ABAQUS空气弹簧(基于表面的流体模型)资料

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1、11.5基于表面的流体模型“基于流体腔表面：概述，“第11.5.1“液腔的定义，“第1152“流体交换的定义，“部分11.53“打气筒的定义,”部分11.5.411.5.1 surface-based 流体腔：概述概述基于表面的充液腔是由：用标准有限元法对充液结构进行建模；利用表面定义来提供充液结构的变形和流体在结构腔边界上施加的压力之间的耦合：定义流体行为：使用流体交换定义来模拟流体在腔和环境之间或多个腔之间的流动； 使用充气器定义将气体混合物注入流体腔以模拟汽车安全气囊的膨胀。基于表面的流体腔能力可以用来模拟液体或充气结构。它取代了基于元件的静液腔能力的功 能，不需要用户定义流体或流体链接

2、元素。介绍在某些应用中，可能需要预测充液或A的机械响应。充气结构。例如压力容器，液压或气动驱动机构， 汽车安全气囊。解决此类应用程序的一个主要困难是 结构变形与含流体对结构的压力。图1说明了一个简单的- 11.5.1对系统外部进行流体填充结构的例子 荷载.结构的响应不仅取决于外部载荷，还取决于压力。由流体施加的，而流体又受结构变形的影响。基于表面 流体腔能力提供了分析腔体可以使用的情况所需的耦合。 假设完全由具有相同性质和状态的流体填充。应用与意义 空腔内的空间变化不能用这个特性建模。例如，考虑 流体-结构相互作用和耦合Eulerian Lagrangian能力的应用涉及 晃动和波传播通过流体

3、（见“欧拉分析，”第14.1.1条；“流体结构 互动”中的“协同仿真：概述，”第17.1.1；和“流体结构的协同仿真和 共枕传热，”部分1732）。Figure 11.5.1-1 EhiJ-Hlkil in*iure离散液腔流体腔的边界由一个基于单元的表面定义，表面法线指向腔内。底层元素可以是标准的固体或结构元素，也可以是表面元素。表面元素可以用来模拟结构中的空洞或填充刚性区域。在刚性或其他承载元素不存在（见“表面元素，”部分32.7.1）。护理当使用表面元素，使节点完全被唯一的表面包闱时，必须使用该元素。元素有适当的边界条件。considertheexamplepresentedinfigu

4、rell.5.1 - 1。solidelementsaredefinedonthetopandsideof 图2表明，腔-11.5.1。在底部刚性边界上定义了一个曲面单元。没有标准元素存在的空洞。节点位于对称轴的交点处。腔的下刚性边界必须被约束在r和z方向是因为它仅与表面元素相连接。定义空腔的表面是基于底层固体和表面元素。在Abaqus中，可以将额外的用户定义卷添加到实际或几何体中。空腔体枳。如果腔的边界不是由一个基于单元的表面定义的，流体腔被假定有一个固定的体积等于附加的体枳。 axis ofFigure 11.5.1-2 Axisymmetric model of fluid-filled

5、 structure.定义空腔参考节点的位置一个被称为空腔参考节点的单一节点与流体腔相关联。这一腔的参考nodehasasingledegreeoffreedomrepresentingthepressureinsidethefluidcavitythecavityreference 节点也用于计算腔体体积。如果空腔不受对称平面的约束，则定义空腔的表面必须完全。封闭空腔以确保其容积的正确计算。在这种情况下，空腔的位置参考节点是任意的，不必在空腔内。如果由于对称性，只有空腔边界的一部分用标准元素建模，腔参考节点必须位于对称平面或轴线（图11.5.1-2）。如果多个对称平面存在，腔参考节点必须位于

6、对称的交点上。飞机（图1151-3）。对于轴对称分析，空腔参考节点必须位于 对称轴。这些要求是流体腔未完全封闭的结果。定义空腔的表面。! axis of! symmetryFigure 11.5.1-3 Axisymmetric model with additional symmetry plane.symmetry plane有限元计算采用体枳元法对基于表面的空腔进行有限元计算。在“流体静压计算描述，“ABAQUS理论指导第3.8.1。体积腔的元素是由Abaqus利用表面小面几何和你定义的空洞参考节点。在Abaqus/标准中，表面刻面用以下元素类型：fax2和F2D2 （这是线性，两级，轴

7、对称和平面元素，分别）和f3d3和f3d4 （这是线性的，分别为3-4节点三维元素，）。Abaqus的二阶刻而进一 步细分为多个线性面或 元素.液腔的行为流体填充腔中的流体的行为可以基于液压或气动模型。水力模型可以模拟几乎不可压缩的流体行为。Abaqus/标准中的不可压缩行为。通过定义一个体积来引入压缩性。模量。气动模型是以理想气体为基础的。气体可以由多个物种来定义。在ABAQUS/显式中，你可以指定气体的温度，或者根据 绝热行为假设。具有绝热温度更新的多物种理想气体是 汽车安全气囊的合适模型。模腔流入或流出的模型ABAQUS中有许多方法来模拟流体进出腔。流量可以是specifiedasapr

8、escribedmassorvolumefluxhistoryorcanmodelphysicalmechanismsduetoapressure differentialsuchasventingthroughanexhaustorificeorleakagethroughaporousfabrico fluidexchange 定义用于此目的，可以模拟流体腔与其周围环境之间的流动。两液腔之间（见“流体交换的定义，”部分1153,详情）。此外， ABAQUS/Explicit有能力模型充气机用于汽车安全气囊的展开。可以直接指定充代器上的条件，也可以使用罐试验数据（见“充气机定义”）。 第11

9、.5.4,详情）。模拟多室许多充液系统，如气囊，有多个腔室，流体在腔室之间通过孔或织物泄漏流动。在其他情况下，将一个单独的物理室分割成多个腔室，并用假想的里来模拟整个物理室的压 力梯度是有利的。一些虚拟泄漏机制通过室间墙可以被定义以获得合理的行为。当模拟气囊的复杂展开时，这可能是一种有用的建模技术。为了模拟多个腔室，为每个腔室定义一个流体腔，并将流体腔与适当的流体交换定义联系起 来。平均性能的多室模型可以输出如果要求（见“液腔的定义，”第1152,详情）。在动态过程中定义流体惯性流体腔内的流体惯性或空穴之间流体交换的惯性不会自动考虑在内。为了增加惯性效应，在腔体边界上使用质量单元。你应该确保总

10、的附加质量相当于腔中流体的质量，质量元素的分布是结构承受荷载的分布流 体质量的合理表示。只有流体惯性的整体效应可以被建模;腔中的均匀压力假设使得不可能模拟任何压力梯度驱 动的流体运动。因此，该方法假定激励的时间尺度与流体的典型响应时间相比非常长。涉及空腔边界的接触模拟如果从空腔中取出大量流体或围绕空腔的材料是非常灵活的，空腔可以部分塌陷，并且空腔 壁的部分可以彼此接触。通过使用Abaqus现有的标准技术来模拟接触，可以有效地处理空腔壁的自接触和与周闱结 构的接触。ABAQUS/Explicit也能说明堵塞流出由于接触表面的空腔（见”占堵塞由于接触界面”中的“体 液交换的定义，“部分1153）。

11、解释负特征值消息在某些应用程序中，在求解过程中会遇到负本征值。这些负的本征值并不一定意味着超过了分叉或屈曲载荷。如果预测响应似乎是合理的，这些消息可以忽略。详细描述如何负特征值可以开发静压流体元问题的解决在“流体静压的计算方法中， “ABAQUS理论指导第3.8.1o基于表面的流体腔的能力可以用在除了耦合孔隙流体扩散/应力分析程序以外的任何程序 （见“耦合孔隙流体扩散和应力分析，”部分681）。初始条件初始流体压力和温度可指定（见”初始条件在Abaqus/标准和ABAQUS/Explicit”部分34.2.1）。对于理想气体，初始压力表示高于或超过环境压力的压力表。初始温度应在所使用的温标中给

12、出。绝对零度的温度范闱，对于理想气体另行规定（见“液 腔的定义，“第11.5.2）。如果膜元件作为流体腔的基本元素，参考网格（IMM）也可以指定（见“初始条件在Abaqus /标准和 ABAQUS/Explicitw 部分 34.2.1）。边界条件空腔参考节点的自由度（自由度8）是问题的主要变量。因此，可以通过定义边界条件的规定（见“边界条件在Abaqus/标准和ABAQUS/Explicit”部 分3431）,其方式类似于结构节点位移可以规定。处方的压力腔参考节点相当于施加均匀压力腔边界采用分布式负载定义（见“分布载荷，”部分 34.4.3）。如果压力是用边界条件规定的，则流体体积自动调节以

13、填充空腔（即，流体被假定为进入并 离开所需的腔以维持规定的压力）。这种行为对于在引入流体作用之前变形的空腔是有用的。在随后的步骤中您可以删除在自由 的压力程度的边界条件（参见拆卸边界条件”在“边界条件在Abaqus/CFD,”部分34.3.2）, 因此“封”与当前的流体体积的腔。荷载分布式压力和身体的力量，以及集中的节点力，可应用于充满液体的结构，如在集中荷载描 述”部分34.4.2,和“分布载荷，”部分34.4.3。预定义场预定义的温度场和用户自定义场变量可以为充满液体的结构和封闭的流体的定义，如“预定 义场描述”部分34.6.1。流体温度可在所有的指定参考节点腔预定义的字段（见“预定义温度

14、”在“预定义字段，” 部分34.6.1）,除非一个绝热过程是指定或耦合温度位移程序是用。应用和初始温度之间的任何差异都会引起气动流体的热膨胀，如果给定热膨胀系数，则会对 液压流体产生热膨胀。一个特定的温度场也可以影响温度相关的材料性质，如果有的话，对于流体填充的结构和封 闭流体。场变量用户定义的字段变量的值可以在所有腔参考节点指定（见“预定义场变量”中的“预先定义 的领域，”部分3461）。这些值将影响封闭流体的场变量相关的材料性质。输出腔内流体状态可利用节点输出变量度和cvol历史输出，代表测量流体的压力和容积，分别。 在稳态的动态程序的大小和流体压力的相位角可以得到节点变差。ABAQUS/

15、Explicit还提供了把腔温度、腔的表面积，和流体质量（节点输出变量ctemp, csarea, 和cmass,分别输出变量ctemp仅当理想气体模型是在绝热条件下使用。如果节点设置为输出的要求是包含一个以上的液腔，历史的平均流体压力、总体积、流体平 均温度，和所有的外腔的表面区域,和这些空腔的总质量也提出了利用节点输出变量apcav, tcvol, actemp, tcsarea, 和 tcmass, 分别。在Abaqus/明确，当模型包括流体交换的定义，利用节点输出变量CMFL和cmflt获得的总 流量和累计流量的历史输出一腔创面肉芽和ceflt获得的总热流量和累计流量历史热能输出 腔。

16、如果为一个空腔定义了不止一种流体交换，那么质量或热能流量和累积的质量或热能流 的时间历程就会从每个流体交换腔也将被输出。如果流体腔是由一个混合理想气体模型，分子的质量分数各流体的物种内流体腔时程可以利 用节点输出变量CMF获得。如果使用充气器，利用节点输出变量minfl, minflt,和tinfl获得质量流量的历史，枳累了大 量的流量，和每一个打气筒充气温度定义（见“ABAQUS/Explicit输出变量标识符，“4.2.2节）。输入文件模板流体静力学分析：1 HEADING2 FLUID CAVITY. NAME=cavity_name. BEHAVIOR=behavioi_naine,

17、REF NODE=cavity_reference_node, SURFACE=surface_name3 FLUID BEHAVIOR, NAME=behavioi_naine4 FLUID DENSITYData luie to define density5 FLUID BULK MODULUSData luie to define bulk modulus6 FLUID EXPANSIONData luie to define thermal expansion7 *8 FLUID EXCHANGE, NAME=exchang jname, PROPERTY=exchange_prop

18、eiTy_name cavity_reference_node9 FLUID EXCHANGE PROPERTY； NAME=exchange_propeity-name, TYPE=MASS FLUX Data luie to define mass flow rate per unit area1011 INITIAL CONDITIONS. TYPE=TEMPERATUREData luie to define initial temperature12 INITIAL CONDITIONS. TYPE=FLUID PRESSUREData luie to define initial

19、pressure13* STEP* TEMPERATUREData luie to define tempeiatuie* FLUID EXCHANGE ACTIVATIONexchange_name* * END STEP*标题* 液腔，名称=cavity_name,行为=behavior_name, 参考节点=surface_uame cavity_reference_node, 表面* 流体的行为，behavior_name名称=* 流体密度定义密度的数据线流体体积模量定义体枳模量的数据线* 流体膨胀定义热膨胀的数据线* * 体液交换，名字=exchaiige_name,产权=excha

20、nge_piopeny_name cavity_refeience_node* 流体交换性能、名称=exchange_p】operty_name,类型=质量通量 确定单位面积质量流量的数据线* * 初始条件，类型=温度 确定初始温度的数据线* 初始条件，类型=流体压力 确定初始压力的数据线* * 步* * 温度定义温度的数据线* 流体交换活化 exchange_name* * 结束步骤用理想气体混合的气囊分析：不 HEADING1 2 FLUID CAVITY. NAME=chamber_k nXTURE=MOLAR FRACTION, ADIABATIC, REF NODE=chainbei

21、_ 1 _reference_node, SURFACE=suiface_name_ 1blank ImeOxygen. 0.2Nitrogen. 0.75Carbon.dioxide. 0.053 * FLUID CAVITY. NAME=chamber_2. BEHAVIOR=Ah ADIABATIC, REF NODE=chainber 2 reference node, SURFACE=siuface name_2 blank Ime*1 FLUID BEHAVIOR, NAME=Au2 CAPACITY, TYPE=POLYNOMIALData Ime to define heat

22、capacity coefficient3 MOLECULAR WEIGHTData line to define molecular weight4 *5 FLUID BEHAVIOR, NAME=Oxygen6 CAPACITY, TYPE=POLYNOMIALData Ime to define heat capacity coefficient7 MOLECULAR WEIGHTData line to define molecular weight8 *9 FLUID BEHAVIOR, NAME=Nitiogen10 CAPACITY, TYPE=POLYNOMIALData Im

23、e to define heat capacity coefficient11 MOLECULAR WEIGHTData line to define molecular weight1213 FLUID BEHAVIOR, NAME=Caibon.dioxide14 CAPACITY, TYPE=POLYNOMIALData Ime to define heat capacity coefficient15 MOLECULAR WEIGHTData line to define molecular weight1617 FLUID INFLATOR, NAME=uiflatoi; PROPE

24、RTY=mflator_piopeily chamber_ 1 _referenc e_node18 FLUID INFLATOR PROPERTY, NAME=mflator_piopeity, TYPE=TEMPERATURE AND MASSData Imes to define mass flow rate and gas tempeiatuie19 FLUID INFLATOR MIXTURE. TYPE=MOLAR FRACTION. NUMBER SPECIES=2 Carbon-dioxide, NitrogenTable to define molecular mass fi

25、action *20 FLUID EXCHANGE, NAME=exhaust, PROPERTY=exliausCbehavioi chamber_ 1 _referenc e_node21 FLUID EXCHANGE PROPERTY NAME=exliaust_behavior, TYPE=ORIFICE Data line to specify orifice behavior22 FLUID EXCHANGE, NAME=leakage_l, PROPERTY=fabnc_behavioi chamber_ 1 _referenc e_node23 FLUID EXCHANGE,

26、NAME=leakage_2, PROPERTY=fabnc_behavior chamber_2_reference_node24 FLUID EXCHANGE PROPERTY NAME=fabnc_behavioL TYPE=FABRIC LEAKAGE Data Ime to specify fabric leakage behavior2526 FLUID EXCHANGE, NAME=chainbei_walL PROPERTY=walLbehavior, EFFECTIVE AREA=chamber- 1 _reference_node, chamber_2_refeience_

27、node27 FLUID EXCHANGE PROPERTY； NAME=walLbehavior, TYPE=ORIFICEData line to specify orifice behavior2829 AMPLITUDE, NAME=amplitude_naineData Ime to define amplitude variations30 PHYSICAL CONSTANTS. UNIVERSAL GAS CONSTANT=3132 INITIAL CONDITIONS. TYPE=FLUID PRESSUREData Ime to define initial pressure

28、33 INITIAL CONDITIONS. TYPE=TEMPERATUREData Ime to define initial temperature3435 STEP3637 FLUID EXCHANGE ACTIVATIONexhaust, leakage，leakage_2, chamber_wall38 FLUID INFLATOR ACTIWkTION, INFLATION TIME AMPLITUDE=amphtiide-naine uiflator3940 END STEP41 题 *液腔，名称=chambei_l,混合=摩尔分数，绝热，参考节点=surface_name_l

29、 chamber_l_reference_node,表面空白行氧气，0.2氮，0.75caibon.dioxide, 0.05* 流体行为，名称=氧气* 液腔，名称=chambe】_2,行为=空气绝热，参考节点=surface_nanie_2 chamber_2_iefeience_node,表面 空白行* * 流体行为，名称=空气* 容量，类型=多项式定义热容量系数的数据线* 分子量确定分子量的数据线* * 容量，类型=多项式定义热容量系数的数据线* 分子量确定分子量的数据线振幅，名称=ainplitude_name* 流体行为，名称=氮气* 容量，类型=多项式定义热容量系数的数据线* 分子

30、量确定分子量的数据线* * 流体的行为，carbon_dioxide名称=* 容量，类型=多项式定义热容量系数的数据线* 分子量确定分子量的数据线* * 液充气，充气mflator_piopeily属性名称=,=chamber_ 1 _referenc e_node* 流体的充气性能，名称=mflator_piopei-ty,类型=温度和质量确定质量流量和气体温度的数据线* 流体充气混合物，类型=摩尔分数，种数=2 caibon_dioxide,氮分子质量分数表* * 体液交换，名称=排气，产权=exliaust_behaviorchamber_ 1 _referenc e_node* 流体交

31、换性能、名称=exhaust_behavioi,类型=1 I指定管口行为的数据线* 体液交换，名字=leakage，产权=fabric_behaviorchamber_ 1 _referenc e_node* 体液交换，名字=leakage_2,产权=fhbiijbehavioichaniber_2_refeienc e_node* 流体交换性能、名称=fabiijbehavior,类型=织物泄漏 指定织物泄漏行为的数据线* * 体液交换，名字=chambei_walL 产权=wall_behavioi, 有效而枳=chamber_ 1 _reference_node, chamber_2_r

32、eference_node* 流体交换性能、名称=wall_behavio,类型=I 1 指定管口行为的数据线* *定义振幅变化的数据线*物理常数，通用气体常数=结束步骤* 初始条件，类型=流体压力确定初始压力的数据线* 初始条件，类型=温度确定初始温度的数据线* * 步* * 流体交换活化排气，leakage，leakage_2 chamber_wall* 流体充激活，通胀幅度=amplinide_name 打气筒* *11.5.2液腔的定义产品：ABAQUS/标准 ABAQUS/显式ABAQUS /CAE参考资料“基于流体腔表面：概述，”第11.5.1“流体交换的定义，“部分1153*能力

33、*流体行为流体体枳模量*流体腔流体密度分子量“定义流体腔相互作用，对ABAQUS软件的用户指南部分15.13.11,本指南中的HTML版 本“定义流体腔相互作用特性，对ABAQUS软件的用户指南部分15.14.4,本指南中的HTML 版本一种基于表面的流体腔：可以用来模拟充液或充气的结构；与一个称为空腔参考节点的节点相关联；通过指定一个完全包围空腔的表面来定义；仅适用于在任何时间点内流体在特定空腔内的压力和温度均匀的情况；可以用理想气体混合物在绝热条件下的假设来模拟安全气囊：有一个名称，可以用来标识与该腔相关联的历史输出。1定义流体腔必须将名称与每个流体腔相关联。使用输入文件：* FLUID

34、CAVITY, NAME=name使用 ABAQUS/CAE：相互作用模块：Create Interaction : Fluid cavity, Name : name1.1 指定空腔参考节点每个流体腔都必须有一个相关的腔参考节点。与流体腔名称一起，参考节点用于识别流体腔。此外，还可以通过流体交换和充气器定义来参考。参考节点不应连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

35、the fluid cavity reference node1.2 指定流体腔的边界流体腔必须完全封闭的有限元建模除非对称面（见“基于表面的流体腔：概述，第1151）。表面元素可用于非结构的空腔表面的部分。空腔的边界是用一个基于单元的表面来描述的，该表面覆盖包围空腔的元素，表面法线指向 内部。默认情况下，如果表面的底层元素没有一致的法线，就会发出错误消息。或者，也可以跳过对表面法线的一致性检查。Input File Usage:使用下面的选项定义具有一致正常检查的表面：* FLUID CAVITY, SURFACE=surface_naine, CHECK NORMALS=YES使用下面的选

36、项定义表面没有一致的法线检查：* FLUID CAVITY, SURFACE=surface_naine, CHECK NORMALS=NOAbaqus/CAE Usage:Interaction module: Create Interaction : Fluid cavity :选择流体腔边界面：切换或关闭检查表面法线。13在流体腔中指定附加容积可以为Abaqus/显式流体腔指定附加容积。当空腔的边界由指定的表面定义时，附加体枳将被加到实际的体积中。如果没有指定形成流体腔边界的表面，则流体腔被假定为具有与所添加体积相等的固定体 积。Input File Usage:* FLUID CAVI

37、TY, ADDED VOLUMEAbaqus/CAE Usage:在Abaqus / CAE中不支持附加体积规范.1.4指定最小体积当流体腔的体积非常小时，显式动态过程中的瞬变会使体积变为零甚至负，使有效空腔刚度 值趋于无穷大。为了避免数值问题，您可以在Abaqus中指定流体的最小体积。如果腔的体积（等于实际体 积加上体枳）低于最小值，则用最小值来计算流体压力。您可以直接指定最小体积，也可以指定流体腔的初始体积。如果使用后一种方法，流体腔的初始体枳为负值，则最小体积等于零。输入文件用法：使用下面的选项直接指定最小体积：* FLUID CAVITY, MINIMUM VOLUME=minimum

38、 volume使用以下选项指定最小音量等于初始体枳：* FLUID CAVITY, MINIMUM VOLUME=INITIAL VOLUMEAbaqus/CAE Usage:最小体积的规范不支持。2流体腔行为的定义流体腔的行为支配腔压力、体积和温度之间的关系。Abaqus /标准中的流体腔只能包含一种流体。在Abaqus /Explicit, 一，个空洞可以包含一种液 体或理想气体的混合物。2.1 均质流体的流体行为为了定义由单流体构成的流体腔行为，指定一种流体行为来定义流体性质。必须将流体行为与名称关联起来。然后，这个名称可以用来将某种行为与流体腔定义联系起 来。输入文件的使用：使用以下选

39、项：* FLUID CAVITY, NAME=fluid_cavity_nainef BEHAVIOR=behavior_name* FLUID BEHAVIOR, NAME=behaviorjiameAbaqus/CAE Usage:Interaction module: Create Interaction Property : Fluid cavity , Name : behaviorjiame2.2 Abaqus /Explicit理想气体混合的流体行为在Abaqus ,Explicit中，你可以定义一个由多种气体组成的流体腔行为。为了定义由多种气 体组成的流体腔行为，你必须指定多种

40、流体行为来定义流体性质。指定流体行为的名称和定义混合物的初始质量或摩尔分数，以便将某一组行为与流体腔定义 联系起来。输入文件的使用：使用下面的选项来定义流体腔混合在初始质量分数：* FLUID BEHAVIOR, NAME=behavioi_naine* FLUID CAVITY. NAME=fluid_cavity_name,NflXTURE=MASS FRACTION面外表面的厚度（如果需要的话；否则，behavioi_name空白），初始质量分数使用下列选项定义流体腔混合在初始摩尔分数：* FLUID BEHAVIOR. NAME=behavior name* FLUID CAVITY.

41、 NAME=fluid_cavity_name,NnXTURE=MOLAR FRACTION面外表面的厚度（如果需要的话；否则，behaviojname空白），初始摩尔分数.CAE使用：理想/工体混合物的规范不支持。2.3 在Abaqus而准里的用户定义的流体行为在Abaqus/标准的流体行为可以在用户定义的子程序UFIELD。Input File Usage:* FLUID BEHAVIOR, USERAbaqus/CAE Usage:用户子程序 UFIELD 不在 ABAQUS/CAE 支持。3确定流体腔的环境压力对于气动流体，平衡问题一般用流体腔中的“表压力”来表示（即，环境大气压力不作

42、用于 系统的固体和结构部件的载荷）。您可以选择将规范压力转换为本构定律中使用的绝对压力。对于液压流体，可以定义环境压力，它可以用来计算流体腔与流体环境之间流体交换的压力 差。在空腔参考节点上作为自由度8给出的压力值是表压力的值。如果没有指定环境压力，则假定为零。Input File Usage:* FLUID CAVITY. AMBIENT PRESSURE=PaAbaqus/CAE Usage:Literaction module: Create Interaction : Fluid cavity :在指定环境压力卜切换：PA3.1 等温过程对于液压油和气动流体在长时间的问题，合理地假设温

43、度恒定或周闱环境的已知功能。在这种情况下，流体的温度可以通过指定初始条件定义（见”定义初始温度”的初始条件在 Abaqus /标准和ABAQUS/Explicit部分34.2.1）和预定义的温度场（见“预定义温度”在 “预定义字段，”部分3461）在腔的参考节点。对于气动流体，气体的压力和密度是从理想气体定律、质量守恒定律和预定温度场计算出来 的。对于具有绝热特性的气动流体，在单腔与其周围环境之间定义热能流时，需要环境温度，而 流动定义是基于分析条件的。如果不指定环境温度”，则假定为零。Input File Usage:n* FLUID CAVITY. AMBIENT TEMPERATURE=

44、 AAbaqus/CAE Usage: Specification of ambient temperature is not supported m Abaqus/CAE.4液压流体用流体力学模型模拟了 Abaqus /标准中几乎不可压缩流体行为和完全不可压缩流体行为。 可压缩性是通过假设线性压力体积来引入的。关系。可压缩的行为所需的参数是体积模量和参考密度。您省略了体积模量来指定Abaqus/标准中完全不可压缩的行为。密度的温度依赖性可以被建模为流体的热膨胀。Input File Usage:* FLUID CAVITY. BEHAnOR=behavioinameAbaqus/CAE Us

45、age:Interaction module: Create Interaction Property : Fluid cavity : Definition : Hydraulic4.1 定义参考流体密度参考流体密度是在零压力和初始温度卜.指定的，：nput File Usage:* FLUID DENSITYAbaqus/CAE Usage:Interaction module: Create Interaction Propeity : Fluid cavity :Definition : Hydraulic : Fluid density : density JJJ4.2 可压缩性流体

46、体积模量的定义 压缩系数用流体的体积模量来描述：P=一K(：%F=_KH(k(PM-Wwherepisthecurrent pressure,9isthecurrent icmpcralurc,Kisthefluid bulk modulus,F(p, 0) isthecurrent Huid volume,p4p, J) is the density at current pressure and temperature,is the fluid volume at zero pressure and current temperature, is the lluid volume at z

47、ero pressure and initial temperature, and Pu(口)is the density at zero pressure and current temperature.假定体枳模量与流体密度的变化无关。然而，体枳模量可以指定为温度或预定义的场变量的 函数。Input File Usage:* FLUID BULK MODULUSAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction Property : Fluid cavity : Definition : Hydraulic : Fluid Bu

48、lk Modulus 标签页：切换指定液体体积模量，并输入表中的模数值。 使用以下选项包括温度和场变量依赖：使用温度相关数据的开关，场变量的数目：n43定义流体膨胀热膨胀系数被解释为来自参考温度的总膨胀系数，它可以被指定为温度或预定义的场变量的 函数。由于热膨胀引起的流体体积的变化被确定如下：匕=4伊川1 + 3。（6 - %） - 39）（力一姗）a是热膨胀系数的参考温度。b是热膨胀的平均（割线）系数。如果热膨胀系数不是温度或场变量的函数，则不需要数值。热膨胀也可以用流体密度来表示：网=k川+ 3qV -咖）-3a（分炳-仇）.nput File Usage:* FLUID EXPANSIO

49、N, ZERO=Abaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Literaction Piopeity : Fluid cavity :Definition : Hydraulic : Fluid Expansion 标签页：:toggle onSpecify fluid thermal expansion coefficients , and enter the meancoefficient of theimal expansion in die tableUsetliefblloxvingoptionstoincludetemperaniiea

50、ndfieldvariabledependence:Toggle on Use temperatuie-dependent data , Reference tempeiature : ,Number of field variables : n5气动流体可压缩流体或气动模型（见“理想气体状态方程，”部分25.2.1）。理想气体（理想气体定律）的状态方程：pR （9 -产）绝对压力: 气体常数R：气体常数R也可以从通用气体常数和分子量MW来确定，如下所示: e是目前的温度，ez是使用的温标下的绝对零度。质量守恒给出了流体腔中质量的变化:血=min -M是流体的质量，是流体进入流体腔的质量流率，

51、是流体腔内的质量流量。5.1定义分子量你必须指定理想气体分子量的值，MWoGasMWAir0.0289Nitrogen0.028Oxygen0.032Hydrogen0.00202Carbon monoxide0.028Carbondioxide0.044Water vapor0.0180口 R 8314 =g M MRg二R/Mj M是摩尔质量Rg是气体常数，如氧气的气体常数Rg二*314/0.032。nput File Usage:* MOLECULAR WEIGHTAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Iiiteiaction Prop

52、eity : Fluid cavity : Definition :Pneumatic , Ideal gas molecular weight:5.2 指定通用气体常数的值您可以指定通用气体常数的值，。Input File Usage:* PHYSICAL CONSTANTS. UNIVERSAL GAS CONSTANT=Abaqus/CAE Usage: All modules: Model f Edit attiibutes f model name : Physical Constants : toggle on Universal gas constant5.3 指定绝对零的值您可

53、以指定绝对零温度的值，Input File Usage:* PHYSICAL CONSTANTS. ABSOLUTE ZERO=Abaqus/CAE Usage: All modules: Model f Edit attiibutes f model name : Physical Constants : toggle on Absolute zero temperature :5.4 绝热过程默认情况下，流体温度是由预定的温度场在空腔参考节点上定义的。然而，对于快速事件, Abaqus/显式流体温度可以由绝热过程中假定的能量守恒来确定。有了这个假设，没有热量 的增加或删除从腔除了运输通过体

54、液交换的定义或充气。绝热过程通常非常适合于建模气囊 的展开。在部署过程中，气体在高压下从充气机喷出，在大气压下膨胀。膨胀很快，没有大 量的热量可以从空腔中扩散出去。Input File Usage:* FLUID CAVITY. ADIABATICAbaqus/CAE Usage: Interaction module: Create Interaction : Fluid cavity : Property definition : Pneumatic , toggle on Use adiabatic behavior5.5 定义恒压热容在模拟理想气体绝热过程时，必须规定恒压下的热容。它可

55、以被定义在多项式或表格的形式。多项式的形式是基于shomate方程，根据美国国家 标准与技术研究所。恒压力摩尔热容可表示为& = + 6(0 一%+取一肝户+如一吟3 +where the coeflicients b, c, d, and e are gas constants. These gas constants together with molecular weight arc listed in Tabic 11.5.2-1 fbr some gases that arc often used in airbag simulations. The constant pressur

56、e heat capacity can then be obtained byy mwThe constant volume heat capacity, cv, can be detenuined bycv = % _ R.Table 11.5.2-1 Properties of some commonly used gases (SI units).GasMWab(X 10-3)c(x 106)d(X 10-9)e.(x 106)8(kelvin)Air0.028928.1101.9674.802-1.9660.0273-1800Nitrogen0.02826.0928.218-1.976

57、0.15920.0444298-6000Oxygen0.03229.6596.137-1.1860.0957-0.219298-6000Hydrogen0.0020233.066-11.3611.432-2.772-0.158273-1000Carbon monoxide0.02825.5676.0964.054-2.6710.131298-1300Carbon dioxide0.04424.99755.186-33.6917.948-0.136298-1200Water vapor0.018032.2401.9230.105-3.5950.0273-1800Abaqus/CAE Usage:

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

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

60、dent data , Number of field variables :n6 理想气体的混合物ABAQUS /显式模型可以模拟理想气体在流体腔中的混合。理想气体混合物的阿马伽-部分 勒杜克卷的规则是用来获得摩尔的估计平均热性能(VanWylen桑塔格，1985)。7 多流体腔的平均性质如果为包含多个流体腔的节点集请求腔内流体的状态的输出，则多个流体腔的平均特性也将 自动输出。平均压力是由体积加权空腔压力贡献来计算的。绝热理想气体的平均温度是由质量加权腔温 度贡献得到的。让每个流体腔都有压力、温度、体积、气体常数和质量。流体腔群的平均压力被定义为：11.5.3流体交换的定义* 流体交换*

61、流体交换性质* 流体交换活化“vufluidexch, “ABAQUS用户子程序段1.2.13参考指南“vufhndexcheffarea, “ABAQUS 用户子程序段 1.2.14 参考指南“定义流体交换作用，对ABAQUS软件的用户指南部分15.13.12,在 本指南的HTML版本 “定义流体交换相互作用特性，对ABAQUS软件的用户指南部分15.14.5, 在这个指南的HTML版本中1概述 流体交换定义： 可以用来模拟单个流体腔与它的环境或两个流体之间的流动。流体腔；可用于规定质量或体积的焊剂流入或流出空腔：可以通过排/1孔对空腔的排气进行建模；模型可以流过空腔壁，例如通过多孔织物渗漏吗？：可以用来规定通过传热的空腔表面的热量损失：可以考虑当地物质状况；可以解释因接触边界面而引起的堵塞；有一个名称，可以用来识别从腔中流出的质量流量的历史输出。2定义流体交换流体交换能力是非常普遍的，可以用来定义进出腔的流动，无论是作为规定的功能还是根据 分析条件产生的压力差。Abaqus /规范中的流动行为是基于质量流体流动的，Abaqus /显式的行为可以基于质量流 体流动或热能流动。必须将流体交换定义与名称关联起来。Input File Usage:* FLUID EXCHANGE, NAME=nameAbaqus/CAE Usage: Interacti