關(guān)于ABAQUS的學(xué)習(xí)及總結(jié)

1、1.非線性分析結(jié)構(gòu)問題中存在著三種非線性來源：材料、幾何和邊界（接觸）。這些因素的任意組合都可以出現(xiàn)在ABAQUS的分析中；（1）幾何非線性：發(fā)生在位移量值影響結(jié)構(gòu)響應(yīng)的情況下。這包括大位移和轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)、突然翻轉(zhuǎn)和載荷硬化；（2）材料非線性：金屬材料應(yīng)變較大時(shí)產(chǎn)生屈服，材料響應(yīng)變成非線性和不可逆的；橡膠材料也近似看成非線性的、可逆的（彈性）響應(yīng)的材料；應(yīng)變率相關(guān)的材料參數(shù)、材料失效都是材料非線性的表現(xiàn)方式；材料設(shè)定也可以是溫度以及其他預(yù)先設(shè)定的場變量的函數(shù)；（3）邊界非線性：邊界條件隨分析過程發(fā)生變化，就會(huì)產(chǎn)生邊界非線性問題。例如結(jié)構(gòu)變形過程中碰到障礙；板材材料沖壓入磨具的過程等都是邊界非線性問

2、題。此外一大類問題接觸問題也屬于典型的邊界非線性問題。（4）ABAQUS非線性問題是利用牛頓拉弗森方法（Newtown-Raphsion）來進(jìn)行迭代求解的。非線性問題比線性問題所需要的計(jì)算機(jī)資源要高許多倍；（5）非線性分析步被分為許多增量步。ABAQUS通過迭代，在新的載荷增量結(jié)束時(shí)近似地達(dá)到靜力學(xué)平衡。ABAQUS在整個(gè)模擬計(jì)算中完全控制載荷的增量和收斂性；（6）狀態(tài)文件（.sta）允許在分析運(yùn)行時(shí)監(jiān)控分析過程的進(jìn)展。(7)信息文件(.msg)包含了載荷增量和迭代過程的詳細(xì)信息；(8)在每個(gè)增量步結(jié)束時(shí)可以保存計(jì)算結(jié)果（結(jié)果文件.odb），這樣結(jié)構(gòu)響應(yīng)的演化就可以用ABAQUS/Post顯示

3、出來。計(jì)算結(jié)果也可以用x-y圖的形式繪出。2.單元(1)單元族：單元名字里開始的字母標(biāo)志著這種單元屬于哪一個(gè)單元族。C3D8I是實(shí)體單元；CPS4平面應(yīng)力單元（二維實(shí)體單元）;S4R是殼單元；B31梁單元；剛體單元；CINPE4是無限元；膜單元；特殊目的單元，例如彈簧，粘壺和質(zhì)量；桁架單元。(2)自由度dof（和單元族直接相關(guān)）：每一節(jié)點(diǎn)處的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)11方向的平動(dòng);22方向的平動(dòng);33方向的平動(dòng)4繞1軸的轉(zhuǎn)動(dòng);5繞2軸的轉(zhuǎn)動(dòng);6繞3軸的轉(zhuǎn)動(dòng)7開口截面梁單元的翹曲;8聲壓或孔隙壓力(3)軸對(duì)稱單元:1r方向的平動(dòng);2z方向的平動(dòng);6r-z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)(4)節(jié)點(diǎn)數(shù)：決定單元插值的階數(shù)(5)數(shù)學(xué)描述

4、：定義單元行為的數(shù)學(xué)理論(6)積分：應(yīng)用數(shù)值方法在每一單元的體積上對(duì)不同的變量進(jìn)行積分。大部分單元采用高斯積分方法計(jì)算單元內(nèi)每一高斯點(diǎn)處的材料響應(yīng)。單元末尾用字母“R”識(shí)別減縮積分單元，否則是全積分單元。3.常用單元介紹（1）實(shí)體單元：實(shí)體單元可在其任何表面與其他單元連接起來。C3D:三維單元；CAX:無扭曲軸對(duì)稱單元，模擬360的環(huán)，用于分析受軸對(duì)稱載荷作用，具有軸對(duì)稱幾何形狀的結(jié)構(gòu)；CPE:平面應(yīng)變單元，假定離面應(yīng)變33為零，用力模擬厚結(jié)構(gòu)；CPS:平面應(yīng)力單元，假定離面應(yīng)力33為零，用力模擬薄結(jié)構(gòu)；如果不需要模擬非常大的應(yīng)變或進(jìn)行一個(gè)復(fù)雜的，改變接觸條件的問題，則應(yīng)采用二次減縮積分單元（

5、CAX8R,CPE8R,CPS8R,C3D20R）；如果存在應(yīng)力集中，則應(yīng)在局部采用二次完全積分單元（CAX8,CPE8,CPS8,C3D20等）。對(duì)含有非常大的網(wǎng)格扭曲模擬（大應(yīng)變分析），采用細(xì)網(wǎng)格劃分的線性減縮積分單元（CAX4R,CPE4R,CPS4R,C3D8R等）；對(duì)接觸問題采用線性減縮積分單元或非協(xié)調(diào)元（CAX4I,CPE4I,CPS4I,C3D8I）的細(xì)網(wǎng)格劃分。(2)殼單元：可以模擬有一維尺寸（厚度）遠(yuǎn)小于另外兩維尺寸，且垂直于厚度方向的應(yīng)力可以忽略的結(jié)構(gòu)。一般殼單元：S4R,S3R,SAX1,SAX2,SAX2T。對(duì)于薄殼和厚殼問題的應(yīng)用均有效，且考慮了有限薄膜應(yīng)變；薄殼單元

6、：STRI3,STRI35,STRI65,S4R5,S8R5,S9R5,SAXA。強(qiáng)化了基爾霍夫條件，即：垂直于殼中截面的平面保持垂直于中截面；厚殼單元：S8R,S8RT。二階四邊形單元，在小應(yīng)變和載荷使計(jì)算結(jié)果沿殼的跨度方向上平緩變化的情況下，比普通單元產(chǎn)生的結(jié)果更精確；（3）梁單元：模擬一維尺寸（長度）遠(yuǎn)大于另外二維尺寸的構(gòu)件，且只有長度方向上的應(yīng)力比較顯著。對(duì)于包含接觸的任何模擬，應(yīng)使用一階、剪切變形的梁單元（B21,B31）如果結(jié)構(gòu)剛度非常大或者非常柔軟，在幾何非線性模擬中應(yīng)當(dāng)使用雜交梁單元（B21H,B32H,等）使用歐拉伯努利（三次）梁單元（B23,B33）精度很高，可模擬承受分布

7、載荷作用的梁，例如動(dòng)態(tài)振動(dòng)分析。如果橫向剪切變形也很重要，要使用鐵摩辛柯（二次型）梁單元（B22,B32）模擬有開口薄壁橫截面的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)使用考慮了開口截面翹曲理論的梁單元（B31OS,B32OS）（4）桁架單元（T）只能承受拉伸和壓縮載荷的桿，不能承受彎曲，模擬鉸接框架結(jié)構(gòu)，近似模擬線纜和彈簧。（5）剛體單元（R）沒有獨(dú)立的自由度。4python語言“同50年前有限元方法出現(xiàn)的時(shí)代相比，現(xiàn)在有了大量有效的計(jì)算力學(xué)軟件。既然已經(jīng)有了大家公認(rèn)的很多優(yōu)秀分析平臺(tái)，研究者不應(yīng)再奮力去開發(fā)具有競爭力的新軟件了，而應(yīng)當(dāng)把精力放在基于這些平臺(tái)進(jìn)行二次開發(fā)的層面上。從科學(xué)技術(shù)共同體的角度去思考，這應(yīng)當(dāng)是如今

8、計(jì)算力學(xué)軟件研發(fā)的最佳策略。”4.1簡介（1）是一種面向?qū)ο?、直譯式計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語言，也是一種功能強(qiáng)大而完善的通用型語言，已經(jīng)具有十多年的發(fā)展歷史，成熟且穩(wěn)定。這種語言具有非常簡捷而清晰的語法特點(diǎn)，適合完成各種高層任務(wù)，幾乎可以在所有的操作系統(tǒng)中運(yùn)行。目前，基于這種語言的相關(guān)技術(shù)正在飛速的發(fā)展，用戶數(shù)量急劇擴(kuò)大，相關(guān)的資源非常多。（2）“Python語言的創(chuàng)始人為GuidovanRossum。1989年圣誕節(jié)期間，在阿姆斯特丹，Guido為了打發(fā)圣誕節(jié)的無趣，決心開發(fā)一個(gè)新的腳本解釋程序，做為ABC語言的一種繼承。之所以選中Python（大蟒蛇的意思）作為程序的名字，是因?yàn)樗且粋€(gè)Monty

9、Python的飛行馬戲團(tuán)的愛好者。”（3）最大優(yōu)點(diǎn)是簡單易學(xué)，其語法不想其它編程語言那樣復(fù)雜，閱讀一個(gè)良好的Python程序就感覺像是在讀英語一樣，盡管這個(gè)英語的要求非常嚴(yán)格！它使你能夠?qū)Ｗ⒂诮鉀Q問題而不是去搞明白語言本身。4.2其它優(yōu)點(diǎn)免費(fèi)、開源Python是FLOSS（自由/開放源碼軟件）之一。簡單地說，你可以自由地發(fā)布這個(gè)軟件的拷貝、閱讀它的源代碼、對(duì)它做改動(dòng)、把它的一部分用于新的自由軟件中。FLOSS是基于一個(gè)團(tuán)體分享知識(shí)的概念。這是為什么Python如此優(yōu)秀的原因之一它是由一群希望看到一個(gè)更加優(yōu)秀的Python的人創(chuàng)造并經(jīng)常改進(jìn)著的。高層語言當(dāng)你用Python語言編寫程序的時(shí)候，你無

10、需考慮諸如如何管理你的程序使用的內(nèi)存一類的底層細(xì)節(jié)?？梢浦残杂捎谒拈_源本質(zhì)，Python已經(jīng)被移植在許多平臺(tái)上（經(jīng)過改動(dòng)使它能夠工作在不同平臺(tái)上）。如果你小心地避免使用依賴于系統(tǒng)的特性，那么你的所有Python程序無需修改就可以在下述任何平臺(tái)上面運(yùn)行。這些平臺(tái)包括Linux、Windows、FreeBSD、Macintosh、Solaris、OS/2、Amiga、AROS、AS/400、BeOS、OS/390、z/OS、PalmOS、QNX、VMS、Psion、AcomRISCOS、VxWorks、PlayStation、SharpZaurus、WindowsCE甚至還有PocketPC、S

11、ymbian以及Google基于linux開發(fā)的android平臺(tái)！解釋性這一點(diǎn)需要一些解釋。一個(gè)用編譯性語言比如C或C+寫的程序可以從源文件（即C或C+語言）轉(zhuǎn)換到一個(gè)你的計(jì)算機(jī)使用的語言（二進(jìn)制代碼，即0和1）。這個(gè)過程通過編譯器和不同的標(biāo)記、選項(xiàng)完成。當(dāng)你運(yùn)行你的程序的時(shí)候，連接/轉(zhuǎn)載器軟件把你的程序從硬盤復(fù)制到內(nèi)存中并且運(yùn)行。而Python語言寫的程序不需要編譯成二進(jìn)制代碼。你可以直接從源代碼運(yùn)行程序。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，Python把源代碼轉(zhuǎn)換成稱為字節(jié)碼的中間形式，然后再把它翻譯成計(jì)算機(jī)使用的機(jī)器語言并運(yùn)行。事實(shí)上，由于你不再需要擔(dān)心如何編譯程序，如何確保連接轉(zhuǎn)載正確的庫等等，所有這一切

12、使得使用Python更加簡單。由于你只需要把你的Python程序拷貝到另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，它就可以工作了，這也使得你的Python程序更加易于移植。面向?qū)ο驪ython既支持面向過程的編程也支持面向?qū)ο蟮木幊?。在“面向過程”的語言中，程序是由過程或僅僅是可重用代碼的函數(shù)構(gòu)建起來的。在“面向?qū)ο蟆钡恼Z言中，程序是由數(shù)據(jù)和功能組合而成的對(duì)象構(gòu)建起來的。與其他主要的語言如C+和Java相比，Python以一種非常強(qiáng)大又簡單的方式實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο缶幊?。可擴(kuò)展性如果你需要你的一段關(guān)鍵代碼運(yùn)行得更快或者希望某些算法不公開，你可以把你的部分程序用C或C+編寫，然后在你的Python程序中使用它們。可嵌入性你可以把

13、Python嵌入你的C/C+程序，從而向你的程序用戶提供腳本功能。豐富的庫Python標(biāo)準(zhǔn)庫確實(shí)很龐大。它可以幫助你處理各種工作，包括正則表達(dá)式、文檔生成、單元測(cè)試、線程、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)頁瀏覽器、CGI、FTP、電子郵件、XML、XML-RPC、HTML、WAV文件、密碼系統(tǒng)、GUI（圖形用戶界面）、Tk和其他與系統(tǒng)有關(guān)的操作。記住，只要安裝了Python，所有這些功能都是可用的。這被稱作Python的“功能齊全”理念。除了標(biāo)準(zhǔn)庫以外，還有許多其他高質(zhì)量的庫，如wxPython、Twisted和Python圖像庫等等。概括Python確實(shí)是一種十分精彩又強(qiáng)大的語言。它合理地結(jié)合了高性能與使得編寫程

14、序簡單有趣的特色。規(guī)范的代碼Python采用強(qiáng)制縮進(jìn)的方式使得代碼具有極佳的可讀性。4.3缺點(diǎn)強(qiáng)制縮進(jìn)這也許不應(yīng)該被稱為局限，但是它用縮進(jìn)來區(qū)分語句關(guān)系的方式還是給很多初學(xué)者帶來了困惑。即便是很有經(jīng)驗(yàn)的Python程序員，也可能陷入陷阱當(dāng)中。最常見的情況是tab和空格的混用會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤，而這是用肉眼無法分別的。單行語句和命令行輸出問題很多時(shí)候不能將程序連寫成一行，如importsys;foriinsys.path:printi。而perl和awk就無此限制，可以較為方便的在shell下完成簡單程序，不需要如Python一樣，必須將程序?qū)懭胍粋€(gè).py文件。（對(duì)很多用戶而言這也不算是限制）NO.1運(yùn)

15、行速度，有速度要求的話，用C+改寫關(guān)鍵部分吧。NO.2國內(nèi)市場較小（國內(nèi)以python來做主要開發(fā)的，目前只有一些公司）。但時(shí)間推移，目前很多國內(nèi)軟件公司，尤其是游戲公司，也開始規(guī)模使用他。No.3中文資料匱乏（好的python中文資料屈指可數(shù)）。托社區(qū)的福，有幾本優(yōu)秀的教材已經(jīng)被翻譯了，但入門級(jí)教材多，高級(jí)內(nèi)容還是只能看英語版。NO.4構(gòu)架選擇太多（沒有像C#這樣的官方.net構(gòu)架，也沒有像ruby由于歷史較短，構(gòu)架開發(fā)的相對(duì)集中。RubyonRails構(gòu)架開發(fā)中小型web程序天下無敵）。不過這也從另一個(gè)側(cè)面說明，python比較優(yōu)秀，吸引的人才多，項(xiàng)目也多。“Python也被稱為是一門清晰

16、的語言。因?yàn)樗淖髡咴谠O(shè)計(jì)它的時(shí)候，總的指導(dǎo)思想是，對(duì)于一個(gè)特定的問題，只要有一種最好的方法來解決就好了。這在由TimPeters寫的python格言（稱為TheZenofPython）里面表述為：Thereshouldbeone-andpreferablyonlyone-obviouswaytodoit.”例子：編寫腳本對(duì)結(jié)構(gòu)的某個(gè)區(qū)域的應(yīng)力值進(jìn)行求和，然后求平均值，并輸出總應(yīng)力和平均應(yīng)力5輸入文件介紹（1）輸入文件為.inp文件（2）輸入文件的組成：由模型數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)兩部分組成.模型數(shù)據(jù)的作用:定義一個(gè)有限元模型.包括單元,節(jié)點(diǎn),單元性質(zhì),定義材料等等有關(guān)說明模型自身的數(shù)據(jù).模型數(shù)據(jù)可被

17、組織到零件中(零件可以被組裝成一個(gè)有意義的模型).歷史數(shù)據(jù)的定義是模型發(fā)生了什么-事情的進(jìn)展,模型響應(yīng)的荷載,歷史被分成一系列的時(shí)步層序.每一步就是一個(gè)響應(yīng)(靜態(tài)加載,動(dòng)態(tài)響應(yīng)等)，時(shí)步的定義包括過程類型(比如靜態(tài)應(yīng)力分析,瞬時(shí)傳熱分析等)對(duì)于時(shí)間積分的控制參數(shù)或者非線性解過程,加載和輸出要求.(3)輸入文件的結(jié)構(gòu)形式。必須有一個(gè)*HEADING開頭。接下來就是模型數(shù)據(jù)部分，定義節(jié)點(diǎn)、單元、節(jié)點(diǎn)或單元集合、材料，邊界條件等。模型數(shù)據(jù)的層次為：部件，組裝，模型。接下來就是歷史數(shù)據(jù)：定義分析的類型，荷載，輸出要求等分析的目的就是預(yù)測(cè)模型對(duì)某些外部荷載或者某些初始條件的反映。一個(gè)ABAQUS分析是建

18、立在STEP的概念上的，（在歷史數(shù)據(jù)中描述）在分析中可以定義多個(gè)STEP。每個(gè)STEP用*STEP開始，用*ENDSTEP結(jié)束。*STEP是歷史數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)的分界點(diǎn)，第一次出現(xiàn)*STEP的前面的是模型數(shù)據(jù)，后面的就是歷史數(shù)據(jù)。(4)書寫input文件的語法和規(guī)則1關(guān)鍵詞行：1）必須以*開始，后面接的是選項(xiàng)的名字,然后隨之定義選項(xiàng)的內(nèi)容.如:*MATERIALNAME=STEEL注釋行是以*開始的.2）如果有參數(shù)，則參數(shù)和關(guān)鍵詞之間必須用“，”格開。3）在參數(shù)之間必須用“，”格開。4）關(guān)鍵詞行中的空格可以忽略。5）每行的長度不能超過256個(gè)字符6）關(guān)鍵詞和參數(shù)對(duì)大小寫是不區(qū)分的。7）參數(shù)值通常對(duì)大小寫也是不區(qū)分的，但是唯一的例外是文件名區(qū)分大小寫。8）關(guān)鍵詞和參數(shù)，以及大多數(shù)情況下的參數(shù)值是不需要全拼寫出來的，只要他們之間可以相互區(qū)分就可以了。9)假如參數(shù)有響應(yīng)的值，則付值號(hào)是“=”。10)關(guān)鍵詞行可以延續(xù)，比如參數(shù)的名字很長，要在下一行繼續(xù)這個(gè)關(guān)鍵詞行的話就可以這樣做，用“，”來連接。比如：*ELASTIC,TYPE=ISOTROPIC,DEPENDENCIES=111)有些選項(xiàng)允許INPUT和FILE的參數(shù)作為一個(gè)輸入文件名，這樣的文件名必須包括一個(gè)完整的路徑名或者是一個(gè)相對(duì)路徑名。2數(shù)據(jù)行：（數(shù)據(jù)行如果和關(guān)鍵詞相聯(lián)系必須緊跟