邊界必須被約束在r和z方向是因為它僅與表面元素相連接。定義空腔的表面是基于底層固體和表面元素。在Abaqus中，可以將額外的用戶定義卷添加到實際或幾何體中?？涨惑w積。如果腔的邊界不是由一個基于單元的表面定義的，流體腔被假定有一個固定的體積等于附加的體積。定義空腔參考節(jié)點的位置一個被稱為空腔參考節(jié)點的單一節(jié)點與流體腔相關(guān)聯(lián)。這一腔的參考nodehasasingledegreeoffreedom representingthepressureinsidetheflui

5、dcavity。thecavityreference節(jié)點也用于計算腔體體積。如果空腔不受對稱平面的約束，則定義空腔的表面必須完全。封閉空腔以確保其容積的正確計算。在這種情況下，空腔的位置參考節(jié)點是任意的，不必在空腔內(nèi)。如果由于對稱性，只有空腔邊界的一部分用標準元素建模，腔參考節(jié)點必須位于對稱平面或軸線（圖11.5.12）。如果多個對稱平面存在，腔參考節(jié)點必須位于對稱的交點上。飛機（圖11.5.13）。對于軸對稱分析，空腔參考節(jié)點必須位于對稱軸。這些要求是流體腔未完全封閉的結(jié)果。定義空腔的表面。有限元計算采用體積元法對基于表面的空腔進行有限元計算。在“流體靜壓計算描述，“ABAQUS理論指導(dǎo)第3

6、.8.1。體積腔的元素是由Abaqus利用表面小面幾何和你定義的空洞參考節(jié)點。在Abaqus /標準中，表面刻面用以下元素類型：fax2和F2D2（這是線性，兩級，軸對稱和平面元素，分別）和f3d3和f3d4（這是線性的，分別為3 - 4節(jié)點三維元素，）。Abaqus的二階刻面進一步細分為多個線性面或元素.液腔的行為流體填充腔中的流體的行為可以基于液壓或氣動模型。水力模型可以模擬幾乎不可壓縮的流體行為。Abaqus /標準中的不可壓縮行為。通過定義一個體積來引入壓縮性。模量。氣動模型是以理想氣體為基礎(chǔ)的。氣體可以由多個物種來定義。在ABAQUS /顯式中，你可以指定氣體的溫度，或者根據(jù)絕熱行為

7、假設(shè)。具有絕熱溫度更新的多物種理想氣體是汽車安全氣囊的合適模型。模腔流入或流出的模型ABAQUS中有許多方法來模擬流體進出腔。流量可以是specifiedasaprescribedmassorvolumefluxhistoryorcanmodelphysicalmechanismsduetoapressuredifferentialsuchasventingthroughanexhaustorificeorleakagethroughaporousfabric。fluidexchange定義用于此目的，可以模擬流體腔與其周圍環(huán)境之間的流動。兩液腔之間（見“流體交換的定義，“部分11.5.3，詳

8、情）。此外,ABAQUS/Explicit有能力模型充氣機用于汽車安全氣囊的展開?？梢灾苯又付ǔ錃馄魃系臈l件，也可以使用罐試驗數(shù)據(jù)（見“充氣機定義”）。第11.5.4，詳情）。模擬多室許多充液系統(tǒng)，如氣囊，有多個腔室，流體在腔室之間通過孔或織物泄漏流動。在其他情況下，將一個單獨的物理室分割成多個腔室，并用假想的壁來模擬整個物理室的壓力梯度是有利的。一些虛擬泄漏機制通過室間墻可以被定義以獲得合理的行為。當(dāng)模擬氣囊的復(fù)雜展開時，這可能是一種有用的建模技術(shù)。為了模擬多個腔室，為每個腔室定義一個流體腔，并將流體腔與適當(dāng)?shù)牧黧w交換定義聯(lián)系起來。平均性能的多室模型可以輸出如果要求（見“液腔的定義，“第11

9、.5.2，詳情）。在動態(tài)過程中定義流體慣性流體腔內(nèi)的流體慣性或空穴之間流體交換的慣性不會自動考慮在內(nèi)。為了增加慣性效應(yīng)，在腔體邊界上使用質(zhì)量單元。你應(yīng)該確?？偟母郊淤|(zhì)量相當(dāng)于腔中流體的質(zhì)量，質(zhì)量元素的分布是結(jié)構(gòu)承受荷載的分布流體質(zhì)量的合理表示。只有流體慣性的整體效應(yīng)可以被建模；腔中的均勻壓力假設(shè)使得不可能模擬任何壓力梯度驅(qū)動的流體運動。因此，該方法假定激勵的時間尺度與流體的典型響應(yīng)時間相比非常長。涉及空腔邊界的接觸模擬如果從空腔中取出大量流體或圍繞空腔的材料是非常靈活的，空腔可以部分塌陷，并且空腔壁的部分可以彼此接觸。通過使用Abaqus現(xiàn)有的標準技術(shù)來模擬接觸，可以有效地處理空腔壁的自接觸和

10、與周圍結(jié)構(gòu)的接觸。ABAQUS/Explicit也能說明堵塞流出由于接觸表面的空腔（見“占堵塞由于接觸界面”中的“體液交換的定義，“部分11.5.3）。解釋負特征值消息在某些應(yīng)用程序中，在求解過程中會遇到負本征值。這些負的本征值并不一定意味著超過了分叉或屈曲載荷。如果預(yù)測響應(yīng)似乎是合理的，這些消息可以忽略。詳細描述如何負特征值可以開發(fā)靜壓流體元問題的解決在“流體靜壓的計算方法中，“ABAQUS理論指導(dǎo)第3.8.1。程序基于表面的流體腔的能力可以用在除了耦合孔隙流體擴散/應(yīng)力分析程序以外的任何程序（見“耦合孔隙流體擴散和應(yīng)力分析，“部分6.8.1）。初始條件初始流體壓力和溫度可指定（見“初始條件

11、在Abaqus /標準和ABAQUS/Explicit”部分34.2.1）。對于理想氣體，初始壓力表示高于或超過環(huán)境壓力的壓力表。初始溫度應(yīng)在所使用的溫標中給出。絕對零度的溫度范圍，對于理想氣體另行規(guī)定（見“液腔的定義，“第11.5.2）。如果膜元件作為流體腔的基本元素，參考網(wǎng)格（IMM）也可以指定（見“初始條件在Abaqus /標準和ABAQUS/Explicit”部分34.2.1）。邊界條件空腔參考節(jié)點的自由度（自由度8）是問題的主要變量。因此，可以通過定義邊界條件的規(guī)定（見“邊界條件在Abaqus /標準和ABAQUS/Explicit”部分34.3.1），其方式類似于結(jié)構(gòu)節(jié)點位移可以規(guī)

12、定。處方的壓力腔參考節(jié)點相當(dāng)于施加均勻壓力腔邊界采用分布式負載定義（見“分布載荷，”部分34.4.3）。如果壓力是用邊界條件規(guī)定的，則流體體積自動調(diào)節(jié)以填充空腔（即，流體被假定為進入并離開所需的腔以維持規(guī)定的壓力）。這種行為對于在引入流體作用之前變形的空腔是有用的。在隨后的步驟中您可以刪除在自由的壓力程度的邊界條件（參見拆卸邊界條件”在“邊界條件在Abaqus / CFD，”部分34.3.2），因此“封”與當(dāng)前的流體體積的腔。荷載分布式壓力和身體的力量，以及集中的節(jié)點力，可應(yīng)用于充滿液體的結(jié)構(gòu)，如在集中荷載描述”部分34.4.2，和“分布載荷，”部分34.4.3。預(yù)定義場預(yù)定義的溫度場和用戶自

13、定義場變量可以為充滿液體的結(jié)構(gòu)和封閉的流體的定義，如“預(yù)定義場描述”部分34.6.1。溫度流體溫度可在所有的指定參考節(jié)點腔預(yù)定義的字段（見“預(yù)定義溫度”在“預(yù)定義字段，”部分34.6.1），除非一個絕熱過程是指定或耦合溫度位移程序是用。應(yīng)用和初始溫度之間的任何差異都會引起氣動流體的熱膨脹，如果給定熱膨脹系數(shù)，則會對液壓流體產(chǎn)生熱膨脹。一個特定的溫度場也可以影響溫度相關(guān)的材料性質(zhì)，如果有的話，對于流體填充的結(jié)構(gòu)和封閉流體。場變量用戶定義的字段變量的值可以在所有腔參考節(jié)點指定（見“預(yù)定義場變量”中的“預(yù)先定義的領(lǐng)域，”部分34.6.1）。這些值將影響封閉流體的場變量相關(guān)的材料性質(zhì)。輸出腔內(nèi)流體狀態(tài)

14、可利用節(jié)點輸出變量度和cvol歷史輸出，代表測量流體的壓力和容積，分別。在穩(wěn)態(tài)的動態(tài)程序的大小和流體壓力的相位角可以得到節(jié)點變差。ABAQUS/Explicit還提供了把腔溫度、腔的表面積，和流體質(zhì)量（節(jié)點輸出變量ctemp，csarea，和cmass，分別）。輸出變量ctemp僅當(dāng)理想氣體模型是在絕熱條件下使用。如果節(jié)點設(shè)置為輸出的要求是包含一個以上的液腔，歷史的平均流體壓力、總體積、流體平均溫度，和所有的外腔的表面區(qū)域，和這些空腔的總質(zhì)量也提出了利用節(jié)點輸出變量apcav，tcvol，actemp，tcsarea，和tcmass，分別。在Abaqus /明確，當(dāng)模型包括流體交換的定義，利用

15、節(jié)點輸出變量CMFL和cmflt獲得的總流量和累計流量的歷史輸出一腔創(chuàng)面肉芽和ceflt獲得的總熱流量和累計流量歷史熱能輸出腔。如果為一個空腔定義了不止一種流體交換，那么質(zhì)量或熱能流量和累積的質(zhì)量或熱能流的時間歷程就會從每個流體交換腔也將被輸出。如果流體腔是由一個混合理想氣體模型，分子的質(zhì)量分數(shù)各流體的物種內(nèi)流體腔時程可以利用節(jié)點輸出變量CMF獲得。如果使用充氣器，利用節(jié)點輸出變量minfl，minflt，和tinfl獲得質(zhì)量流量的歷史，積累了大量的流量，和每一個打氣筒充氣溫度定義（見“ABAQUS/Explicit輸出變量標識符，“4.2.2節(jié)）。輸入文件模板流體靜力學(xué)分析：* HEADIN

16、G* FLUID CAVITY, NAME=cavity_name, BEHAVIOR=behavior_name,REF NODE=cavity_reference_node, SURFACE=surface_name* FLUID BEHAVIOR, NAME=behavior_name* FLUID DENSITYData line to define density* FLUID BULK MODULUSData line to define bulk modulus* FLUID EXPANSIONData line to define thermal expansion* FLUI

17、D EXCHANGE, NAME=exchange_name, PROPERTY=exchange_property_namecavity_reference_node* FLUID EXCHANGE PROPERTY, NAME=exchange_property_name, TYPE=MASS FLUXData line to define mass flow rate per unit area* INITIAL CONDITIONS, TYPE=TEMPERATUREData line to define initial temperature* INITIAL CONDITIONS,

18、 TYPE=FLUID PRESSUREData line to define initial pressure* STEP* TEMPERATUREData line to define temperature* FLUID EXCHANGE ACTIVATIONexchange_name* END STEP*標題*液腔，名稱= cavity_name，行為= behavior_name，參考節(jié)點= = surface_name cavity_reference_node，表面*流體的行為，behavior_name名稱=*流體密度定義密度的數(shù)據(jù)線流體體積模量定義體積模量的數(shù)據(jù)線*流體膨脹定

19、義熱膨脹的數(shù)據(jù)線* *體液交換，名字= exchange_name，產(chǎn)權(quán)= exchange_property_namecavity_reference_node*流體交換性能、名稱= exchange_property_name，類型=質(zhì)量通量確定單位面積質(zhì)量流量的數(shù)據(jù)線* *初始條件，類型=溫度確定初始溫度的數(shù)據(jù)線*初始條件，類型=流體壓力確定初始壓力的數(shù)據(jù)線* *步* *溫度定義溫度的數(shù)據(jù)線*流體交換活化exchange_name* *結(jié)束步驟用理想氣體混合的氣囊分析：* HEADING* FLUID CAVITY, NAME=chamber_1, MIXTURE=MOLAR FRACT

20、ION, ADIABATIC,REF NODE=chamber_1_reference_node, SURFACE=surface_name_1blank lineOxygen, 0.2Nitrogen, 0.75Carbon_dioxide, 0.05* FLUID CAVITY, NAME=chamber_2, BEHAVIOR=Air, ADIABATIC,REF NODE=chamber_2_reference_node, SURFACE=surface_name_2blank line* FLUID BEHAVIOR, NAME=Air* CAPACITY, TYPE=POLYNOM

21、IALData line to define heat capacity coefficient* MOLECULAR WEIGHTData line to define molecular weight* FLUID BEHAVIOR, NAME=Oxygen* CAPACITY, TYPE=POLYNOMIALData line to define heat capacity coefficient* MOLECULAR WEIGHTData line to define molecular weight* FLUID BEHAVIOR, NAME=Nitrogen* CAPACITY,

22、TYPE=POLYNOMIALData line to define heat capacity coefficient* MOLECULAR WEIGHTData line to define molecular weight* FLUID BEHAVIOR, NAME=Carbon_dioxide* CAPACITY, TYPE=POLYNOMIALData line to define heat capacity coefficient* MOLECULAR WEIGHTData line to define molecular weight* FLUID INFLATOR, NAME=

23、inflator, PROPERTY=inflator_propertychamber_1_reference_node* FLUID INFLATOR PROPERTY, NAME=inflator_property,TYPE=TEMPERATURE AND MASSData lines to define mass flow rate and gas temperature* FLUID INFLATOR MIXTURE, TYPE=MOLAR FRACTION, NUMBER SPECIES=2Carbon_dioxide, NitrogenTable to define molecul

24、ar mass fraction* FLUID EXCHANGE, NAME=exhaust, PROPERTY=exhaust_behaviorchamber_1_reference_node* FLUID EXCHANGE PROPERTY, NAME=exhaust_behavior, TYPE=ORIFICEData line to specify orifice behavior* FLUID EXCHANGE, NAME=leakage_1, PROPERTY=fabric_behaviorchamber_1_reference_node* FLUID EXCHANGE, NAME

25、=leakage_2, PROPERTY=fabric_behaviorchamber_2_reference_node* FLUID EXCHANGE PROPERTY, NAME=fabric_behavior, TYPE=FABRIC LEAKAGEData line to specify fabric leakage behavior* FLUID EXCHANGE, NAME=chamber_wall, PROPERTY=wall_behavior,EFFECTIVE AREA=chamber_1_reference_node, chamber_2_reference_node* F

26、LUID EXCHANGE PROPERTY, NAME=wall_behavior, TYPE=ORIFICEData line to specify orifice behavior* AMPLITUDE, NAME=amplitude_nameData line to define amplitude variations* PHYSICAL CONSTANTS, UNIVERSAL GAS CONSTANT=* INITIAL CONDITIONS, TYPE=FLUID PRESSUREData line to define initial pressure* INITIAL CON

27、DITIONS, TYPE=TEMPERATUREData line to define initial temperature* STEP* FLUID EXCHANGE ACTIVATIONexhaust, leakage_1, leakage_2, chamber_wall* FLUID INFLATOR ACTIVATION, INFLATION TIME AMPLITUDE=amplitude_nameinflator* END STEP*標題*液腔，名稱= chamber_1，混合=摩爾分數(shù)，絕熱，參考節(jié)點= = surface_name_1 chamber_1_reference

28、_node，表面空白行氧氣，0.2氮，0.75carbon_dioxide，0.05* *液腔，名稱= chamber_2，行為=空氣絕熱，參考節(jié)點= = surface_name_2 chamber_2_reference_node，表面空白行* *流體行為，名稱=空氣*容量，類型=多項式定義熱容量系數(shù)的數(shù)據(jù)線*分子量確定分子量的數(shù)據(jù)線* *流體行為，名稱=氧氣*容量，類型=多項式定義熱容量系數(shù)的數(shù)據(jù)線*分子量確定分子量的數(shù)據(jù)線* *流體行為，名稱=氮氣*容量，類型=多項式定義熱容量系數(shù)的數(shù)據(jù)線*分子量確定分子量的數(shù)據(jù)線* *流體的行為，carbon_dioxide名稱=*容量，類型=多項式

29、定義熱容量系數(shù)的數(shù)據(jù)線*分子量確定分子量的數(shù)據(jù)線* *液充氣，充氣inflator_property屬性名稱=，=chamber_1_reference_node*流體的充氣性能，名稱= inflator_property，類型=溫度和質(zhì)量確定質(zhì)量流量和氣體溫度的數(shù)據(jù)線*流體充氣混合物，類型=摩爾分數(shù)，種數(shù)= 2carbon_dioxide，氮分子質(zhì)量分數(shù)表* *體液交換，名稱=排氣，產(chǎn)權(quán)= exhaust_behaviorchamber_1_reference_node*流體交換性能、名稱= exhaust_behavior，類型=口指定管口行為的數(shù)據(jù)線*體液交換，名字= leakage_1

30、，產(chǎn)權(quán)= fabric_behaviorchamber_1_reference_node*體液交換，名字= leakage_2，產(chǎn)權(quán)= fabric_behaviorchamber_2_reference_node*流體交換性能、名稱= fabric_behavior，類型=織物泄漏指定織物泄漏行為的數(shù)據(jù)線* *體液交換，名字= chamber_wall，產(chǎn)權(quán)= wall_behavior，有效面積=chamber_1_reference_node，chamber_2_reference_node*流體交換性能、名稱= wall_behavior，類型=口指定管口行為的數(shù)據(jù)線* *振幅，名稱=

31、 amplitude_name定義振幅變化的數(shù)據(jù)線*物理常數(shù)，通用氣體常數(shù)=* *初始條件，類型=流體壓力確定初始壓力的數(shù)據(jù)線*初始條件，類型=溫度確定初始溫度的數(shù)據(jù)線* *步* *流體交換活化排氣，leakage_1，leakage_2，chamber_wall*流體充激活，通脹幅度= amplitude_name打氣筒* *結(jié)束步驟11.5.2液腔的定義產(chǎn)品：ABAQUS標準 ABAQUS顯式 ABAQUS /CAE參考資料“基于流體腔表面：概述，“第11.5.1“流體交換的定義，“部分11.5.3*能力*流體行為流體體積模量*流體腔流體密度分子量“定義流體腔相互作用，對ABAQUS軟件的

32、用戶指南部分15.13.11，本指南中的HTML版本“定義流體腔相互作用特性，對ABAQUS軟件的用戶指南部分15.14.4，本指南中的HTML版本概述一種基于表面的流體腔：可以用來模擬充液或充氣的結(jié)構(gòu)；與一個稱為空腔參考節(jié)點的節(jié)點相關(guān)聯(lián)；通過指定一個完全包圍空腔的表面來定義；僅適用于在任何時間點內(nèi)流體在特定空腔內(nèi)的壓力和溫度均勻的情況；可以用理想氣體混合物在絕熱條件下的假設(shè)來模擬安全氣囊；有一個名稱，可以用來標識與該腔相關(guān)聯(lián)的歷史輸出。1定義流體腔必須將名稱與每個流體腔相關(guān)聯(lián)。使用輸入文件：* FLUID CAVITY, NAME=name 使用ABAQUS / CAE：相互作用模塊：Cre

33、ate Interaction : Fluid cavity , Name : name1.1 指定空腔參考節(jié)點每個流體腔都必須有一個相關(guān)的腔參考節(jié)點。與流體腔名稱一起，參考節(jié)點用于識別流體腔。此外，還可以通過流體交換和充氣器定義來參考。參考節(jié)點不應(yīng)連接到模型中的任何元素。Input File Usage: * FLUID CAVITY, REF NODE=nAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction : Fluid cavity : select the fluid cavity reference node1.2 指定流

34、體腔的邊界流體腔必須完全封閉的有限元建模除非對稱面（見“基于表面的流體腔：概述，“第11.5.1）。表面元素可用于非結(jié)構(gòu)的空腔表面的部分?？涨坏倪吔缡怯靡粋€基于單元的表面來描述的，該表面覆蓋包圍空腔的元素，表面法線指向內(nèi)部。默認情況下，如果表面的底層元素沒有一致的法線，就會發(fā)出錯誤消息。或者，也可以跳過對表面法線的一致性檢查。Input File Usage: 使用下面的選項定義具有一致正常檢查的表面：* FLUID CAVITY, SURFACE=surface_name, CHECK NORMALS=YES使用下面的選項定義表面沒有一致的法線檢查:* FLUID CAVITY, SURFA

35、CE=surface_name, CHECK NORMALS=NOAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction : Fluid cavity :選擇流體腔邊界面；切換或關(guān)閉檢查表面法線。1.3 在流體腔中指定附加容積可以為Abaqus /顯式流體腔指定附加容積。當(dāng)空腔的邊界由指定的表面定義時，附加體積將被加到實際的體積中。如果沒有指定形成流體腔邊界的表面，則流體腔被假定為具有與所添加體積相等的固定體積。Input File Usage:* FLUID CAVITY, ADDED VOLUME=rAbaqus/CAE Usage

36、: 在AbaqusCAE中不支持附加體積規(guī)范.1.4 指定最小體積當(dāng)流體腔的體積非常小時，顯式動態(tài)過程中的瞬變會使體積變?yōu)榱闵踔霖?，使有效空腔剛度值趨于無窮大。為了避免數(shù)值問題，您可以在Abaqus中指定流體的最小體積。如果腔的體積（等于實際體積加上體積）低于最小值，則用最小值來計算流體壓力。您可以直接指定最小體積，也可以指定流體腔的初始體積。如果使用后一種方法，流體腔的初始體積為負值，則最小體積等于零。輸入文件用法：使用下面的選項直接指定最小體積：* FLUID CAVITY, MINIMUM VOLUME=minimum volume使用以下選項指定最小音量等于初始體積：* FLUID C

37、AVITY, MINIMUM VOLUME=INITIAL VOLUMEAbaqus/CAE Usage:最小體積的規(guī)范不支持。2 流體腔行為的定義流體腔的行為支配腔壓力、體積和溫度之間的關(guān)系。Abaqus /標準中的流體腔只能包含一種流體。在Abaqus /Explicit，一個空洞可以包含一種液體或理想氣體的混合物。2.1 均質(zhì)流體的流體行為為了定義由單流體構(gòu)成的流體腔行為，指定一種流體行為來定義流體性質(zhì)。必須將流體行為與名稱關(guān)聯(lián)起來。然后，這個名稱可以用來將某種行為與流體腔定義聯(lián)系起來。輸入文件的使用：使用以下選項：* FLUID CAVITY, NAME=fluid_cavity_na

38、me, BEHAVIOR=behavior_name* FLUID BEHAVIOR, NAME=behavior_nameAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction Property : Fluid cavity , Name : behavior_name2.2 Abaqus /Explicit理想氣體混合的流體行為在Abaqus /Explicit中，你可以定義一個由多種氣體組成的流體腔行為。為了定義由多種氣體組成的流體腔行為，你必須指定多種流體行為來定義流體性質(zhì)。指定流體行為的名稱和定義混合物的初始質(zhì)量或摩爾分數(shù)，以

39、便將某一組行為與流體腔定義聯(lián)系起來。輸入文件的使用：使用下面的選項來定義流體腔混合在初始質(zhì)量分數(shù)：* FLUID BEHAVIOR, NAME=behavior_name* FLUID CAVITY, NAME=fluid_cavity_name,MIXTURE=MASS FRACTION面外表面的厚度（如果需要的話；否則，behavior_name空白），初始質(zhì)量分數(shù).使用下列選項定義流體腔混合在初始摩爾分數(shù)：* FLUID BEHAVIOR, NAME=behavior_name* FLUID CAVITY, NAME=fluid_cavity_name,MIXTURE=MOLAR FRA

40、CTION面外表面的厚度（如果需要的話；否則，behavior_name空白），初始摩爾分數(shù).CAE使用：理想氣體混合物的規(guī)范不支持。2.3 在Abaqus /標準里的用戶定義的流體行為在Abaqus /標準的流體行為可以在用戶定義的子程序UFIELD。Input File Usage:* FLUID BEHAVIOR, USERAbaqus/CAE Usage: 用戶子程序UFIELD不在ABAQUS/CAE支持。3確定流體腔的環(huán)境壓力對于氣動流體，平衡問題一般用流體腔中的“表壓力”來表示（即，環(huán)境大氣壓力不作用于系統(tǒng)的固體和結(jié)構(gòu)部件的載荷）。您可以選擇將規(guī)范壓力轉(zhuǎn)換為本構(gòu)定律中使用的絕對壓

41、力。對于液壓流體，可以定義環(huán)境壓力，它可以用來計算流體腔與流體環(huán)境之間流體交換的壓力差。在空腔參考節(jié)點上作為自由度8給出的壓力值是表壓力的值。如果沒有指定環(huán)境壓力，則假定為零。Input File Usage:* FLUID CAVITY, AMBIENT PRESSURE=PaAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction : Fluid cavity : 在指定環(huán)境壓力下切換：PA3.1 等溫過程對于液壓油和氣動流體在長時間的問題，合理地假設(shè)溫度恒定或周圍環(huán)境的已知功能。在這種情況下，流體的溫度可以通過指定初始條件定義（見“

42、定義初始溫度”的初始條件在Abaqus /標準和ABAQUS/Explicit”部分34.2.1）和預(yù)定義的溫度場（見“預(yù)定義溫度”在“預(yù)定義字段，”部分34.6.1）在腔的參考節(jié)點。對于氣動流體，氣體的壓力和密度是從理想氣體定律、質(zhì)量守恒定律和預(yù)定溫度場計算出來的。對于具有絕熱特性的氣動流體，在單腔與其周圍環(huán)境之間定義熱能流時，需要環(huán)境溫度，而流動定義是基于分析條件的。如果不指定環(huán)境溫度，則假定為零。Input File Usage:* FLUID CAVITY, AMBIENT TEMPERATURE=Abaqus/CAE Usage: Specification of ambient t

43、emperature is not supported in Abaqus/CAE.4液壓流體用流體力學(xué)模型模擬了Abaqus標準中幾乎不可壓縮流體行為和完全不可壓縮流體行為?？蓧嚎s性是通過假設(shè)線性壓力體積來引入的。關(guān)系?？蓧嚎s的行為所需的參數(shù)是體積模量和參考密度。您省略了體積模量來指定Abaqus /標準中完全不可壓縮的行為。密度的溫度依賴性可以被建模為流體的熱膨脹。Input File Usage:* FLUID CAVITY, BEHAVIOR=behavior_nameAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction Pr

44、operty : Fluid cavity : Definition : Hydraulic4.1 定義參考流體密度參考流體密度是在零壓力和初始溫度下指定的，：nput File Usage:* FLUID DENSITYAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction Property : Fluid cavity :Definition : Hydraulic : Fluid density : density4.2 可壓縮性流體體積模量的定義壓縮系數(shù)用流體的體積模量來描述：假定體積模量與流體密度的變化無關(guān)。然而，體積模量可以

45、指定為溫度或預(yù)定義的場變量的函數(shù)。Input File Usage:* FLUID BULK MODULUSAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction Property : Fluid cavity : Definition :Hydraulic : Fluid Bulk Modulus 標簽頁：切換指定液體體積模量，并輸入表中的模數(shù)值。使用以下選項包括溫度和場變量依賴：使用溫度相關(guān)數(shù)據(jù)的開關(guān)，場變量的數(shù)目：n4.3 定義流體膨脹熱膨脹系數(shù)被解釋為來自參考溫度的總膨脹系數(shù)，它可以被指定為溫度或預(yù)定義的場變量的函數(shù)。由于熱膨脹

46、引起的流體體積的變化被確定如下：a是熱膨脹系數(shù)的參考溫度。b是熱膨脹的平均（割線）系數(shù)。如果熱膨脹系數(shù)不是溫度或場變量的函數(shù)，則不需要數(shù)值。熱膨脹也可以用流體密度來表示：nput File Usage:* FLUID EXPANSION, ZERO=Abaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction Property : Fluid cavity :Definition : Hydraulic : Fluid Expansion標簽頁：: toggle onSpecify fluid thermal expansion coeffi

47、cients , and enter the meancoefficient of thermal expansion in the tableUsethefollowingoptionstoincludetemperatureandfieldvariabledependence:Toggle on Use temperature-dependent data , Reference temperature :, Number of field variables : n5 氣動流體可壓縮流體或氣動模型（見“理想氣體狀態(tài)方程，”部分25.2.1）。理想氣體（理想氣體定律）的狀態(tài)方程:絕對壓力：

48、氣體常數(shù)R：氣體常數(shù)R也可以從通用氣體常數(shù)和分子量MW來確定，如下所示：是目前的溫度，z是使用的溫標下的絕對零度。質(zhì)量守恒給出了流體腔中質(zhì)量的變化：M是流體的質(zhì)量，是流體進入流體腔的質(zhì)量流率，是流體腔內(nèi)的質(zhì)量流量。5.1 定義分子量你必須指定理想氣體分子量的值，MW。nput File Usage:* MOLECULAR WEIGHTAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction Property : Fluid cavity : Definition :Pneumatic , Ideal gas molecular weigh

49、t :5.2 指定通用氣體常數(shù)的值您可以指定通用氣體常數(shù)的值，。Input File Usage:* PHYSICAL CONSTANTS, UNIVERSAL GAS CONSTANT=Abaqus/CAE Usage: All modules: Model Edit attributes model name : PhysicalConstants : toggle on Universal gas constant5.3 指定絕對零的值您可以指定絕對零溫度的值，Input File Usage:* PHYSICAL CONSTANTS, ABSOLUTE ZERO=Abaqus/CAE

50、Usage: All modules: Model Edit attributes model name : PhysicalConstants : toggle on Absolute zero temperature :5.4 絕熱過程默認情況下，流體溫度是由預(yù)定的溫度場在空腔參考節(jié)點上定義的。然而，對于快速事件，Abaqus /顯式流體溫度可以由絕熱過程中假定的能量守恒來確定。有了這個假設(shè)，沒有熱量的增加或刪除從腔除了運輸通過體液交換的定義或充氣。絕熱過程通常非常適合于建模氣囊的展開。在部署過程中，氣體在高壓下從充氣機噴出，在大氣壓下膨脹。膨脹很快，沒有大量的熱量可以從空腔中擴散出去。I

51、nput File Usage:* FLUID CAVITY, ADIABATICAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction : Fluid cavity : Property definition :Pneumatic , toggle on Use adiabatic behavior5.5 定義恒壓熱容在模擬理想氣體絕熱過程時，必須規(guī)定恒壓下的熱容。它可以被定義在多項式或表格的形式。多項式的形式是基于shomate方程，根據(jù)美國國家標準與技術(shù)研究所。恒壓力摩爾熱容可表示為Abaqus/CAE Usage: Use th

52、e following option to specify the heat capacity in polynomial form:Interaction module: Create Interaction Property : Fluid cavity :Definition : Pneumatic , toggle on Specify molar heat capacity :Polynomial , Polynomial Coefficients : , , , ,Use the following option to specify the heat capacity in ta

53、bular form:Interaction module: Create Interaction Property : Fluid cavity :Definition : Pneumatic : toggle on Specify molar heat capacity :Tabular : enter the molar heat capacityUse the following options to include temperature and field variable dependencein the table:Toggleon Use temperature-depend

54、ent data , Number of field variables :n6 理想氣體的混合物ABAQUS顯式模型可以模擬理想氣體在流體腔中的混合。理想氣體混合物的阿馬伽-部分勒杜克卷的規(guī)則是用來獲得摩爾的估計平均熱性能（Van Wylen桑塔格，1985）。7 多流體腔的平均性質(zhì)如果為包含多個流體腔的節(jié)點集請求腔內(nèi)流體的狀態(tài)的輸出，則多個流體腔的平均特性也將自動輸出。平均壓力是由體積加權(quán)空腔壓力貢獻來計算的。絕熱理想氣體的平均溫度是由質(zhì)量加權(quán)腔溫度貢獻得到的。讓每個流體腔都有壓力、溫度、體積、氣體常數(shù)和質(zhì)量。流體腔群的平均壓力被定義為：11.5.3流體交換的定義*流體交換*流體交換性質(zhì)*

55、流體交換活化“vufluidexch，“ABAQUS用戶子程序段1.2.13參考指南“vufluidexcheffarea，“ABAQUS用戶子程序段1.2.14參考指南“定義流體交換作用，對ABAQUS軟件的用戶指南部分15.13.12，在本指南的HTML版本“定義流體交換相互作用特性，對ABAQUS軟件的用戶指南部分15.14.5，在這個指南的HTML版本中1 概述流體交換定義：可以用來模擬單個流體腔與它的環(huán)境或兩個流體之間的流動。流體腔；可用于規(guī)定質(zhì)量或體積的焊劑流入或流出空腔；可以通過排氣孔對空腔的排氣進行建模；模型可以流過空腔壁，例如通過多孔織物滲漏嗎？；可以用來規(guī)定通過傳熱的空腔表

56、面的熱量損失；可以考慮當(dāng)?shù)匚镔|(zhì)狀況；可以解釋因接觸邊界面而引起的堵塞；有一個名稱，可以用來識別從腔中流出的質(zhì)量流量的歷史輸出。2 定義流體交換流體交換能力是非常普遍的，可以用來定義進出腔的流動，無論是作為規(guī)定的功能還是根據(jù)分析條件產(chǎn)生的壓力差。Abaqus規(guī)范中的流動行為是基于質(zhì)量流體流動的，Abaqus顯式的行為可以基于質(zhì)量流體流動或熱能流動。必須將流體交換定義與名稱關(guān)聯(lián)起來。Input File Usage:* FLUID EXCHANGE, NAME=nameAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction : Fluid

57、exchange , Name : name2.1 單腔與其周圍環(huán)境的流動為了定義流體腔與其周圍環(huán)境之間的流動，請指定與流體腔相關(guān)聯(lián)的單個參考節(jié)點。在隨后的討論中，流體腔被稱為主腔。當(dāng)流動被定義為規(guī)定的函數(shù)時，流動可以進入或離開主腔。如果流動進入空腔，則流動的物質(zhì)的性質(zhì)被假定為空腔內(nèi)物質(zhì)的瞬時性質(zhì)。當(dāng)流動行為建立在分析條件的基礎(chǔ)上，質(zhì)量流量只能出現(xiàn)在主腔中，但熱能流可以進入或離開主腔。對于質(zhì)量流量的情況，Abaqus將使用流體腔壓力和指定的恒定環(huán)境壓力來計算用于確定質(zhì)量流率的壓力差。對于熱流量情況，ABAQUS /顯式將使用流體腔溫度和指定的恒定環(huán)境溫度來計算用于確定熱能流量的溫差。Input

58、 File Usage: Use the following options:* FLUID CAVITY, NAME=primary_cavity_name,REF NODE=primary_cavity_reference_node* FLUID EXCHANGE, NAME=fluid_exchange_nameprimary_cavity_reference_nodeAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction : Fluid exchange :Definition : To environment , Fluid

59、cavity interaction : name,Fluid exchange property : name2.2 兩流體腔間流動要定義兩個流體腔之間的流動，請指定與初級流體腔和次級流體腔相關(guān)聯(lián)的參考節(jié)點。當(dāng)流體處于分析狀態(tài)時，流體將從高壓或上游腔流向低壓或下游腔，熱能將從高溫流向低溫。Input File Usage: Use the following options:* FLUID CAVITY, NAME=primary_cavity_name,REF NODE=primary_cavity_reference_node* FLUID CAVITY, NAME=secondary_

60、cavity_name,REF NODE=secondary_cavity_reference_node* FLUID EXCHANGE, NAME=fluid_exchange_nameprimary_cavity_reference_node, secondary_cavity_reference_nodeAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction : Fluid exchange : Definition :Between cavities , Fluid cavity interaction 1 : name, Fluid cavityinteraction 2 : name, Fluid exchange property : name2.3 在ABAQUS顯式分析中指定有效區(qū)域?qū)τ谌魏瘟黧w交換性質(zhì)，主腔的流量與有效泄漏面積成正比。泄漏區(qū)域可能代表排氣孔的大小，包圍空腔的多孔織物的面積，或空腔之間管道的大小。在ABAQUS /顯式分析中，可以直接指定有效泄漏區(qū)域的值?；蛘?，您可以通過指定包圍主流體腔的邊界上的表面名稱來定義表示泄漏區(qū)域的表面。流體交換的有效面積是基于表面除非您指定的地區(qū)直接或通過用戶子程序