本人學(xué)習(xí)abaqus五年的經(jīng)驗總結(jié),讓你比做例子快十倍

1、最新 料推薦第二章 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(yīng)當(dāng)每隔一段時間自己保存模型以避免意外丟失。3(pp17) 平面應(yīng)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、 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(yīng)力集中問題，使用二次

2、單元可以提高應(yīng)力結(jié)果的精度。5(pp23)dismiss 和 cancel 按鈕的作用都是關(guān)閉當(dāng)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(yīng)多個實體。材料和截面屬性定義在部件上，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

3、(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(dǎo)入已有的cad 模型文件，方法是：點擊主菜單fileimport part。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(dǎo)入odb 文件中的網(wǎng)格。（ 2）導(dǎo)入inp 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 mesh create mesh

4、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(fù)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 analysis step）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: abaqus/ explicit 顯式動態(tài)分析（ 2）線性攝動分析步（linear perturbat

5、ion 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(yīng)分析。 response spectrum: 反應(yīng)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)

6、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(yīng)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(yīng)網(wǎng)格，但不會起到明顯的作用。step 功能模塊中，主菜單 other adaptive mesh domain 和 other adaptive 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

7、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。1最新 料推薦12 （ pp42）獨立實體是對部件的復(fù)制，可以直接對獨立實體劃分網(wǎng)格，而不能對相應(yīng)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(yīng)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(yīng)盡可能選擇這兩種單元。14 （ pp45）結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和掃掠網(wǎng)格一

8、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(dāng)種子布置得較稀疏時，使用中性

9、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(dǎo)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

10、解決辦法網(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(dǎo)入的，則應(yīng)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(dǎo)致的）；如果幾何部件是在abaqus/cae中創(chuàng)建的，應(yīng)注意是否在進行拉伸或切割操作時，由于幾何坐標(biāo)的誤差，出現(xiàn)了上述問題。（ 2） 在 mesh 功能

11、模塊中，可以使用主菜單 tools virtual 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 tools repair，可以修復(fù)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mesh verify，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statisticalchecks（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(dǎo)

12、致錯誤或警告信息的單元。單擊highlight 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solid element ）、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，

13、即使劃分很細2最新 料推薦的網(wǎng)格，計算精度仍然很差。（ 4） 二次完全積分單元的優(yōu)點：（ a）應(yīng)力計算結(jié)果很精確，適合模擬應(yīng)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(dāng)單元發(fā)生扭曲或彎曲應(yīng)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(yīng)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

14、元的角度遠遠大于或小于90o），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：（ a）需要較細網(wǎng)格克服沙漏問題；（b）如果希望以應(yīng)力集中部位的節(jié)點應(yīng)力作為分析目標(biāo)， 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(yán)重的沙漏問題；（ b）即使在復(fù)雜應(yīng)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(yīng)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(yīng)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

15、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，得到的位移和應(yīng)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(dāng)?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(yīng)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 tr

16、i 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(yīng)的雜交單元，用于不可壓縮材料（泊松

17、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(yīng)力問題 之 外 ， 不 能 用 普 通 單 元 來 模 擬 不 可 壓 縮 材 料 的 響 應(yīng) ， 因 為 此 時 單 元 中 的 應(yīng) 力 士 不 確 定 的 。abaqus/explicit 中沒有雜交單元。19 （ pp57 ）在混合使用不同類型單元時，應(yīng)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）

18、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(dāng)幾何形狀復(fù)雜時，也可以在不重要的區(qū)域使用少量楔形單元。（ 2）如果使用了自由網(wǎng)格劃分技術(shù)，tet 單元類型應(yīng)選擇二次單元。在abaqus/explicit 中應(yīng)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(yīng)選擇修正的tet 單元 c3d1

19、0m。（ 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(yīng)選用線性單元，因為它們具有集中質(zhì)量公式，模擬應(yīng)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/standard，在選擇單元類型時還應(yīng)該注意：（ 1） 對于應(yīng)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(yīng)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(yīng)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。3最新 料推薦（ 2） 對于彈塑性分析，如果材

20、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(yīng)使用線性quad 或 hex 單元以及修正的二次tri 或 tet 單元，而不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(yīng)力問題之外，如果材料是完全不可壓縮的（如橡膠材料），則應(yīng)使用雜交單元；在某些情況下，對于近似不可壓縮材料也應(yīng)使用

21、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(yīng)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(dāng)厚度和跨度的比值小于1/15 時，可以認為是薄殼；大于1/15 時，則可以認為是厚殼。對于復(fù)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

22、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/standard 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(yīng)變近似，需要劃分較細的網(wǎng)格來模擬彎曲變形或高應(yīng)變梯度。（ 5） 對于復(fù)合材料，為模擬剪切變形的影響，應(yīng)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(yīng)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(yīng)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）比通用殼單元更節(jié)約計算成本。石