Matlab“稍作修改”Abaqus-odb结果 | 提取三维装配体Mises应力

Abaqus是一款强大的有限元分析软件，随着版本的更迭，产品逐渐包含了前处理模块、求解器、后处理模块，用户上手难度越来越小。

Matlab同样也是一款强大的商业数值计算软件，其可视化能力强的一批，作为兴趣研究，可多玩玩这些工具联合使用的效果，这次将这两款工具联合使用，介绍Matlab如何读取Abaqus的.inp、.odb文件？

本次主要分享内容包括：

1. matlab读入装配体网格信息
2. Abaqus导出场变量信息
3. matlab绘制abaqus装配体
4. Matlab读取odb文件的mises数据

• 单独instance显示
• 整个装配体显示

1. 有限元结果数据modify小技巧

故事的开头

木木平时喜欢玩一些有限元的东西，有一次在模型分析完毕后，我突发奇想：能否自定义obd文件，使之显示成我想要的样子？

我怀揣着这个想法，尝试修改.odb文件，可是当我打开文件后，傻眼了...

这看不懂啊，好像Abaqus在说：少年，别动我的数据！

我偏要对其作出修改！

进入正题

主要编制了两个函数文件：loadinp用于读取.inp文件，meshplot用于可视化绘图。该程序是国外一个大佬编制的小工具，结合具体案例可灵活使用。

Abaqus案例模型介绍

边界条件及单元类型可见下图，蓝色、白色、褐色区域使用C3D8单元，黄色顶部与底部区域使用C3D6单元，中间区域采用C3D8单元。

共有4个部件进行装配，名字分别为：Plate、Cover-1、Bolt、Cover-2，其中Cover-2是由Cover-1复制得到，装配时进行一些平移操作：

边界条件和接触设置的较为复杂，可下载文末提供的案例文件，自行研究。

Abaqus分析结果如下（取step-1-increment28）：

Matlab读入网格文件

导入inp文件，对文件中的单元节点信息进行绘制部件模型。

inp = 'example_data/abaqus_input_3D.inp';
parts = loadinp(inp);
% parts(i)                          : corresponds to the i-th part (struct)
% parts(i).Name                     : corresponds to the i-th part's name (string)
% parts(i).Nodes                    : corresponds to the i-th part's nodes (matrix)
% parts(i).Elements                 : corresponds to the i-th part's elements (struct array)
% parts(i).Elements(n)              : corresponds to the i-th part's n-th element (struct)
% parts(i).Elements(n).Type         : corresponds to the i-th part's n-th element type (string)
% parts(i).Elements(n).Connectivity : corresponds to the i-th part's n-th element nodal connectivity (array)

% plot the parts
figure(1);
subplot(2, 2, 1); meshplot(parts(1)); title(parts(1).Name);
subplot(2, 2, 2); meshplot(parts(2)); title(parts(2).Name);
subplot(2, 2, 3); meshplot(parts(3)); title(parts(3).Name);

Abaqus导出场变量信息

接下来是重中之重了，也就是如何绘制场变量云图？

用户可在后处理模块将场变量信息导出至外部文件中，Report-Report Field Output选择要操作的变量，Setup，File类型选择csv,此时导入进Excel中的数据是一列的数据，如下图所示：

此时，数据均在一列显示，我们需要在Excel中按照空格进行分列，最终的数据效果如下图所示：

matlab绘制abaqus装配体

根据inp文件的装配信息，现对部件节点进行平移：

parts(1).Nodes = parts(1).Nodes + [0.0, 40.0, -10.5]; % bolt
parts(2).Nodes = parts(2).Nodes + [0.0, 0.0, 1.0]; % cover1
parts(3).Nodes = parts(3).Nodes + [0.0, 0.0, -1.0]; % plate
parts(4).Nodes = parts(4).Nodes + [0.0, 0.0, -3.0]; % cover2

现在可以通过叠加绘图的形式绘制整个装配体：

figure(2);
meshplot(parts(1)); % bolt
meshplot(parts(2)); % cover1
meshplot(parts(3));% plate
meshplot(parts(4)); % cover2
title('assembly');

Matlab读取odb文件的mises数据

results = readtable('example_data/abaqus_results_3D.csv');
mises_bolt = results.S_Mises(1:2857);
mises_cover1 = results.S_Mises(2858:5215);
mises_plate = results.S_Mises(7574:18166);
mises_cover2 = results.S_Mises(5216:7573);

单独instance显示

如果想只显示某一个instance的结果云图，调用一次meshplot函数即可

figure(3);
meshplot(parts(1), mises_bolt);
clim( [min(mises_bolt), max(mises_bolt)]);
t1=clim;
t1=linspace(t1(1),t1(2),13);
colorbar('ytick',t1,'Location','westoutside');
colormap("jet");
title('mises');

整个装配体显示

多次调用meshplot函数进行叠加绘图即可：

figure(3);
meshplot(parts(1), mises_bolt);
meshplot(parts(2), mises_cover1);
meshplot(parts(3), mises_plate);
meshplot(parts(4), mises_cover2);
% colorbar();
clim( [min(results.S_Mises), max(results.S_Mises)]);
t1=clim;
t1=linspace(t1(1),t1(2),13);
colorbar('ytick',t1,'Location','westoutside');
colormap("jet");
title('mises');

稍作修改

以上方法带着大家演示了如何用Matlab绘制Abaqus场变量云图，如果我们想更改，那就可以在该区域对应的Excel部分进行修改，即可操作成功。

有时，我们在分析断裂问题时，最后一步的节点坐标与初始坐标相差可能较大，此时我们可以在调用meshplot函数时，将最后一步的节点坐标写入形参，即可显示断裂面。

数据及函数文件获取方式：