个性化的有限元结果云图是怎么做出来的?

文摘   2024-11-17 13:42   北京  
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01 有限元结果的个性化展示
ABAQUS是我们熟知的有限元分析软件,经常使用的小伙伴应该对这样的现象深有体会:结构在某一节点应力集中,表现为红色,其余节点应力值比最大应力值小得多甚至小几个数量级,这时候我们会发现其余的部分表现为蓝色

这种应力集中现象很可能是因为我们建模精度或者网格划分精度不高导致的,所以最大应力的参考性不高,我们需要的信息其实隐藏在蓝色区域。
为了解决这个问题,我们可能会通过这样的方式对结果进行处理:减小云图应力值的上限,这样超过该上限值的应力在云图中表现为白色,期望的应力值可按照正常的颜色分布


这种方式能够很好地解决结果显示的问题,但请注意,我们用这种方法适用的情况是某节点或小范围节点有明显应力集中。当最大应力分布在一个较大区域时,使用这种方法得到的应力结果会出现一大块白色区域不符合我们对图片美观的要求

我们该如何调整才能达到我们理想的效果呢?

细致的我们会从应力图例中发现,默认渐变色条的应力值是等差分布的,也就是说如果我们的应力结果也是呈现等差分布,默认色条则能够很好地描述我们的数据。而这种应力分布模式在实际情况中是很少出现的。
所以我们需要自定义渐变色条旁的数值间距,直到调整出比较好看的效果。上图是按照这样的间距设置的:0/0.25/0.5/1/2/5/10/15/20MPa。

这时候我们发现默认色条的色系太过艳丽,我们更想要中性柔和的颜色,我们可以在Color&Style添加或删除色块,点击色块更改RGB值,设置任何想要的搭配。

最后就可以得到理想的云图效果。

02 有限元数据的提取与处理
相信很多人处理有限元结果是这样的:

当我们想要表现骨-假体界面的应力结果时,会发现无论调整到何种角度,都会有一部分结果被遮挡。这样的结果图并不符合我们的期望和审美,为了得到好看的结果图,我们需要将ABAQUS软件中的结果提取出来,这样我们可以借助MATLAB和Origin等软件,就能对数据进行多样化处理。

下面是实现这一过程的具体步骤:首先确定需要提取的单元保存单元组并命名

使用工具栏最下方的探针功能读取出上一步保存的单元组数据,包含坐标与结果值。下一步写入文件,我们可以将文件类型改为.csv或.txt,以便于直接用EXCEL打开初步处理数据格式(数据分列)。

数据分列后,可以单独对应力列进行操作,除了优化结果表现外,这种方式还支持我们对结果进行二次处理,例如有限元软件不方便得到某一区域的平均应力,这就需要我们单独提取该区域的单元编号和结果值,在后续的软件中进行平均值处理并出图。
下面是一些有限元后处理的结果。


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