在結構力學仿真中，應力峰值–路徑曲線是定位應力集中、驗證結構強度的關鍵工具，能直觀呈現沿特定路徑的應力峰值變化。Abaqus通過標準化流程可高效生成該曲線，本文結合實操步驟講解方法，并梳理常見問題。

 

 

 

一、應力峰值–路徑曲線的核心定義

應力峰值–路徑曲線，是沿用戶自定義空間路徑（直線、折線、圓?。?，提取路徑上節(jié)點或單元的應力峰值（等效應力、最大主應力等），以“路徑長度”為橫坐標、“應力峰值”為縱坐標繪制的曲線。其價值在于：

 

l定位應力集中點，如焊縫、孔洞邊緣的高應力區(qū)；

l量化應力分布趨勢，如構件邊緣到中心的應力衰減；

l對比材料許用應力，判斷結構強度是否達標。

 

Abaqus中提取應力峰值需先明確類型：塑性材料選等效應力（vonMises），脆性材料選最大主應力，再結合路徑定義操作。

 

 

 

二、四步實操生成曲線

以“簡支梁受均布荷載仿真”（模型已求解）為例，分四步操作：

1.第一步：前處理結果驗證

進入Abaqus后處理模塊（Abaqus/Viewer），確保模型與結果有效：

l打開.odb文件，通過“Plot→Contours→OnElements”查看應力云圖，確認分布符合力學規(guī)律（如簡支梁跨中應力高于支座）；

l用“Mesh→Verify”檢查路徑區(qū)域網格，避免畸形單元，建議路徑上單元尺寸不超路徑總長1/50；

l選對應分析步（如Step-1）和結果幀（通常最后一幀），通過“Result→Step/Frame”設置。

 

2.第二步：創(chuàng)建自定義路徑

路徑是曲線生成基礎，Abaqus支持三種常用類型：

l路徑類型選擇：

進入“Tools→Path→Create”：

①直線路徑（StraightLine）：適用于直線方向提取，輸入起點、終點坐標（可點擊圖形區(qū)選點）；

②多段線路徑（Polyline）：適用于折線方向，依次輸入多個路徑點；

③圓弧路徑（CircularArc）：適用于圓弧面，輸入圓心、半徑、起始角度。

 

l參數設置：

勾選“Includeallelementsalongpath”，采樣率設為“100pointsperunitlength”（保證曲線平滑）；路徑命名清晰（如“Beam_Cross_Path”），便于管理。

 

3.第三步：提取路徑上的應力峰值

關鍵是選對stress變量與提取方式：

l進入“Tools→Path→Evaluate”，選已創(chuàng)建路徑；

l展開“Stress”選項，按需求勾選應力類型：等效應力選“SVON”，最大主應力選“S11”，第一主應力選“SP1”；同時勾選“PathLength”（橫坐標用）；

l點擊“Evaluate”，數據存儲在“PathResults”，可通過“Tools→Path→Manager”查看。

 

4.第四步：生成與調整曲線

提取數據后生成并優(yōu)化曲線：

l生成曲線：“Plot→XYData→Plot”，選“PathResults”，配對“路徑長度”（橫坐標）與“應力峰值”（縱坐標）；

l曲線調整：

①坐標軸：“View→Axis→Scale”調整范圍（如橫坐標0-100mm、縱坐標0-300MPa）；

②樣式：“Edit→XYPlot→Curves”設紅色實線、3px線寬，加圓點標記定位峰值；

③標注：“Edit→XYPlot→Labels”加坐標軸名（如“路徑長度(mm)”“等效應力(MPa)”）、標題及峰值標注（如“MaxStress:280MPa@50mm”）；

數據導出：“File→Export→XYData”存為.csv格式，便于后續(xù)分析。

 

 

 

三、常見問題與解決

1.曲線鋸齒化

原因：采樣率低或網格差；

解決：提高采樣率至200points/unit，優(yōu)化路徑網格（“Mesh→Control”設單元尺寸）。

 

2.應力峰值異常

原因：路徑穿節(jié)點重合區(qū)或變量選錯；

解決：“View→Path→Show”確認路徑位置，換“單元積分點應力”（精度更高）。

 

3.路徑無法創(chuàng)建

原因：坐標超范圍或無實體單元；

解決：“View→CoordinateSystem”查模型坐標，調整路徑點；確認模型生成實體單元（如C3D8R）。

 

Abaqus生成應力峰值–路徑曲線，核心是“精準路徑+正確變量+曲線優(yōu)化”。實操中需驗證模型、控制網格質量，結合工程場景選應力類型，讓曲線為結構強度評估與優(yōu)化提供可靠支撐，助力定位問題、提升設計合理性。