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

1、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(huì)自動(dòng)保存模型數(shù)據(jù)，用戶應(yīng)當(dāng)每隔一段時(shí)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(shí)心體)而不是 Shell (殼)。ABAQUS/CAE®薦的建模方法是把整個(gè)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(fù)值表示拉力。4(pp22)對于應(yīng)力集中問題，使用二次單元可以提高應(yīng)力結(jié)果的精

2、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(diǎn)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(gè)模型中只能有一個(gè)裝配件，它是由一個(gè)或多個(gè)實(shí)體組成的，所謂的“實(shí)體”(instance)是部件(part)在裝配件中的一種映射，一個(gè)部件可以對應(yīng)多個(gè)實(shí)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(shí)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(gè)模型上。7(pp26) ABAQUS/CAE中的部

3、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(diǎn)擊主菜單 File-Import-Part。網(wǎng)格部件不 包含特征，只包含節(jié)點(diǎn)、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(jìn)入 Mesh功能模塊，點(diǎn)擊 主菜單 Mesh fCreate Mesh Part。8(pp31)初始分析步只有一個(gè)，名稱是 i

4、nitial ,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?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)或多個(gè)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(dòng)力分析 Dynamics, Explicit: ABAQUS/ Explicit 顯式動(dòng)態(tài)分析(2)線性攝動(dòng)分析步(linear perturbation step )只能用來分析線性問題。在 ABAQUS/

5、Explicit中 不能使用線性攝動(dòng)分析步。在ABAQUS/Standard中以下分析類型總是采用線性攝動(dòng)分析步。一Buckle:線性特征值屈曲。 Frequency:頻率提取分析。 Modal dynamics:瞬時(shí)模態(tài)動(dòng)態(tài)分析。 Random response:隨機(jī)響應(yīng)分析。 Response spectrum:反應(yīng)譜分析。 Steady-state dynamics:穩(wěn)態(tài)動(dòng)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(shí)間”就沒有實(shí)際的物理意義。為方便起見，一般都把分析步時(shí)間設(shè)為默認(rèn)的1。每創(chuàng)建一個(gè)分析步，ABAQUS/CAEM會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)該分析步的

6、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(huì)起到明顯的作用。Step 功能模塊中，主菜單OtherfAdaptive Mesh Domain 和 Other fAdaptive 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

7、列的 載荷和邊界條件組成，用于靜力攝動(dòng)分析和穩(wěn)態(tài)動(dòng)力分析。12 (pp42)獨(dú)立實(shí)體是對部件的復(fù)制，可以直接對獨(dú)立實(shí)體劃分網(wǎng)格，而不能對相應(yīng)的部件劃分網(wǎng)格。 非獨(dú)立實(shí)體是部件的指針，不能直接對非獨(dú)立實(shí)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(shí)體都是非獨(dú)立實(shí)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(jì)算代價(jià)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(shí)，一般來說

8、，節(jié)點(diǎn)的位置會(huì)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(shí)，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(shí)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(shí)，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(huì)自動(dòng)為其他的邊選擇最佳的種子 分布。(4

9、)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?fù)?。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(huì)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(huì)限制增量步長。(3)容易實(shí)現(xiàn)從粗網(wǎng)格到細(xì)網(wǎng)格的過渡。(4)支持不精確模型和二維模型的虛擬拓?fù)洹?6 (pp50)網(wǎng)格劃分失敗時(shí)的解決辦法網(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

10、措施：(1) 在Mesh功能模塊中，選擇主菜單Tool/Query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(shí)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(jìn)行拉伸或切割操作時(shí)，由于幾何坐標(biāo)的誤差，出現(xiàn)了上述問題。(2)在Mesh功能模塊中，可以使用主菜單Toolsf Virtual Topology (虛擬拓?fù)?來合并小的邊或面，或忽略某些邊或頂點(diǎn)。(3)在Part功能模塊中，點(diǎn)擊主菜單ToolsfRepair,可以修復(fù)存在

11、問題的幾何實(shí)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(diǎn)擊主菜單Mesh Verify,可以選擇部件、實(shí)體、幾何區(qū)域或單元，檢查其網(wǎng)格的質(zhì)量，獲得節(jié)點(diǎn)和單元信息。在 Verify Mesh對話框，選擇 Statistical Checks (統(tǒng)計(jì)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(huì)導(dǎo) 致錯(cuò)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(huì)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 ele

12、ment ,即實(shí)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(diǎn)：承受彎曲載荷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)剪切自鎖，造成單元過于剛硬，即使劃分很細(xì)的網(wǎng)格，計(jì)算精度仍然很差。（4）二次完全積分單元的優(yōu)點(diǎn)：（A）應(yīng)力計(jì)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(shí)要注意：（A）不能用于接觸分析；（B）對于彈塑性分析，如果

13、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(shí)，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(gè)積分點(diǎn)，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(shí)，沿厚度方向上至少應(yīng)劃分四個(gè)單元。優(yōu)點(diǎn)：（A）位移計(jì)算結(jié)果較精確；（B）網(wǎng)格存在扭曲變形時(shí)（例如 Quad單元的角度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于或小于90o）,分析精度不會(huì)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(diǎn)：（A）需要較細(xì)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(diǎn)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(diǎn)

14、，還具有如下特點(diǎn)：（A）即使不劃分很細(xì)的網(wǎng)格也不會(huì)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(diǎn)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切自鎖問題，僅在ABAQUS/Standard有。優(yōu)點(diǎn)：（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(jì)算成本卻明顯降低；（C）使用了增強(qiáng)變形梯度的非協(xié)調(diào)模式，單元交

15、界處不會(huì)重疊或開洞，因此很容易擴(kuò)展到非線性、有限應(yīng)變得位移。但使用這種單元時(shí)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(cuò)扭曲時(shí)，分析精度會(huì)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(jì)算代價(jià)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

16、/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(shí)體內(nèi)部的單元大小。（9）雜交單元 在ABAQUS/Standard中，每一種實(shí)體單元都有其對應(yīng)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(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?yàn)榇藭r(shí)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(shí)，應(yīng)確保其交界處遠(yuǎn)離所關(guān)心的區(qū)域，并仔細(xì)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(shí)體，還可

17、采用以下方法：（A）對整個(gè)實(shí)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(dá)到所需 精度，只是計(jì)算時(shí)間較長；（B）改變實(shí)體中不重要部位的幾何形狀，然后對整個(gè)實(shí)體采用Hex單元網(wǎng)格。20 （pp60）三維實(shí)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(jì)算代價(jià)，提高計(jì)算精度。當(dāng)幾何形狀復(fù)雜時(shí)，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/Standa

18、rd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(rèn)的硬接觸關(guān)系，則也應(yīng)選擇修正的Tet單元C3D10M。（3） ABAQUS的所有單元 均可用于動(dòng)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(shí)，應(yīng)選用線性單元，因?yàn)樗鼈兙哂屑匈|(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(shí)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(jìn)行了網(wǎng)格細(xì)化，使用二次減縮積分單元與二次完全

19、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(jì)算時(shí)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(huì)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

20、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)使用雜交單元。21 (pp61)殼單元類型及選擇原則如果一個(gè)薄壁構(gòu)件的厚度遠(yuǎn)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(shí)，可以認(rèn)為是薄殼；大于1/15時(shí)，則可以認(rèn)為是厚殼。對于復(fù)合材料，這個(gè)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

21、元的平面尺寸、表面法向何 初始曲率來對參考面進(jìn)行離散，只能在截面屬性中定義殼的厚度，不能通過節(jié)點(diǎn)來定義殼的厚度。后者類似于三維實(shí)體單元，對整個(gè)三維結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jì)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) S3s3R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?jiǎng)澐州^細(xì)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 S& 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