ABAQUS實例講解心得

1、ABAQUS 簡介1 (pp7)在開始 程序 ABAQUS 6.5-1ABAQUS COMMAND，DOS 提示符下輸入命令Abaqus fetch job = 可以提取想要的算例input 文件。ABAQUS 基本使用方法2(pp15)快捷鍵：Ctrl+Alt+左鍵來縮放模型；Ctrl+Alt+中鍵來平移模型；Ctrl+Alt+右鍵來旋轉(zhuǎn)模型。(pp16)ABAQUS/CAE 不會自動保存模型數(shù)據(jù)，用戶應當每隔一段時間自己保存模型以避免意外丟失。3(pp17)平面應力問題的截面屬性類型是Solid（實心體）而不是Shell（殼）。ABAQUS/CAE 推薦的建模方法是把整個數(shù)值模型（如材料、

2、邊界條件、載荷等）都直接定義在幾何模型上。載荷類型Pressure 的含義是單位面積上的力，正值表示壓力，負值表示拉力。4(pp22)對于應力集中問題，使用二次單元可以提高應力結(jié)果的精度。5(pp23)Dismiss 和Cancel 按鈕的作用都是關(guān)閉當前對話框，其區(qū)別在于：前者出現(xiàn)在包含只讀數(shù)據(jù)的對話框中；后者出現(xiàn)在允許作出修改的對話框中，點擊Cancel 按鈕可關(guān)閉對話框，而不保存所修改的內(nèi)容。6(pp26)每個模型中只能有一個裝配件，它是由一個或多個實體組成的，所謂的“實體”（instance）是部件（part）在裝配件中的一種映射，一個部件可以對應多個實體。材料和截面屬性定義在部件上，

3、相互作用（interaction）、邊界條件、載荷等定義在實體上，網(wǎng)格可以定義在部件上或?qū)嶓w上，對求解過程和輸出結(jié)果的控制參數(shù)定義在整個模型上。7(pp26) ABAQUS/CAE 中的部件有兩種：幾何部件（native part）和網(wǎng)格部件（orphan mesh part）。創(chuàng)建幾何部件有兩種方法：（1）使用Part 功能模塊中的拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠、倒角和放樣等特征來直接創(chuàng)建幾何部件。（2）導入已有的CAD 模型文件，方法是：點擊主菜單FileImportPart。網(wǎng)格部件不包含特征，只包含節(jié)點、單元、 面、集合的信息。創(chuàng)建網(wǎng)格部件有三種方法：（1）導入ODB 文件中的網(wǎng)格。（2）導入INP

4、 文件中的網(wǎng)格。（3）把幾何部件轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格部件，方法是：進入Mesh 功能模塊，點擊主菜單MeshCreate Mesh Part。8(pp31)初始分析步只有一個，名稱是initial，它不能被編輯、重命名、替換、復制或刪除。在初始分析步之后，需要創(chuàng)建一個或多個后續(xù)分析步，主要有兩大類：（1）通用分析步（general analysisstep）可以用于線性或非線性分析。常用的通用分析步包含以下類型：Static, General: ABAQUS/Standard 靜力分析Dynamics, Implicit: ABAQUS/Standard 隱式動力分析Dynamics, Explicit

5、: ABAQUS/ Explicit 顯式動態(tài)分析（2）線性攝動分析步（linear perturbation step）只能用來分析線性問題。在ABAQUS/Explicit 中不能使用線性攝動分析步。在ABAQUS/Standard 中以下分析類型總是采用線性攝動分析步。Buckle: 線性特征值屈曲。Frequency: 頻率提取分析。Modal dynamics: 瞬時模態(tài)動態(tài)分析。Random response: 隨機響應分析。Response spectrum: 反應譜分析。Steady-state dynamics: 穩(wěn)態(tài)動態(tài)分析。9（pp33）在靜態(tài)分析中，如果模型中不含阻尼或

6、與速率相關(guān)的材料性質(zhì)，“時間”就沒有實際的物理意義。為方便起見，一般都把分析步時間設(shè)為默認的1。每創(chuàng)建一個分析步，ABAQUS/CAE 就會自動生成一個該分析步的輸出要求。10 （pp34）自適應網(wǎng)格主要用于ABAQUS/Explicit 以及ABAQUS/Standard 中的表面磨損過程模擬。在一般的ABAQUS/Standard 分析中，盡管也可設(shè)定自適應網(wǎng)格，但不會起到明顯的作用。Step 功能模塊中，主菜單OtherAdaptive Mesh Domain 和OtherAdaptive Mesh Controls 分別設(shè)置劃分區(qū)域和參數(shù)。11（pp37）使用主菜單Field 可以定義

7、場變量（包括初始速度場和溫度場變量）。有些場變量與分析步有關(guān)，也有些僅僅作用于分析的開始階段。使用主菜單Load Case 可以定義載荷狀況。載荷狀況由一系列的載荷和邊界條件組成，用于靜力攝動分析和穩(wěn)態(tài)動力分析。12（pp42）獨立實體是對部件的復制，可以直接對獨立實體劃分網(wǎng)格，而不能對相應的部件劃分網(wǎng)格。非獨立實體是部件的指針，不能直接對非獨立實體劃分網(wǎng)格，而只能對相應的部件劃分網(wǎng)格。由網(wǎng)格部件創(chuàng)建的實體都是非獨立實體。13（pp45）Quad 單元（二維區(qū)域內(nèi)完全使用四邊形網(wǎng)格）和Hex 單元（三維區(qū)域內(nèi)完全使用六面體網(wǎng)格）可以用較小的計算代價得到較高的精度，因此應盡可能選擇這兩種單元。1

8、4（pp45）結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和掃掠網(wǎng)格一般采用Quad 單元和Hex 單元，分析精度相對較高。因此優(yōu)先 選用這兩種劃分技術(shù)。使用自由網(wǎng)格劃分技術(shù)時，一般來說，節(jié)點的位置會與種子的位置相吻合。使用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和掃掠網(wǎng)格劃分技術(shù)時，如果定義了受完全約束的種子，劃分可能失敗。15（pp45）劃分網(wǎng)格的兩種算法：中性軸算法（Medial Axis）：（1）中性軸算法（Medial Axis）更易得到單元形狀規(guī)則的網(wǎng)格，但網(wǎng)格與種子的位置吻合得較差。（2）在二維區(qū)域中，使用此算法時選擇Minimize the mesh transition（最小化網(wǎng)格的過渡）可提高網(wǎng)格質(zhì)量，但更容易偏離種子。當種子布置得較稀

9、疏時，使用中性軸算法得到的單元形狀更規(guī)則。（3）如果在模型的一部分邊上定義了受完全約束的種子，中性軸算法會自動為其他的邊選擇最佳的種子分布。（4）中性軸算法不支持由CAD 模型導入的不精確模型和虛擬拓撲。Advancing Front 算法（1） 網(wǎng)格可以與種子的位置很好地吻合，但在較窄的區(qū)域內(nèi)，精確匹配每粒種子可能會使網(wǎng)格歪斜。（2） 更容易得到單元大小均勻的網(wǎng)格。有些情況下， 單元均勻是很重要的， 例如在ABAQUS/Explicit 中，網(wǎng)格中的小單元會限制增量步長。（3） 容易實現(xiàn)從粗網(wǎng)格到細網(wǎng)格的過渡。（4） 支持不精確模型和二維模型的虛擬拓撲。16（pp50）網(wǎng)格劃分失敗時的解決辦

10、法與網(wǎng)格劃分失敗的原因：（1） 幾何模型有問題，例如模型中有自由邊或很小的邊、面、尖角、裂縫等。（2） 種子布置得太稀疏。如果無法成功地劃分Tet 網(wǎng)格，可以嘗試以下措施：（1） 在Mesh 功能模塊中，選擇主菜單ToolsQuery 下的Geometry Diagnostics，檢查模型中是否有自由邊、短邊、小平面、小尖角或微小的裂縫。如果幾何部件是由CAD 模型導入的，則應注意檢查是否模型本身就有問題（有時可能是數(shù)值誤差導致的）；如果幾何部件是在ABAQUS/CAE 中創(chuàng)建的，應注意是否在進行拉伸或切割操作時，由于幾何坐標的誤差，出現(xiàn)了上述問題。（2） 在Mesh 功能模塊中，可以使用主菜

11、單ToolsVirtual Topology（虛擬拓撲）來合并小的邊或面，或忽略某些邊或頂點。（3） 在Part 功能模塊中，點擊主菜單ToolsRepair，可以修復存在問題的幾何實體。（4） 在無法生成網(wǎng)格的位置加密種子。17（pp51）網(wǎng)格質(zhì)量檢查在Mesh 功能模塊中，點擊主菜單MeshVerify，可以選擇部件、實體、幾何區(qū)域或單元，檢查其網(wǎng)格的質(zhì)量，獲得節(jié)點和單元信息。在Verify Mesh 對話框，選擇Statistical Checks（統(tǒng)計檢查）可以檢查單元的幾何形狀，選擇Analysis Checks（分析檢查）可以檢查分析過程中會導致錯誤或警告信息的單元。單擊Highl

12、ight 按鈕，符合檢查判據(jù)的單元就會以高亮度顯示出來。18（pp51）單元類型ABAQUS 擁有433 種單元，分8 大類：連續(xù)體單元（continuum element，即實體單元solidelement、殼單元、薄膜單元、梁單元、桿單元、剛體單元、連接單元和無限元。（1） 線性單元（即一階單元）；二次單元（即二階單元）；修正的二次單元（只有Tri 或Tet 才有此類型）。（2） ABAQUS/Explicit 中沒有二次完全積分的連續(xù)體單元。（3） 線性完全積分單元的缺點：承受彎曲載荷時，會出現(xiàn)剪切自鎖，造成單元過于剛硬，即使劃分很細的網(wǎng)格，計算精度仍然很差。（4） 二次完全積分單元的優(yōu)

13、點：（A）應力計算結(jié)果很精確，適合模擬應力集中問題；（B）一般情況下，沒有剪切自鎖問題。但使用這種單元時要注意：（A）不能用于接觸分析；（B）對于彈塑性分析，如果材料不可壓縮（例如金屬材料），則容易產(chǎn)生體積自鎖；（C）當單元發(fā)生扭曲或彎曲應力有梯度時，有可能出現(xiàn)某種程度的自鎖。（5） 線性減縮積分單元在單元中心只有一個積分點，存在沙漏數(shù)值問題而過于柔軟。采用這種單元模擬承受彎曲載荷的結(jié)構(gòu)時，沿厚度方向上至少應劃分四個單元。優(yōu)點：（A）位移計算結(jié)果較精確；（B）網(wǎng)格存在扭曲變形時（例如Quad 單元的角度遠遠大于或小于90），分析精度不會受到明顯的影響；（C）在彎曲載荷下不易發(fā)生剪切自鎖。缺點：

14、（A）需要較細網(wǎng)格克服沙漏問題；（B）如果希望以應力集中部位的節(jié)點應力作為分析目標，則不能選用此單元。（6） 二次減縮積分單元不但保持線性減縮積分單元的上述優(yōu)點，還具有如下特點：（A）即使不劃分很細的網(wǎng)格也不會出現(xiàn)嚴重的沙漏問題；（B）即使在復雜應力狀態(tài)下，對自鎖問題也不敏感。使用這種單元要注意：（A）不能用于接觸分析；（B）不能用于大應變問題；（C）存在與線性減縮積分單元類似的問題，即節(jié)點應力的精度往往低于二次完全積分單元。（7） 非協(xié)調(diào)模式單元可克服線性完全積分單元中的剪切自鎖問題，僅在ABAQUS/Standard 有優(yōu)點：（A）克服了剪切自鎖問題，在單元扭曲比較小的情況下，得到的位移和

15、應力結(jié)果很精確；（B）在彎曲問題中，在厚度方向上只需很少的單元，就可以得到與二次單元相當?shù)慕Y(jié)果，而計算成本卻明顯降低；（C）使用了增強變形梯度的非協(xié)調(diào)模式，單元交界處不會重疊或開洞，因此很容易擴展到非線性、有限應變得位移。但使用這種單元時要注意：如果所關(guān)心部位的單元扭曲比較大，尤其是出現(xiàn)交錯扭曲時，分析精度會降低。（8） 使用Tri 或Tet 單元要注意：（A）線性Tri 或Tet 單元的精度很差，不要在模型中所關(guān)心的部位及其附近區(qū)域使用；（B）二次Tri 或Tet 單元的精度較高，而且能模擬任意的幾何形狀，但計算代價比Quad 或Hex 單元大，因此如果能用Quad 或Hex 單元，就盡量不

16、要使用Tri或Tet 單元；（C）二次Tet 單元(C3D10)適于ABAQUS/Standard 中的小位移無接觸問題；修正的二次Tet 單元(C3D10M)適于ABAQUS/Explicit 和ABAQUS/Standard 中的大變形和接觸問題；（D）使用自有網(wǎng)格不易通過布置種子來控制實體內(nèi)部的單元大小。（9） 雜交單元 在ABAQUS/Standard 中，每一種實體單元都有其對應的雜交單元，用于不可壓縮材料（泊松比為0.5，如橡膠）或近似不可壓縮材料（泊松比大于0.475）。除了平面應力問題之外，不能用普通單元來模擬不可壓縮材料的響應，因為此時單元中的應力士不確定的。ABAQUS/E

17、xplicit 中沒有雜交單元。19（pp57）在混合使用不同類型單元時，應確保其交界處遠離所關(guān)心的區(qū)域，并仔細檢查分析結(jié)果是否正確。對于無法完全采用Hex 單元網(wǎng)格的實體，還可采用以下方法：（A）對整個實體劃分Tet 單元網(wǎng)格，使用二次單元C3D10 或修正的二次單元C3D10M，同樣可以達到所需精度，只是計算時間較長；（B）改變實體中不重要部位的幾何形狀，然后對整個實體采用Hex 單元網(wǎng)格。20（pp60）三維實體單元類型的選擇原則（1）對于三維區(qū)域，盡可能采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分或掃掠網(wǎng)格劃分技術(shù)，從而得到Hex 單元網(wǎng)格，減小計算代價，提高計算精度。當幾何形狀復雜時，也可以在不重要的區(qū)域使用

18、少量楔形單元。（2）如果使用了自由網(wǎng)格劃分技術(shù)，Tet 單元類型應選擇二次單元。在ABAQUS/Explicit 中應選擇修正的Tet 單元C3D10M，在ABAQUS/Standard 中可以選擇C3D10，但如果有大的塑性變形，或模型中存在接觸，而且使用的是默認的硬接觸關(guān)系，則也應選擇修正的Tet 單元C3D10M。（3）ABAQUS 的所有單元均可用于動態(tài)分析，選取單元的一般原則與靜力分析相同。但在使用ABAQUS/Explicit 模擬沖擊或爆炸載荷時，應選用線性單元，因為它們具有集中質(zhì)量公式，模擬應力波的效果優(yōu)于二次單元所采用的一致質(zhì)量公式。如果使用的是 ABAQUS/Standar

19、d，在選擇單元類型時還應該注意：（1） 對于應力集中問題，盡量不要使用線性減縮積分單元，可使用二次單元來提高精度。如果在應力集中部位進行了網(wǎng)格細化，使用二次減縮積分單元與二次完全積分單元得到的應力結(jié)果相差不大，而二次減縮積分單元的計算時間相對較短。（2） 對于彈塑性分析，如果材料是不可壓縮性的（例如金屬材料），則不能使用二次完全積分單元，否則會出現(xiàn)體積自鎖問題，也不要使用二次Tri 或Tet 單元。推薦使用的是修正的二次Tri 或Tet 單元、 非協(xié)調(diào)單元以及線性減縮積分單元。（3） 如果模型中存在接觸或大的扭曲變形，則應使用線性Quad 或Hex 單元以及修正的二次Tri或Tet 單元，而不

20、能使用其它的二次單元。（4） 對于以彎曲為主的問題，如果能夠保證在所關(guān)心的部位的單元扭曲較小，使用非協(xié)調(diào)單元可以得到非常精確的結(jié)果。（5） 除了平面應力問題之外，如果材料是完全不可壓縮的（如橡膠材料），則應使用雜交單元；在某些情況下，對于近似不可壓縮材料也應使用雜交單元。21（pp61）殼單元類型及選擇原則如果一個薄壁構(gòu)件的厚度遠小于其典型結(jié)構(gòu)整體尺寸（一般為小于1/10），并且可以忽略厚度方向的應力，就可以用殼單元來模擬此結(jié)構(gòu)。殼體問題可分兩類：薄殼問題（忽略橫向剪切變形）和厚殼問題（考慮橫向剪切變形）。對于單一各向同性材料，一般當厚度和跨度的比值小于1/15 時，可以認為是薄殼；大于1/1

21、5 時，則可以認為是厚殼。對于復合材料，這個比值要更小一些。按薄殼和厚殼分為：通用殼單元和特殊用途殼單元。前者對薄殼和厚殼均有效；按單元定義方式可分為：常規(guī)殼單元和連續(xù)體殼單元。前者通過定義單元的平面尺寸、表面法向何初始曲率來對參考面進行離散，只能在截面屬性中定義殼的厚度，不能通過節(jié)點來定義殼的厚度。后者類似于三維實體單元，對整個三維結(jié)構(gòu)進行離散。選擇原則：（1） 對于薄殼問題，常規(guī) 殼單元的性能優(yōu)于連續(xù)體單元；而對于接觸問題，連續(xù)體殼單元的計算結(jié)果更加精確，因為它能在雙面接觸中考慮厚度的變化。（2） 如果需要考慮薄膜模式或彎曲模式的沙漏問題， 或模型中有面內(nèi)彎曲， 在ABAQUS/Stand

22、ard 中使用S4 單元可獲得很高的精度。（3） S4R 單元性能穩(wěn)定，適用范圍很廣。（4） S3/S3R 單元可以作為通用殼單元使用。由于單元中的常應變近似，需要劃分較細的網(wǎng)格來模擬彎曲變形或高應變梯度。（5） 對于復合材料，為模擬剪切變形的影響，應使用適于厚殼的單元（例如S4、S4R、S3、S3R、S8R），并要注意檢查截面是否保持平面。（6） 四邊形或三角形的二次殼單元對剪切自鎖或薄膜自鎖都不敏感，適用于一般的小應變薄殼。（7） 在接觸模擬中，如果必須使用二次單元，不要選擇STRI65 單元，而應使用S9R5。（8） 如果模型規(guī)模很大且只表現(xiàn)幾何線性，使用S4R5 單元（線性薄殼單元）比

23、通用殼單元更節(jié)約計算成本。石亦平ABAQUS 有限元分析實例祥解之讀后小結(jié)第 6 頁共 6 頁（9） 在ABAQUS/Explicit 中，如果包含任意大轉(zhuǎn)動和小薄膜應變，應選用小薄膜應變單元。22 梁單元類型的選擇如果一個構(gòu)件橫截面的尺寸遠小于其軸向尺度（一般的判據(jù)為小于1/10），并且沿長度方向的應力是最重要的因素，就可以考慮梁單元來模擬此結(jié)構(gòu)。ABAQUS 中的所有單元都是梁柱類單元，即可以產(chǎn)生軸向變形、彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。Timoshenko 梁單元還考慮了橫向剪切變形的影響。B21和B31（線性梁單元）以及B22 和B32 單元（二次梁單元）是考慮剪切變形的Timoshenko 梁單

24、元，它們既適用于模擬剪切變形起重要作用的深梁，又適用于模擬剪切變形不太重要的細長梁。這些單元的截面特性與厚殼單元的橫截面特性相同。ABAQUS/Standard 中三次單元B23 和B33 被稱為Euler-Bernoulli 梁單元，它們不能模擬剪切變形，但適合于模擬細長的構(gòu)件（很截面的尺寸小于軸向尺度的1/10）。由于三次單元可以模擬沿長度方向的三階變量，所以只需劃分很少的單元就可以得到很精確的結(jié)果。選擇原則：（1） 在任何包含接觸的問題中，應使用B21 或B31 單元（線性剪切應變梁單元）。（2） 如果橫向剪切變形很重要，則應采用B22 或B32 單元（二次Timoshenko 梁單元）

25、。（3） 在ABAQUS/Standard 中的幾何非線性模擬中，如果結(jié)構(gòu)非常剛硬或非常柔軟，應使用雜交單元，例如B21H 或B32H 單元。（4） 如果在ABAQUS/Standard 中模擬具有開口薄壁橫截面的結(jié)構(gòu)，應使用基于橫截面翹曲理論的兩單元，例如B31OS 或B32OS 單元。第三章 線性靜力分析實例23 (pp78) 在劃分網(wǎng)格之后，我們需要檢驗網(wǎng)格質(zhì)量：在主菜單中選擇Mesh Verify，畫一個矩形框來選中所有單元，在彈出的Verify Mesh 對話框中，將Type 設(shè)為Analysis Checks, 然后點擊Highlight。在模型中沒有單元顯示為黃色或紅色，這說明網(wǎng)

26、格劃分沒有問題。窗口底部信息區(qū)中顯示了所選區(qū)域的單元總數(shù)。24 (pp80) 如果當前的功能模塊是Assembly、Interaction、 Load 或Mesh（處在為裝配件劃分網(wǎng)格的狀態(tài)下），則使用主菜單Tools 定義的面或集合是屬于整個裝配間的； 而如果當前的功能模塊式Part 或Mesh（處在為部件劃分網(wǎng)格的狀態(tài)下），則使用主菜單Tools 定義的面或集合只是屬于此部件，不能在Assembly、Interaction 或Load 功能模塊中使用。因此，創(chuàng)建集合或面時，要注意首先選擇正確的功能模塊。25 (pp82) 默認情況下，所有在前一個分析步中定義的載荷都會延續(xù)到后面的分析步。根

27、據(jù)載荷所遵循的幅值類型，有兩種可能：（1）如果載荷所遵循的幅值是基于單個分析步時間的，或者遵循默認的Ramp 幅值，那么此載荷將保持上一分析步結(jié)束時的大??；（2）如果載荷所遵循的幅值是基于所有分析步的總體時間，那么此載荷將繼續(xù)遵循此幅值的定義。26 (pp82) 在一般分析步中，載荷必須以總量而不是以增量的形式給定。Shear 類型的面載荷方向總是作用面的切線方向。如果面載荷類型為General，則會完全遵循面載荷向量所定義的方向。27 (pp86) 在提交分析作業(yè)時，可能會遇到內(nèi)存超出上限的問題。解決方法：（1）在Job 功能模塊中，點擊Create Continue，在彈出的Edit Jo

28、b 對話框中，點擊Memory 標簽頁；（2）還可在ABAQUS 環(huán)境文件abaqus_v6.env 中修改，這樣就不必在每次創(chuàng)建分析作業(yè)時都重新設(shè)定這個參數(shù)了。28 (pp87) 完成ABAQUS 安裝后，可以修改默認的工作目錄：點擊開始 程序 ABAQUS6.5-1，在ABAQUS CAE 上點擊右鍵，選擇屬性，然后就可以把起始位置修改為所希望的工作目錄（這同時也是ABAQUS/CAE 打開文件時的默認路徑）。同樣地，可以對ABAQUS Command 和ABAQUS Viewer 進行類似修改。29 (pp89) 通過切面視圖來觀察模型內(nèi)部的分析結(jié)果 在主菜單中選擇ToolsViewCu

29、tManager，在View Cut Manager 對話框中可以看到，ABAQUS/CAE 已經(jīng)建立了三個基于全局坐標系得切面視圖：x-plane、 y-plane 和z-plane，點擊其中的某個切面視圖前面的小方框，視圖石亦平ABAQUS 有限元分析實例詳解之讀后小結(jié)（第二部分）第 2 頁共 4 頁區(qū)中會相應地顯示出切面的效果。拖動View Cut Manager 對話框中底部的滾動條，可看到切面的位置會隨之移動。點擊次對話框中的Create，可以創(chuàng)建新的切面視圖。30 (pp92) 定義節(jié)點路徑在主菜單中選擇Tools Path Create，在Create Path 對話框中點擊Co

30、ntinue， 然后在Edit Node List Path 對話框中點擊Add After。在視圖區(qū)中依次點擊所希望路徑上的各個節(jié)點，最后點擊鼠標中鍵，在在Edit Node List Path 對話框中點擊OK。31 (pp92) 沿路徑顯示分析結(jié)果 在主菜單中選擇Tools XY Data Manager，點擊Create，在Create XY Data 對話框中選擇Path，然后點擊Continue。在隨后彈出的XY Data from Path 對話框中，設(shè)置適當?shù)膮?shù)后，點擊Plot，視圖區(qū)中顯示節(jié)點位移隨路徑變化的曲線圖。點擊Save As，在彈出的Save XY Data As

31、 對話框中點擊OK，可將此路徑保存。32 (pp93) 生成數(shù)據(jù)報告 在主菜單中選擇Report XY, 在彈出的Report XY Data 對話框中拖動鼠標，選中所有曲線。點擊Setup 標簽頁，在Name 后面輸入報告文件名，然后點擊OK。在工作目錄下可以找到生成的報告文件，可用文本編輯器（如Notepad、UltraEdit、EditPlus 等）打開。33 (pp94) 在修改部件幾何形狀時，盡量修改頂點位置或編輯尺寸，而不要創(chuàng)建或刪除線段，這樣可以減少對已定義的部件特征、集合和面的影響。34 (pp95) 在修改幾何模型后，必須對原模型的截面屬性、面、集合、載荷、邊界條件和約束進行

32、全面檢查，以便確定原模型是否受到影響。第四章 ABAQUS 的主要文件類型35 (pp102) INP 文件格式規(guī)則：（1）注釋行以*開頭；（2）整個文件中不能有空行；（3）除用戶子程序用到的集合或面外，關(guān)鍵詞、參數(shù)、集合名稱和面的名稱都不區(qū)分大小寫；（4）在一行的結(jié)尾使用逗號作為續(xù)行符；（5）在關(guān)鍵詞和各個參數(shù)之間，以及數(shù)據(jù)行中的各個數(shù)據(jù)之間都要用逗號隔開。如果一個數(shù)據(jù)行中只包含一個數(shù)據(jù)項，也要在結(jié)尾處加上一個逗號；（6）浮點數(shù)表示方法：5，5.0，5.，5.0E+0，.5E+1，50E-1。36 (pp105) 如果在定義載荷、邊界條件或約束時需要引用節(jié)點編號，需要加上相應得實體名稱作為前

33、綴。37 (pp105) 所有單元必須被賦予截面屬性，因此一般每個單元都會屬于至少一個定義在Part 或Instance 數(shù)據(jù)塊中的集合。石亦平ABAQUS 有限元分析實例詳解之讀后小結(jié)（第二部分）第 3 頁共 4 頁38 (pp105) 節(jié)點集合 和單元集合的名稱不得超過80個字符，且必須以字母（包括下劃線）開頭。材料名稱也不得超過80個字符，且必須以字母（不包括下劃線）開頭。 參數(shù)INTERNAL 不是必需的，它只是表明此集合是在ABAQUS/CAE 中生成的。39 (pp107) 對于定義在Assembly 數(shù)據(jù)塊中的集合，其表示方法與定義在Part 或Instance 數(shù)據(jù)塊中的集合基

34、本相同，只是需要加上參數(shù)INSTANCE=。40 (pp107) 對于以下列出的分析類型，需要使用關(guān)鍵詞*DENSITY 來定義密度：（1）使用進行特征頻率提取分析、瞬態(tài)動力學分析、瞬態(tài)熱傳導分析、絕熱應力分析或聲學分析。（2）在ABAQUS/Standard 中使用重力載荷、離心力載荷或旋轉(zhuǎn)加速度載荷。（3）所有使用ABAQUS/Explicit 的分析（流體靜力學問題除外）。41 (pp108) 邊界條件既可以被創(chuàng)建在初始分析步中，也可以被創(chuàng)建在后續(xù)分析步中；而載荷不能被創(chuàng)建在初始分析步中，只能被創(chuàng)建在后續(xù)分析步中。42 (pp115) 修改和運行INP 文件的幾種方法：（1）使用文本編輯

35、器修改使用EditPlus 或UltraEdit 等文本編輯軟件可以很方便地修改INP 文件。但注意，這種修改不會影響模型數(shù)據(jù)庫(.cae)文件。有三種方法可以將修改后的INP 文件提交分析：（a） 在ABAQUS/CAE 中具體方法：在Job 功能模塊中，點擊Job Manager 對話框中的Create，在Create Job 對話框中將Source 設(shè)為Input file，然后點擊Select，選中修改后的INP 文件，點擊Continue，再點擊OK。點擊Submit 來提交分析，然后點擊Monitor 來監(jiān)控分析過程。（b） 將INP 文件導入ABAQUS/CAE，創(chuàng)建一個新模型。

36、具體方法：在任何一個功能模塊下，點擊主菜單FileImportModel，選擇要導入的INP 文件。在窗口頂部環(huán)境欄的Model 下拉列表中，就會出現(xiàn)與此INP 文件同名的模型。注意：若INP 文件不包含模型的幾何信息，則由INP 文件生成的模型也同樣不包含集合信息。（c） 使用 ABAQUS 菜單命令具 體方法： 點擊 開始 程序 ABAQUS 6.5-1ABAQUS Command，然后在ABAQUS Command 窗口中輸入命令Abaqus job = （2）使用Edit Keywords 功能修改在ABAQUS/CAE 任何一個功能模塊下，點擊主菜單ModelEdit Keyword

37、s，在彈出的Edit Keywords 對話框中就可以修改INP 文件。但注意：應謹慎使用這種方法，盡量避免模型數(shù)據(jù)庫與 INP 文件的不一致，盡量使用ABAQUS/CAE 直接修改。石亦平ABAQUS 有限元分析實例詳解之讀后小結(jié)（第二部分）第 4 頁共 4 頁43 (pp17)用戶提交分析作業(yè)后，ABAQUS 對各個文件的處理過程：（1）首先對INP 文件進行預處理，此時按下Ctrl+Alt+Del 鍵，打開Windows 任務管理器，可看到名為pre.exe 的進程。預處理過程中出現(xiàn)的錯誤信息和警告信息會顯示在DAT 文件中。（2）如果在DAT 文件中出現(xiàn)了錯誤信息，說明在INP 文件中

38、存在嚴重的錯誤，ABAQUS 不會開始分析計算。用戶必須修改相應的錯誤，然后重新分析計算。（3）如果INP 文件中沒有錯誤，ABAQUS 就會開始分析。在Windows 任務管理器出現(xiàn)相應的進程，對于ABAQUS/Standard，進程名為Standard.exe；對于ABAQUS/Explicit，進程名為Explicit.exe。如果希望在分析完成前中止它，可以直接在Windows 任務管理器中點擊“結(jié)束進程”。（4）如果ABAQUS/Standard 在分析過程中出現(xiàn)問題，會在MSG 文件中顯示相應得錯誤信息或警告信息。另外，各個時間增量步的迭代過程也將顯示在MSG 文件中。43 (pp

39、118) 查看分析過程信息 用戶提交分析作業(yè)后，在分析過程中生成的STA 文件、MSG 文件和DAT 文件包含著完整的分析信息。（1）ABAQUS/Explicit 會在STA 文件中列出詳細的分析過程信息，而ABAQUS/Standard 只是簡要列出已完成的分析步和迭代收斂的情況。（2）ABAQUS/Standard會在MSG 文件中詳細列出與迭代收斂有關(guān)的參數(shù)設(shè)置和分析過程信息。（3）DAT 文件的前半部分顯示了ABAQUS 對INP 文件進行預處理所生成的信息以及相應的錯誤信息和警告信息。在提交分析后，可在此文件中搜索error，如果發(fā)現(xiàn)這樣的錯誤信息，必須首先根據(jù)提示來更正相應的錯誤

40、，才能順利完成分析。ABAQUS/Standard 會在DAT 文件后半部分顯示用戶所要求輸出的分析結(jié)果以及模型的規(guī)模、求解所占用的內(nèi)存和磁盤空間、分析所用時間等內(nèi)容。44 (pp123) 建議讀者在環(huán)境文件abaqus_v6.env 中添加參數(shù)Split_dat=ON，這可將對INP 文件預處理所生成的信息寫入PRE 文件，而不再顯示在DAT 文件的開始部分。這樣，DAT 文件只用于存放分析結(jié)果數(shù)據(jù)，可以大大減小DAT 文件的規(guī)模，使用戶更方便地看到所需要的結(jié)果。第五章 接觸分析實例46 (pp126) 非線性問題分為三種類型：（1）材料非線性，即材料的應力應變關(guān)系為非線性，如彈塑性問題。（

41、2）幾何非線性，即位移的大小對結(jié)構(gòu)的響應發(fā)生影響，包括大位移、大轉(zhuǎn)動、初始應力、幾何港性化和突然翻轉(zhuǎn)（snap through）等問題。（3）邊界條件非線性，即邊界條件在分析過程中發(fā)生變化，如接觸問題。47 (pp128) 解析剛體截面的圖形中只能包含線段、小于180的弧和拋物線。48 (pp129) 對于解析性剛體部件，不需要為其劃分網(wǎng)格和設(shè)置單元類型，也不需在Property 功能模塊中為其指定材料和截面屬性。49 (pp129) 在接觸分析中，如果在第一個分析步就把全部載荷施加到模型上，有可能分析無法收斂。建議先定義一個只有很小載荷的分析步，讓接觸關(guān)系平穩(wěn)地建立起來，然后在下一個分析步中

42、再施加真實的載荷。50 (pp132) 在后處理中，CPRESS 和COPEN 都顯示在從面上。51 (pp133) 如果法線方向錯誤，接觸分析就無法得到正確的結(jié)果。因此當接觸分析出現(xiàn)收斂問題時，可以查看接觸面的法線方向是否正確。52 (pp136) 在ABAQUS/Standard 中可以通過定義接觸面或接觸單元來模擬接觸問題。接觸面分為三類：(a)由單元構(gòu)成的柔體接觸面或剛體接觸面；(b)由節(jié)點構(gòu)成的接觸面；(c)解析剛體接觸面。在ABAQUS/Explicit 提供兩種算法來模擬接觸問題。(a)通用接觸算法；(b)接觸對算法。提示：目前的6.8 版本中，ABAQUS/Standard 也

43、具有通用接觸算法。53 (pp136)在ABAQUS/Standard 模擬接觸過程中，接觸方向總是主面的法線方向，從面上的節(jié)點不會穿越主面，但主面上的節(jié)點可以穿越從面。定義主面和從面的一般規(guī)則為：（1）選取剛度大的面作為主面。這里的“剛度”指材料特性和結(jié)構(gòu)剛度。解析面或由剛性單元構(gòu)成的面必須作為主面，從面則必須是柔體上的面（可以是施加了剛性約束的柔體）。（2）若兩接觸面剛度相似，則選取粗糙網(wǎng)格的面作為主面。（3）如果能使兩接觸面的網(wǎng)格節(jié)點位置一一對應，則能使結(jié)果更精確。（4）主面必須是連續(xù)的，由節(jié)點構(gòu)成的面不能作為主面。如果是有限滑移，主面在發(fā)生接觸的部位必須是光滑的，即不能有尖角。（5）若

44、主面在發(fā)生接觸的部位存在尖銳的凹角或凸角，應該在此尖角處把主面分為兩部分來分別定義，即定義為兩個面。對于有單元構(gòu)成的主面，ABAQUS 會自動進行平滑處理。（6）若是有限滑移，則在整個分析過程中，都盡量不要讓從面節(jié)點落到主面之外（尤其不要落在主面的背面），否則容易出現(xiàn)收斂問題。（7）一對接觸面的法線方向應該相反。一般來說，對于三維柔性實體，ABAQUS 會自動選擇正確的法線方向，而在使用梁單元、殼單元、膜單元、絎架單元或剛體單元來定義接觸面時，用戶往往需要自己制訂法線方向，就容易出現(xiàn)錯誤。54 (pp138) 小滑移也可用于幾何非線性問題，并考慮主面的大轉(zhuǎn)動和大變形，更新接觸力的傳遞路徑。小滑

45、移有兩種算法：點對面和面對面。后者的應力計算結(jié)果精度較高，并且可以考慮板殼和膜的初始厚度，但有些情況下代價較大。54 (pp139) 小滑移問題的接觸壓強總是根據(jù)未變形時的接觸面積來計算的，有限滑移問題的接觸壓強則是根據(jù)變化的接觸面積來計算。55 (pp139) 設(shè)定接觸面之間的距離或過盈量有三種方法：（ 1 ） 根據(jù)模型的幾何尺寸位置和ADJUST參數(shù)進入Interaction 模塊，點擊主菜單InteractionCreate，在Edit Interaction 對話框中選中Specify tolerance for adjustmentzone，在其后輸入位置誤差限度值。（ 2 ） 使用

46、關(guān)鍵詞*CONTACT INTERFERENCE進入Interaction 模塊，點擊主菜單InteractionCreate，點擊Edit Interaction 對話框底部的Interference fit。提示：這種方法類似于施加載荷，不能在initial 分析步中定義，而只能在后續(xù)分析步中定義，并且可以在分析步中改變大小、被激活或被去除。用戶需要自己定義一條幅值曲線使之在整個分析步中從0 逐漸增大到1。位置誤差限度必須略大于兩接觸面間的縫隙。（3）使用關(guān)鍵詞*CLEARENCE 它只適用于小滑移，并且不需要ADJUST 參數(shù)來調(diào)整從面節(jié)點的位置。ABAQUS/CAE 不支持此關(guān)鍵詞，只

47、能手工修改INP 文件。提示：如果過盈接觸是通過節(jié)點坐標或*CLEARENCE 來定義的，在分析的一開始全部過盈量就會被施加在模型上，而且無法在分析過程中改變過盈量的大小。56 (pp140) ABAQUS 中接觸壓力和間隙默認關(guān)系是“硬接觸”，即接觸面之間能夠傳遞的接觸壓力的大小不受限制；當接觸壓力變?yōu)榱慊蜇撝禃r，兩個接觸面分離，并且去掉相應節(jié)點上的接觸約束。57 (pp140) 在對分析步的定義中可以使用下面關(guān)鍵詞*CONTACT PRINT 將接觸信息輸出到DAT 文件（ABAQUS/CAE 不支持）。CPRESS 和CFN 的區(qū)別是：CPRESS 是從面各個節(jié)點上各自的接觸壓強，而CF

48、N 代表接觸面所有節(jié)點接觸力的合力，它包含四個變量：CFNM、CFN1、CFN2和CFN3。接觸面所有節(jié)點在垂直于接觸面方向上接觸力的合力稱為法向接觸力。如果接觸面是曲面，就無法由CFN 直接得到法向接觸力，這時可以通過各個從面節(jié)點的CPRESS 來計算法向接觸力法向接觸力=從面上所有節(jié)點的CPRESS 之和 X 從面的面積/從面上的節(jié)點數(shù)由法向接觸力可以計算庫倫摩擦力摩擦力=法向接觸力X 摩擦系數(shù)58 (pp141) 利用MSG 文件可以查看分析迭代的詳細過程，從面節(jié)點有開放和閉合兩種接觸狀態(tài)。如果在一次迭代中節(jié)點的接觸狀態(tài)發(fā)生了變化，稱為“嚴重不連續(xù)迭代（SDI）”。如果分析能夠收斂，每次

49、嚴重不連續(xù)迭代中CLOSURES 和OPENINGS 的數(shù)目會逐漸減少，最終所有從面節(jié)點的接觸狀態(tài)都不再發(fā)生變化，就進入平衡迭代，直至收斂。如果 CLOSURES 和OPENINGS 的數(shù)目逐漸減少，但最終不斷重復出現(xiàn)“0 CLOSURES，1OPENINGS”和“1 CLOSURES，0 OPENINGS”（此處的數(shù)字也可以大于1），即所謂“振顫”。如果 CLOSURES 和OPENINGS 的數(shù)目逐漸減少，但減小的速度很慢，達到第12 次嚴重不連續(xù)迭代后，ABAQUS 就自動減小增量步長，重新開始迭代。如果增大這個最大次數(shù)，允許ABAQUS 多進行幾次迭代，就有可能達到收斂。操作方法：進入

50、Step 模塊，主菜單OtherGeneral Solution ControlsEdit，選擇相應的分析步，點擊Continue，選中Specify，點擊Time Incrementation 標簽頁，點擊第一個More，把Is 由默認的12 改為適當?shù)闹?，然后點擊OK。如果希望在 MSG 文件中看到更詳細的接觸分析信息，可以在Step 模塊中選擇菜單OutputDiagnostic Print 然后選中Contact。其相應的關(guān)鍵詞是*PRINT, CONTACT=YES。59 (pp145) 解決接觸分析中的收斂問題：（1）檢查接觸關(guān)系、邊界條件和約束。（2）消除剛體位移。表5-1 列出

51、了各種模型類型可能出現(xiàn)的剛體位移。模型類型 剛體位移三維實體模型U1、U2、U3（方向1、2、3 上的平移）UR1、UR2、UR3（關(guān)于軸1、2、3 的轉(zhuǎn)動）軸對稱模型U2（方向2 上的平移）UR3（關(guān)于軸3 的轉(zhuǎn)動，只適用于軸對稱剛體）平面應力模型 U1、U2（方向1、2 上的平移）平面應變模型 UR3（關(guān)于軸3 的轉(zhuǎn)動）出現(xiàn)剛體位移時，在MSG 文件中會顯示Numerical Singularity（數(shù)值奇異）警告信息；有些情況下，還會顯示Negative Eigenvalue（負特征值）警告信息。具體操作方法：在Visualization 功能模塊的主菜單中選擇ToolsJob Diag

52、nostics，在彈出的對話框中選中Highlight selections in viewport，可以顯示出現(xiàn)了Numerical Singularity 的節(jié)點。（3）一般來說，如果從面上有90的圓角，建議在此圓角處至少劃分10 個單元。（4）如果接觸屬性為“硬接觸”，應盡可能使用六面體一階單元（C3D8）。如果無法劃分六面體單元網(wǎng)格，可以使用修正的四面體二次單元(C3D10M)。（5）避免過約束，即節(jié)點的某個自由度上同時定義了兩個以上的約束條件?？赡茉斐蛇^約束的因素有：(a)接觸：從面節(jié)點會受到沿主面法線方向的約束；(b)邊界條件；(c)連接單元；(d)子模型邊界；(e)各種約束。（6

53、）摩擦系數(shù)越大，接觸分析就越不容易達到收斂。60 (pp145) 解決振顫收斂問題5 種方法：（1）主面必須足夠大，保證從面節(jié)點不會滑出主面或落到主面的背面。如果無法在模型中直接定義足夠大的主面，可在關(guān)鍵詞*CONTACT PAIR 中使用參數(shù)EXTENSION ZONE 來擴大主面的尺寸。*CONTACT PAIR, SMALL SLIDING, EXTENSION ZONE=（2）使用自動過盈接觸限度會有助于解決振顫問題，其相應關(guān)鍵詞為*CONTACT CONTROLS, MASTER= , SLAVE= , AUTOMATIC TOLERANCES具體操作：Interaction 模塊，

54、主菜單InteractionContactControlsCreate，然后點擊Continue，選中Automatic overclosure tolerance，再點擊OK。在彈出的Editinteraction 對話框中，將Contact Controls 設(shè)置為已定義的接觸控制名稱。（3）主面應足夠平滑，盡量使用解析剛性面，而不要用由單元構(gòu)成的剛性面。對于解析剛性面，可使用以下關(guān)鍵詞來使其平滑*SURFACE, FILLET RADIUS對于由單元構(gòu)成的剛性面，可可使用以下關(guān)鍵詞來使其平滑*CONTACT PAIR, SMOOTH（4）若只有很少的從面節(jié)點和主面接觸，則應細化接觸面的網(wǎng)

55、格，或?qū)⒔佑|屬性設(shè)置為“軟接觸”。（5）若模型有較長的柔性部件，并且接觸壓力較小，則應將接觸屬性設(shè)置為“軟接觸”。61 (pp150) 如果模型中有塑性材料，或分析過程中會發(fā)生很大的位移或局部變形，或施加載荷后會使接觸狀態(tài)發(fā)生很大的變化，則應設(shè)置較小的初始時間增量步。62 (pp153) 在創(chuàng)建軸對稱部件時，ABAQUS/CAE 要求旋轉(zhuǎn)軸必須是豎直方向的輔助線，而且軸對稱部件的整個平面圖都要位于旋轉(zhuǎn)軸的右側(cè)。63 (pp157) 在邊界條件中給出的位移值是相對于模型初始狀態(tài)的絕對位移值，而不是當前分析步中的增量值。第六章 彈塑性分析實例64 (pp166) ABAQUS 默認的塑性材料特性應

56、用金屬材料的經(jīng)典塑性理論。在單向拉伸/壓縮試驗中得到的數(shù)據(jù)是以名義應變nom 和名義應力nom 表示的為了了準確地描述大變形過程中截面面積的改變，需要使用真實應力true （又稱對數(shù)應變）和真實應力true ：( ) ( ) true nom true nom nom = ln 1+ , = 1+65 (pp167) 在比例加載時（即加載過程中主應力方向和比值不變），大多數(shù)材料PEMAG 和PEEQ相等。兩個量區(qū)別：PEMAG 描述的是變形過程中某一時刻的塑性應變，與加在歷史有關(guān)，而PEEQ 是整個變形過程中塑性應變的累積結(jié)果。66 (pp167) 等效塑性應變PEEQ 大于0 表明材料發(fā)生了

57、屈服。在工程結(jié)果中，等效塑性應變一般不應超過材料的破壞應變（failure strain）。67 (pp169) 在設(shè)定關(guān)鍵詞*PLASTIC 的塑性數(shù)據(jù)時，應盡可能讓其中最大的真實應力和塑性應變大于模型中可能出現(xiàn)的應力應變值。68 (pp170) 在不影響重要部位分析精度的前提下， 同一個模型中可以混合使用彈塑性材料和彈性材料?？蓪㈥P(guān)心的部位設(shè)置為彈塑性材料，而將不重要的部位設(shè)置為線彈性材料。70 (pp170) 盡量不要對塑性材料施加點載荷，而是根據(jù)實際情況來使用面載荷或線載荷。如果必須在某個節(jié)點上施加點載荷，可以使用耦合約束來為載荷作用點附近的幾個節(jié)點建立剛性連接，這樣這些節(jié)點就會共同承擔點載荷。71 (pp171) 如果材料是不可壓縮的（例如金屬材料），在彈塑性分析中使用二次完全積分單元（C3D20）容易產(chǎn)生體積自鎖。如果使用二次減縮積分單元（C3D20R），但應變大于20%40%時，需要劃分足夠密的網(wǎng)格才不會產(chǎn)生體積自鎖。因此建議使用單元： C3D8I、C3D8R 和C3D10M。72 (p