Abaqus學(xué)習(xí)筆記

1、Abaqus使用日記Abaqus標(biāo)準(zhǔn)版共有"部件(part)"、"材料特性(propoterty )"、"裝配(assemble)"、"計算 步驟(step)"、"交互(interaction)"、"力口載(load)"、"單元劃分(mesh)"、"計算(job)、 “后處理(visualization )"> "草圖(sketch)十大模塊組成.建模方法：一個模型(model)通常由一個或幾個部件(part)組成,&q

2、uot;部件又由一個或幾個特征體 (feature) 組成,每一個局部至少有一個根本特征體( base feature),特征體可以是所創(chuàng)立的實體,如 擠壓體、切割擠壓體、數(shù)據(jù)點、參考點、數(shù)據(jù)軸,數(shù)據(jù)平面,裝配體的裝配約束、裝配體的 實例等等.1 .首先建立“部件(1)根據(jù)實際模型的尺寸決定部件的近似尺寸,進入繪圖區(qū).繪圖區(qū)根據(jù)所輸入的近似尺 寸決定網(wǎng)格的間距,間距大小可以在edit菜單sketcher options選項里調(diào)整.(2)在繪圖區(qū)分別建立部件中的各個特征體,建立特征體的方法主要有擠壓、旋轉(zhuǎn)、平掃三種.同一個模型中兩個不同的部件可以有同名的特征體組成,也就是說不同部件中可以有同名的

3、特征體,同名特征體可以相同也可以不同.部件的特征體包括用各種方法建立的根本特征體、數(shù)據(jù)點(datum point)、數(shù)據(jù)軸(datum axis)、數(shù)據(jù)平面(datum plane)等等.(3)編輯部件可以用部件治理器進行部件復(fù)制,重命名,刪除等,部件中的特征體可以是直接建立的特征體,還可以間接手段建立,如首先建立一個數(shù)據(jù)點特征體,通過數(shù)據(jù)點建立數(shù)據(jù)軸特征體,然后建立數(shù)據(jù)平面特征體,再由此根底上建立某一特征體,最先建立的數(shù)據(jù)點特征體就是父特征體,依次往下分別為子特征體,刪除或隱藏父特征體其下級所有子特征 體都將被刪除或隱藏.xxxx特征體被刪除后將不能夠恢復(fù),一個部件如果只包含一個特征體,刪除

4、特征體時部件也同時被刪除xxxXX2 .建立材料特性(1)輸入材料特性參數(shù)彈性模量、泊松比等(2)建立截面(section)特性,如均質(zhì)的、各項同性、平面應(yīng)力平面應(yīng)變等等,截面特性 治理器依賴于材料參數(shù)治理器(3)分配截面特性給各特征體,把截面特性分配給部件的某一區(qū)域就表示該區(qū)域已經(jīng)和該 截面特性相關(guān)聯(lián)3 .建立剛體(1)部件包括可變形體、不連續(xù)介質(zhì)剛體和分析剛體三種類型,在創(chuàng)立部件時需要指定部件的類型,一旦建立后就不能更改其類型.采用旋轉(zhuǎn)方式建立部件,在繪制軸對稱部件的外 形輪廓時不能超過其對稱軸.(2)剛體是不能夠施加質(zhì)量、慣性軸等特性的,建立剛體后必須給剛體指定一個參考點(referen

5、ce point).在加載模塊里對參考點施加約束和定義其運動,對參考點施加的荷載或 運動就相當(dāng)于施加給了整個剛體.4 .模型裝配(1)在裝配(assembles)模塊里首先建立部件實例(part instance), 一個部件實例可以看作 部件的代表,但并不是原部件的拷貝. 實例一直和原部件保持關(guān)聯(lián), 當(dāng)原部件幾何形狀發(fā)生 變化時,實例也發(fā)生相應(yīng)變化. 不能對部件實例直接編輯, 一個裝配模型可以包含一個部件 的多個實例.所有裝配模型中的實例都是該裝配模型的特征體,在創(chuàng)立第一個實例時所生成的裝配模型總體坐標(biāo)系也是該裝配模型的一個實例.同一個部件中所有特征體在裝配模塊中對該部件建立實例時會形成一個

6、整體,也即形成了裝配模型中一個特征體.選擇該實例時,該實例在裝配之前原部件中所有特征體都被選擇了, 原部件中所有特征體在裝配后形成了 一個整體.對于各部件的實例, 可以在view菜單assembly display options選項里選擇instance標(biāo)簽對現(xiàn) 有的各實例決定其是否顯示在當(dāng)前視窗中,這一功能對選擇視窗中的對象很有幫助.所有建立的部件實例組成了裝配模型新的特征體,在特征體治理器中查看.后續(xù)所有模塊的操作對象就是所生成的部件實例,也即裝配模型中的特征體,而不是原來的部件.65：部件實例有獨立的和非獨立的兩種,缺省狀態(tài)是非獨立實例.獨立的實例劃分網(wǎng)格 時獨立劃分,與源部件不相關(guān),

7、非獨立實例劃分網(wǎng)格時和源部件相關(guān)聯(lián).(2)在部件模塊里定義部件,在材料特性模塊來賦予部件材料參數(shù),然而,在使用裝配模塊將各個部件裝配成一個模型時,所操作的對象僅僅是部件實例,而不是部件本身.在交互模塊、加載模塊和單元劃分模塊里所操作的對象都是裝配集合模型中各個部件的實例.(3)創(chuàng)立了一個部件實例后,ABAQUS需要生成一個裝配體的總體坐標(biāo)系定位該實例,該裝配體的總體坐標(biāo)系與創(chuàng)立部件時的總體坐標(biāo)系是兩個不同的坐標(biāo)系.在創(chuàng)立部件基特征體時的繪圖(sketch)坐標(biāo)原點與裝配體的總體坐標(biāo)系原點重合,并且 xy坐標(biāo)平面和裝配體 總體坐標(biāo)系xy平面平行.創(chuàng)立了第一個實例后,裝配模塊會在當(dāng)前視圖中顯示出整

8、體坐標(biāo) 系的原點和方向,ABAQUS定位該實例的方法就是將該實例基特征體的坐標(biāo)原點( 繪制平 面草圖的坐標(biāo)原點)與裝配體總體坐標(biāo)系原點重合.(4)定位各個部件實例除了移動和旋轉(zhuǎn)方法外, 裝配模塊提供了定位各個部件實例的工具集,通過選擇實例的面或邊來定位.可以選擇部件實例的面或邊移動,成為移動部件實例,也可以選擇面或邊固定, 成為固定部件實例.常見的定位標(biāo)準(zhǔn)包括：平行面、面對面、平行邊、邊對邊、共軸、點重 合、坐標(biāo)系平行、接觸.各定位標(biāo)準(zhǔn)之間互不影響,可以用新的定位標(biāo)準(zhǔn)替換原定位標(biāo)準(zhǔn)使實例重新定位.平行面：兩個選擇的面相互平行面對面：選擇的兩個面相互平行并且有一個給定的間距平行邊：所選擇的兩個邊

9、相互平行邊對邊：所選擇的兩個邊相互平行并且有一個給定的間距或者兩個邊共線共軸：兩個選擇的面軸線重合每一個定位標(biāo)準(zhǔn)都作為裝配模型的特征體而保存,可以在特征體治理器里進行編輯,也即用來定位的面、邊、點、軸、坐標(biāo)系都成為了裝配體的特征體.5 .定義分析步驟：(1)對模型施加荷載和邊界條件之前或者定義模型的接觸問題之前,必須定義不同的分析 步驟.然后可以指定在哪一步施加荷載,在哪一步施加邊界條件,哪一步去定相互關(guān)聯(lián). 創(chuàng)立了分析步驟后,CAE會選擇分析過程相應(yīng)的輸出變量,選擇變量寫入輸出結(jié)果文件數(shù) 據(jù)庫的頻率.(2)CAE缺省地創(chuàng)立初始步(initial )分析步驟創(chuàng)立完成后自動生成了輸出結(jié)果治理器(

10、3)輸出結(jié)果要求ABAQUS求解器通常計算每一個增量步許多變量值,而往往我們只對其中某一小局部計算數(shù)據(jù)感興趣,軟件提供了指定要輸出到計算結(jié)果數(shù)據(jù)庫中的某些變量結(jié)果的功能.輸出要求包括一下一些信息：(a)所需要的變量或者變量分量；(b)模型中某一特定區(qū)域和積分點的計算結(jié)果；(c)寫到計算結(jié)果數(shù)據(jù)庫中各變量值的寫入頻率；建立了第一分析步后,CAE缺省地選擇和相應(yīng)的分析過程中輸出變量集.缺省的情況下, CAE輸出模型中每個節(jié)點或積分點的計算值.場變量輸出(field)和歷程輸出(history) (a)場變量輸出：在通常情況下,后處理模塊采用變形形狀、等直線或矢量圖來看實時輸出結(jié)果,由ABAQUS生

11、成的實時輸出結(jié)果數(shù)據(jù)庫文件都很大,因此可以通過輸出要求來限制結(jié)果數(shù)據(jù)庫的大小.(b)歷程輸出：ABAQYUS對模型中指定點產(chǎn)生歷程輸出數(shù)據(jù).在大多數(shù)情況下可以使用后處理模塊在XY坐標(biāo)系中查看歷史輸出結(jié)果.結(jié)果的輸出頻率依賴于如何使用計算生成的各種數(shù)據(jù),輸出頻率可以很高.可以建立歷史輸出要求,通過該要求限制歷史輸出頻率.在建立歷史輸出要求時可以指定某一個獨立的變量寫入輸出結(jié)果數(shù)據(jù)庫.輸出要求的傳遞(propagate)創(chuàng)立了第一個分析步后,ABAQUS自動創(chuàng)立一個缺省的場變量輸出要求和歷程輸出要求,并將其傳遞給其后創(chuàng)立的分析步.通用分析步(general step)和線性干擾分析步(linear

12、 perturbation step )分析步包括通用步和線性干擾步兩大類,對第一個建立的通用步和線性干擾步ABAQUS自動建立一個缺省的實時輸出結(jié)果要求和歷史輸出結(jié)果要求.這兩種要求都可以傳遞給其后的分析步,當(dāng)在已有的分析步中插入新的通用分析步或者線性干擾分析步時,其上一個分析步相應(yīng)的輸出結(jié)果要求會自動傳遞給該分析步.如果在所有已有分析步之前插入一個新的分析步,ABAQUS將不會建立一個缺省的結(jié)果輸出要求給該新的分析步,這時可以創(chuàng)立一個新 的結(jié)果輸出要求,也可以在結(jié)果輸出要求治理器中將該分析步的下一分析步輸出結(jié)果要求移 動到該分析步.如果刪除一個分析步,相應(yīng)的結(jié)果輸出要求以及其后由該步傳遞的

13、各分析步的輸出結(jié)果要求 都將被刪除.如果某一個分析步?jīng)]有相應(yīng)的結(jié)果輸出要求,在計算模塊(job)里生成輸入文件時將會給出警告.輸出文件用于從計算結(jié)果中繪制變形形狀,等直線. 輸出文件治理器是依賴于步驟治理器而存在的, 6.選擇監(jiān)視自由度可以定義模型中選定局部的特殊單元和節(jié)點集合,對這些集合可以在屬性模塊中分配斷面特性、在交互模塊中創(chuàng)立接觸節(jié)點和外表集合的接觸對、在加載模塊中加載和施加邊界條件、 在步驟模塊中指定輸出文件要求、在顯示模塊中顯示特定區(qū)域的計算結(jié)果.7 .在交互模塊中創(chuàng)立接觸外表用于相互作用的接觸問題在復(fù)雜的接觸模型中首先要用外表工具集創(chuàng)立接觸外表集合供后面指定主從接觸外表是選 擇方

14、便,但是如果模型簡單, 接觸外表很容易選擇就無需創(chuàng)立接觸外表,可以直接從模型中選擇.當(dāng)創(chuàng)立一個曲面接觸面,必須指明是內(nèi)外表還是外外表,可以通過所給出的矢量箭頭確定.一個外表集合中可以有多個外表,從外表集合治理器中可以查看各外表集合.8 .建立交互作用特性交互作用是用來建立模型中接觸外表或相距很近的外表之間力學(xué)關(guān)系的對象.可以建立一系列交互作用特性,它和交互作用相互獨立,每個交互作用都可以被分配到交互作用特性.交互作用特性共有三種：接觸特性( contact)、膜條件特性(file condition ) 鼓勵和傳導(dǎo)特性(actuator/sensor)接觸交互作用特性可以是切向接觸和法向接觸,

15、接觸面間可以是有摩擦、無摩擦和阻尼接觸,還可以相互間別離.接觸交互作用特性中通常包含阻尼、熱傳導(dǎo)、熱輻射、摩擦生熱等信息.接觸交互作用特性可以被通用接觸、面對面接觸或自我接觸等交互作用引用. 膜條件交互作用特性定義膜層傳熱系數(shù)為溫度的函數(shù).膜條件特性只能被膜條件交互作用引用.9 .建立交互作用交互作用依賴于所建立的分析步.建立交互作用時必須指定主作用面和從作用面.對于主、 從作用面可以從已經(jīng)創(chuàng)立的作用面集合中選擇,也可以從視窗中直接選擇.10 .施加邊界條件和荷載在加載*II塊(load)中施加邊界條件和荷載.施加邊界條件也依賴于所建立的分析步.實體單元(solid element)只有平動自

16、由度,沒有轉(zhuǎn)動自由度,所以施加邊界條件時只需約束其平動自由度即可.對于分析剛體來說,約束只能施加給分析剛體的參考點.缺省的情況下,ABAQUS將邊界條件傳遞給其后的每一個分析步.對每一個分析步中的邊 界條件可以進行編輯和修改.11 .網(wǎng)格劃分(1)進入單元劃分模塊后,ABAQUS的顏色代表該模型中不同區(qū)域適合用哪種方法進行單元劃分.綠色表示可以可以采用結(jié)構(gòu)法劃分,黃色表示可以用旋轉(zhuǎn)掃描法劃分,橙色表示該區(qū)域不能用缺省的單元(實體單元缺省的單元為六面體單元hexahedral)形狀進行單元劃分,必須對該區(qū)域進行分解后才能用缺省的單元形狀進行單元劃分.當(dāng)然,可以采用四面體單元(tetrahedra

17、l)利用只有網(wǎng)格技術(shù)對任何形狀的模型區(qū)域進行單元劃分.(2)分解模型(partition )可以對模型中的邊(edge)、面(face)和體(cell)進行分解.用來將邊、面、體分解成更 小局部的點、邊、面都成為模型中的特征體,這些特征體和其他特征體一樣可以在特征體管 理器中查看.(如：將一個體分解成兩局部需要用一個面將體切割成兩局部,這個面就成了 模型中一個新的特征體.)分解一個體的方法有五種,也即有五種分割特征體可以將一個特征體分解：定義切割面(define cutting plane ) 使用數(shù)據(jù)平面(use datum plane)、延伸平面(extended face)、擠壓 或旋轉(zhuǎn)

18、邊(extrude/sweep edges)、N-sided patch.一次分解操作僅僅只是將被分解的對象分解成兩局部,并不能改變被分解對象所在特征體(部件實例)的整體性,也即原特征體或其上的某一組成局部被分解一次,該特征體并不會被分解成兩局部.(3)單元劃分限制不能對剛體進行單元劃分 .在mesh control中指定單元類型(六面體單元、四面體單元等等) 和單元劃分方法(結(jié)構(gòu)劃分法(structured)、自由劃分法(free)、旋轉(zhuǎn)劃分法(sweep)等等). 操作的對象是被分解后的邊、面和體,可以對同一實例(裝配模型的特征體)分解后產(chǎn)生的 不同邊、面、體分別采用不同的單元劃分方法,指

19、定不同的單元類型.(4)分配單元類型選擇單元庫(standard、explicit)確定線性單元(linear)或者二次單元(quadratic)確定 這兩種單元的特性：雜交元( hybrid formulation )、縮步積分(reduced integration )非協(xié)調(diào) 單元模式(incompatible modes).操作的對象是被分解后的邊、面、和體,可以對同一實例(裝配模型的特征體)分解后產(chǎn)生的不同邊、面、體分別指定不同的單元庫、單元特性等.(5)指定單元大小指定劃分單元的近似尺寸.操作的對象是被分解后的邊、面、和體.(6)劃分單元操作對象是整個實例(裝配體的特征體)12 .提

20、交工作13 .畫布對象畫布可以看作是一個無限的屏幕或黑板,在上面可以布置各種對象.畫布對象包括三大類：視窗、畫布文字注釋、畫布箭頭注釋.(1)視窗是畫布上顯示模型和分析結(jié)果的對象.可以畫布上隨意建立和刪除視窗,限制其 尺寸、位置和外觀,但是畫布上至少有一個視窗對象,不能全部刪除所有的視窗對象.(2)文字注釋和箭頭注釋只能根據(jù)畫布定位,與視窗無關(guān),可以在視窗之內(nèi)也可以在視窗之外,移動視窗對文字和箭頭注釋的位置沒有任何影響,但是可以調(diào)整他們的位置使得他們處于視窗之中.14 .草圖模塊(sketch)草圖是二維的剖面圖,可以用于生成三位部件.在草圖模塊中可以定義平面部件、梁、或者分割體用于擠壓、平掃、旋轉(zhuǎn)等方法形成三維部件.在草圖模塊中也可以定義與特征體無關(guān) 的獨立的二維平面斷面圖.15 .后處理文件輸出(1) *File Output :定義輸出到結(jié)果文件File Output選項可以輸出節(jié)點、 單元、整體數(shù)據(jù)到選定的文件.*EL FILE、*ENGERGY FI