【ABAQUS Material】density 行为

1.overview

进行eigenfrequency 、 transient dynamic analysis、 transient heat transfer analysis、 adiabatic stress analysis、 acoustic analysis几种分析的时候,必须定义density.【Abaqus/Standard】
如果加载了gravity, centrifugal和 rotary acceleration loading 这几张载荷,就必须定义density【Abaqus/Standard】
Abaqus/Explicit中,除了hydrostatic fluids(流体静力学)以外的所有材料都要定义density;
可以指定为温度和预定义变量的函数,即Dentity=f(temperature,predefined vars);
可以在一个 region 中,定义密度分布(不同单元可以有不同density),但仅限 solid continuum elements且使用Abaqus/Standard.

2. Defining density

基于用户指定的数据,abaqus是这样计算出element density的:

Abaqus/Standard中的声学、传热和热电耦合element以及Abaqus/Explicit中的声学element,density 会不断根据当下的temperature和 field variables更新为对应的数值.

例如:

# density define as follows:

density  temperature

 7800      25

 7500      30

 8000      40

假如incre10的时候温度为25,那么element的density=7800,下一个incre 的温度变为26,那么density也会更新为7750.

对于Abaqus/Standard中的温度-位移耦合element, 用于 heat transfer 和 structural body force computations的density假定为initial temperature、field vars 和体积变化的函数.这就保证了在structural body force computations中质量守恒.
For all other elements in Abaqus/Standard and Abaqus/Explicit,密度仅作为初始温度和场变量以及体积变化的函数.如果温度和场变量在分析过程中发生变化,则不会更新.

在ABAQUS/STANDARD分析中,可以通过distributionDistribution definition - SIMULIA 用户帮助 2020来定义 homogeneous solid continuum elements质量密度的空间变化.分distribution必须包括密度的默认值,如果使用distribution,则不能定义密度对温度和/或场变量的依赖关系.

Input File Usage

Use either of the following options:

*DENSITY

*DENSITY, DEPENDENCIES=n

Abaqus/CAE Usage:

Property module:
- material editor: General_>Density

您可以切换Use temperature-dependent data来定义密度作为温度的函数和/或选择Number of field variables来定义密度作为字段变量的函数.

Units

ABAQUS没有内置单位制,需要user自己对应单位制.abaqus单位制约定

density 的量纲是ML^{(-3),即质量X长度}(-3)
质量量纲为FT^(2)L(-1),即力X时间^(2)X长度(-1)

Element

密度可以用于指定所有元素的质量密度(出了rigid element),mass density of rigid element是rigid body定义的一部分.(see Rigid element)

在Abaqus/Explicit中,必须为所有不属于刚体的元素定义非零质量密度.

在Abaqus/Standard中,必须为传热element和声学element定义密度,可以为 stress/displacement elements, coupled temperature-displacement elements, and elements including pore pressure定义质量密度; For elements that include pore pressure as a degree of freedom,在coupled pore fluid flow/stress analysis.中,应给出 porous medium的密度.

如果要给声学介质定义complex density(复数),可以在property-density中定义实部,然后把虚部转换为volumetric drag【Acoustic medium】

Nonstructural mass definition

不会,不理解.