Abaqus基礎(chǔ)材料學(xué)習(xí)

1、Abaqus/CAE簡(jiǎn)介0、Abaqus的分析過程PartPropertyAssembly創(chuàng)建熬件的兒何模型(如果需要.圧需創(chuàng)建區(qū)定叉材料定義部fl區(qū)域的莊而屈性為那件或區(qū)域左.義和分配盤面屬性溝初蠟構(gòu)里定位部件。如果模型中只包含一牛部件，裝配件、StepInteractionLoad定文分析步和輸H；需求加區(qū)戰(zhàn)、.集定京按曲或具他脳式的相互柞用.井在指左的分桁步應(yīng)用它們?yōu)閰^(qū)城或集指定命我荷、邊界條件和命場(chǎng)井在指也的分刃、析步應(yīng)用它心那匚%MeshJobVisualization將裝配件舟割成ni財(cái)網(wǎng)的區(qū)域卄劃廿網(wǎng)提交.管理、并監(jiān)控分折作業(yè)檢驗(yàn)站果1、WhatisAbaqusFEA?Abaqu

2、s的核心是它的求解器模塊，Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit,是互相補(bǔ)充的、集成的分析模塊。Abaqus/Standard是通用的有限元分析模塊，它可以求解廣泛領(lǐng)域的線性和非線性問題，包括靜態(tài)分析，動(dòng)態(tài)分析以及負(fù)責(zé)的非線性耦合物理場(chǎng)分析。在每一個(gè)求解增量步(increment)中，Abaqus/Standard隱式地求解方程組。需要進(jìn)行迭代。Abaqus/Explicit是顯式的動(dòng)力學(xué)有限元分析模塊?？梢赃M(jìn)行顯示動(dòng)態(tài)分析，它適于求解非線性動(dòng)力學(xué)問題和準(zhǔn)靜態(tài)問題，特別適用于模擬短暫、瞬態(tài)的動(dòng)態(tài)事件，如沖擊和爆炸問題。不需要迭代隱式過程和顯示過程的比較？(Abigpro

3、blem)對(duì)于一般問題，Abaqus/Standard都能給予很好的計(jì)算，也更有效。但是對(duì)于波的傳播分析，沖擊爆炸應(yīng)該明確地選擇Abaqus/Explicit。然而又一些靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)問題，應(yīng)用任何求解器都能很好地進(jìn)行模擬。對(duì)于一些特殊問題，比如涉及接觸以及材料的復(fù)雜性時(shí)，應(yīng)用Abaqus/Standard會(huì)進(jìn)行大量迭代，甚至產(chǎn)生不收斂。Abaqus/Explici不用迭代，而且相對(duì)節(jié)省資源。2、Abaqus/CAE的基本特征現(xiàn)代的圖形用戶界面（GUI）,如菜單、圖標(biāo)和對(duì)話框，應(yīng)用菜單可以直接訪問各種功能，對(duì)于經(jīng)常使用的功能，圖標(biāo)可以提高訪問的速度；一致的環(huán)境：以模塊的方式表示各種功能，每個(gè)模塊

4、包含該模塊所有功能的子集；采用模型樹的方式，其特征具有父子關(guān)系。模型樹使得對(duì)你的模型以及模型包含的對(duì)象可以有一個(gè)圖形上的直觀概述，結(jié)果樹用于顯示輸出odb數(shù)據(jù)以及XY數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，兩種樹使得模型間操作和管理對(duì)象更加直接和集中。而且模型樹可以進(jìn)行修改。可以利用模型樹建立模型；3D羅盤的使用（CATIA）。3、基本術(shù)語(yǔ)模型數(shù)據(jù)庫(kù)（文件擴(kuò)展名.cae）：對(duì)于任意數(shù)量的模型，包含所有的模型信息。一般包含一個(gè)模型或幾個(gè)相關(guān)的模型。模型：包含所有用于分析的必要信息。包含任意數(shù)量的部件和它們相關(guān)的屬性。在模型數(shù)據(jù)庫(kù)中，獨(dú)立于其它模型。在同一數(shù)據(jù)庫(kù)中的不同模型之間，可以拷貝對(duì)象，如部件和材料等。包含一個(gè)部件

5、實(shí)例的裝配件，包括相關(guān)的接觸屬性，載荷和邊界條件、網(wǎng)格和分析歷史。Python語(yǔ)言：Abaqus/CAE采用的命令行語(yǔ)言。可以使用命令行腳本，或創(chuàng)建定制的應(yīng)用程序。4、Abaqus/CAE幫助文檔空艸網(wǎng)Broker應(yīng)壬比茜eNote?Aboutbaqs.AboutLkensn.5、Abaqus/CAE清單懸須Parts至少一個(gè)必須Materials罕少一個(gè)1必須Sections至少一個(gè)1必碩SectionAssignments在part級(jí)別完成(container)必須Assembly(Instances)至少一個(gè)pwrt必須Steps(afterInitial)InitialStep已經(jīng)生咸

6、通常需耍BCs(BoundaryConditions)/InitialStep通常需要LoadsInitialStep后的step中必狽Mesh在part或assembly屮完成必須Jobs求解模型Model:Mcxkl-i.*QDeformableDkcreterigidrigidEuArrinnShspeTyp*SoMbet叩備nI融凹iWireCPointBs輕FeatureApproirnate-size:200|ConiiLK.|12部件的產(chǎn)生直接由Abaqus/CAE創(chuàng)建從CAD系統(tǒng)導(dǎo)入作為Abaqus（孤立）網(wǎng)格導(dǎo)入CATIAV5(viaParascrtid*I-DEAS蝕13.

7、anf_abq)*Pr&EhlGINEER(via*CATIAV4(.model,.ciatdata,.1.3幾何體的導(dǎo)入及修理-Atbagus為l-DEAS,亡ATIAPENGINEER供捕件描件利用ElyskliTPl屮.ifti：.餉f_血q怖氏住礦兒何Abaqus/CAE的模塊介紹1、CreatingParts?Mcxkjle:Partii部件分類部件是Abaqus/CAE創(chuàng)建模型的積木。部件主要有三種：可變形部件，任意形狀的，可以包含不同維數(shù)的特征（實(shí)體、表面、線）；在載荷作用下可以變形。離散剛體部件。任意形狀的；在載荷作用下不可以變形。應(yīng)劃分網(wǎng)格。解析剛體部件。只可以用直線、圓弧和

8、拋物線創(chuàng)建的形狀；在載荷作用下不可以變形。歐拉部件。實(shí)體區(qū)域；定義在歐拉分析中材料可以流動(dòng)的區(qū)域。關(guān)于孤立網(wǎng)格。1.4練習(xí)*在本按習(xí)越中，用戶將會(huì)創(chuàng)彈三個(gè)部件。它們分別攔右圖裝配件屮的紐件*這些部件將作拘隨后的習(xí)也中完成建摸和分析的基礎(chǔ).*習(xí)題任務(wù)1創(chuàng)建帯有潤(rùn)滑孔的絞組件2通過樣貝第一亍部件*井刪除潤(rùn)滑孔創(chuàng)建第二個(gè)部丹3.創(chuàng)建剛體銷釘。2、材料2.1材料屬性廣泛的材料庫(kù)包含幾乎所有的Abaqus材料模型；用戶以Abaqus求解器所需的格式輸入材料數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)可直接輸入，可從文件中讀取，也可從材料庫(kù)中導(dǎo)入。2.2截面屬性包括附加尺寸，或?yàn)樽冃误w分配材料屬性的單元類型信息。23為區(qū)域分配截面屬性變形

9、體的每個(gè)區(qū)域必須引用包含材料定義的截面屬性。對(duì)于被賦予截面屬性的部件，Abaqus/CAE提供了一個(gè)視覺上的反饋，顏色從Part模塊下默認(rèn)的顏色變?yōu)榫G色。汽車不同部件采用不同的截面屬性，比如殼，或者實(shí)體截面。3、Assemble3.1什么是裝配件？裝配件中包含有限元模型中所有的幾何體。每個(gè)Abaqus/CAE模型包含一個(gè)裝配件。即使用戶已經(jīng)創(chuàng)建一些部件，在沒有創(chuàng)建部件實(shí)例（PartInstance）之前，裝配件是空的。裝配件不直接包含部件；它包含的是部件的“實(shí)例”。為方便起見，實(shí)例可以被顯示或隱藏。理解：關(guān)于部件與裝配件的區(qū)別I伺閔P血彌go曲亦嗣耳快1todcnsacaWlRadiel陰新t

10、wi冃血帕ladruofp&ilBrnioal3.2部件的裝配及定位在組裝模塊中，定位是主要的任務(wù)。兩種一般的方法：絕對(duì)定位和相對(duì)定位；絕對(duì)定位不是裝配件的特征：包括：平移、旋轉(zhuǎn)、用另外的部件替換已有部件；沖突的定位約束；布爾操作；陣列等。3.3裝配件集與表面（Surface與Set）裝配件集利用一個(gè)或多個(gè)部件實(shí)例定義區(qū)域，這些區(qū)域可以用來定義載荷、邊界條件及在分析過程中生成輸出；裝配件表面利用一個(gè)或多個(gè)部件實(shí)例定義區(qū)域，這些表面可以用來定義接觸及分布載荷。3.4顯示組（Displ町Group）3.5練習(xí)絞模型的材料及裝配。4分析步及輸出4.1分析步的用途定義分析步；指定輸出需求；（場(chǎng)變量及歷

11、程變量輸出）指定分析診斷；（分析的類型，求解器的選擇，求解的方法等）指定分析控制。注：分析步的理解及替換4.2輸出兩種類型的輸出數(shù)據(jù)：場(chǎng)和歷程數(shù)據(jù)。場(chǎng)數(shù)據(jù)用于繪制模型的變形、云圖和X-Y繪圖、歷程數(shù)據(jù)用于X-Y繪圖。iwichCortiEiimi十沁上Pb-wm.CWalB.Dlgr“PjmnraJietfisRiKtMrxifllU麗CniMwiiLM隕選的輸岀包括描定分析過程最常用的輸出變量輸出可以械限制到模型時(shí)指定國(guó)域培里叮以控制輸出爪頻率重啟動(dòng)（.res）文件需求：包含所有相關(guān)的輸出量，用戶只可以控制輸出的頻率；重啟動(dòng)文件包含所有繼續(xù)分析所需的信息。因此，它們可能非常大；用于重新啟動(dòng)停

12、止的分析過程；可能引起程序終止的原因包括一沒有硬盤空間、掉電、分析完成等等；用于在Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit之間傳遞數(shù)據(jù)，還可以用于對(duì)稱結(jié)果的轉(zhuǎn)換。5Interaction5.1模型區(qū)域之間或模型區(qū)域同它的周圍的模型之間的機(jī)械的和熱的接觸機(jī)械接觸直它接融（尉束）熱接慰1狀和冊(cè)面接竝白槪觸瀕勵(lì)料犢感番捆牒釣束耦仟點(diǎn)到實(shí)怵劇合恨人區(qū)域蛛性姜點(diǎn)妁束方程別壞境的誦射5.2為什么要定義機(jī)械接觸？只有在接觸模塊中指定接觸時(shí)，Abaqus才識(shí)別裝配件中不同區(qū)域之間的接觸。兩個(gè)表面物理上的接近不足以建立表面之間的接觸關(guān)系。接觸與裝配件模塊中的接觸位置約束是不相關(guān)的。接觸位置

13、約束只是讓部件實(shí)例正確定位的方法之一。Mdridnfrr-MKtm_Mcdrt:IMrxhH1tankHLMUK.tgiDWfiEye七TTYEnptBYHwikkundkitmActUnTUFMT可以定義接觸模型的法向關(guān)系、摩擦和干涉。5.3機(jī)械接觸的類型接觸一般分為三類：GeneralcontactSurfacetosurfacecontactSelf-contact5.4接觸的建立手動(dòng)創(chuàng)建。rfnwnlQn；4lCl起作用的分析步主面與從面的選擇相對(duì)滑動(dòng)曲、葉Admwnwil5iMiK4-SinMKntaifl|ClMitfK4呷AeIhjlcfelwwrdimwhlyjpr込桿竺加疋i

14、HNcf、Sijrd：i爲(wèi)j”加丄iuT賦1iMlllBgflB-laSU-rimtaTh問習(xí)沁.i-cric|irn-HJdllnFbif.hiding5nlaibdiiqCdtoriiMliOnnurthod：NedfM*接觸容差的設(shè)置接觸控制接觸屬性滑動(dòng)算法自動(dòng)探測(cè)。5.4接觸屬性Contactproperty包括兩部分，接觸面之間的法向作用(hardcontact)和切向作用。對(duì)于法向作用，其含義為接觸面之間能傳遞壓力，其大小不受限制，當(dāng)壓力變?yōu)榱慊蜇?fù)值時(shí)，接觸便不再存在。切向作用采用庫(kù)倫摩擦，接觸面的切應(yīng)力為摩擦系數(shù)與接觸壓強(qiáng)的乘機(jī)。在切應(yīng)力達(dá)到臨界值之前，摩擦面直接不存在相對(duì)滑動(dòng)。

15、5.5關(guān)于自動(dòng)約束探測(cè)制動(dòng)系統(tǒng)的約束探測(cè)接觸名稱1/接觸面距離/接觸類型滑動(dòng)類型接觸類型容差調(diào)整接觸屬性6載荷邊界條件和初始條件6.1載荷分類載荷可以根據(jù)與時(shí)間相關(guān)的幅值（Amplitude的定義）變化。集中力即可以參考總體坐標(biāo)系，也可以參考局部坐標(biāo)系或基準(zhǔn)坐標(biāo)系。有一些載荷類型，在Abaqus/CAE不直接支持?？梢岳肒eywordEditor使用目前GUI不支持的任何功能。（Python）6.2邊界條件6.3機(jī)械集屮力利理和壓力戟超怖1包fS朿力和蚪動(dòng)丿機(jī)械tt捋定的溫慢指定邊界條件可以隨著時(shí)間相關(guān)的幅值定義變化。機(jī)械邊界條件即可以參考總體坐標(biāo)系，也可以參考局部坐標(biāo)系或基準(zhǔn)坐標(biāo)系。載荷的

16、施加選擇應(yīng)用的區(qū)域：幾何體、節(jié)點(diǎn)、單元直接在視圖窗口中或先前定義的集合和表面選??；節(jié)點(diǎn)和單元可以從本地幾何體或孤立網(wǎng)格選取。Surfaceandset載荷的編輯：邊界大小等。Fil淀的平移誠(chéng)轉(zhuǎn)功指定的平移或轉(zhuǎn)動(dòng)措注的平動(dòng)速度或們逆度連接棒位段和速.仗載荷作用的分析步r載荷作用區(qū)域載荷的分布場(chǎng)幅值大小Load載荷名稱TypesFor載荷類型產(chǎn)卜DiiCiMuA.JtKrnbifflrdE氓MamefTl:P你3DShehadPrp?pswrrBDdfIdthLmekwdEokiMdhladd:MatiebL斤StepccMYKtdilfuHCHiOth?r-4duH6：Jjjpfhiiric-i

17、IAuudL幅值曲線修改載荷的定義：6.4初始條件，預(yù)定義速度，溫度，初始變形等的模擬。6.5練習(xí)：絞模型7網(wǎng)格7.17.2什么是網(wǎng)格？為什么需要網(wǎng)格?（博士解答）關(guān)于位移和應(yīng)力求解方式的不同。（節(jié)點(diǎn)和積分點(diǎn)）網(wǎng)格的劃分方法單元形狀的設(shè)定網(wǎng)格的生成單元類型7.37.4網(wǎng)格密度（網(wǎng)格的檢查：節(jié)點(diǎn)和單元數(shù)量單元類型單元質(zhì)量查詢單元信息網(wǎng)格質(zhì)量的改善改變種子位置、分割實(shí)體（partition）、虛擬拓?fù)洌╲irtualtopology）、編輯網(wǎng)格等。7.5單元的選擇（關(guān)鍵）應(yīng)力/位移的實(shí)體單元（Continuum），一些名詞概念：二維單元（三角形單元，四邊形單元）三維單元（四面體單元，六面體單元，五面體單元）；修正的二次單元（TriandTet）；線性單元（一階單元），線性插值;二次單元（二階單元），二階插值;