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Abaqus学习笔记

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一Abaqus使用日记

Abaqus标准版共有“部件(part)”、“材料特性(property)”、“装配(assemble)”、“计算步骤(step)”、“交互(interaction)”、“加载(load)”、“单元划分(mesh)”、“计算(job)”、“后处理(visualization)”、“草图(sketch)”十大模块组成。

建模方法:

一个模型(model)通常由一个或几个部件(part)组成,

“部件”又由一个或几个特征体(feature)组成,每一个部分至少有一个基本特征体(base feature),特征体可以是所创建的实体,如挤压体、切割挤压体、数据点、参考点、数据轴,数据平面,装配体的装配约束、装配体的实例等等。

1.首先建立“部件”

(1)根据实际模型的尺寸决定部件的近似尺寸,进入绘图区。绘图区根据所输入的近似尺寸决定网格的间距,间距大小可以在edit菜单sketcher options选项里调整。

(2)在绘图区分别建立部件中的各个特征体,建立特征体的方法主要有挤压、旋转、平扫三种。同一个模型中两个不同的部件可以有同名的特征体组成,也就是说不同部件中可以有同名的特征体,同名特征体可以相同也可以不同。部件的特征体包括用各种方法建立的基本特征体、数据点(datum point)、数据轴(datum axis)、数据平面(datum plane)等等。(3)编辑部件可以用部件管理器进行部件复制,重命名,删除等,部件中的特征体可以是直接建立的特征体,还可以间接手段建立,如首先建立一个数据点特征体,通过数据点建立数据轴特征体,然后建立数据平面特征体,再由此基础上建立某一特征体,最先建立的数据点特征体就是父特征体,依次往下分别为子特征体,删除或隐藏父特征体其下级所有子特征体都将被删除或隐藏。××××特征体被删除后将不能够恢复,一个部件如果只包含一个特征体,删除特征体时部件也同时被删除×××××

2.建立材料特性

(1)输入材料特性参数弹性模量、泊松比等

(2)建立截面(section)特性,如均质的、各项同性、平面应力平面应变等等,截面特性管理器依赖于材料参数管理器

(3)分配截面特性给各特征体,把截面特性分配给部件的某一区域就表示该区域已经和该截面特性相关联

3.建立刚体

(1)部件包括可变形体、不连续介质刚体和分析刚体三种类型,在创建部件时需要指定部件的类型,一旦建立后就不能更改其类型。采用旋转方式建立部件,在绘制轴对称部件的外形轮廓时不能超过其对称轴。

(2)刚体是不能够施加质量、惯性轴等特性的,建立刚体后必须给刚体指定一个参考点(reference point)。在加载模块里对参考点施加约束和定义其运动,对参考点施加的荷载或运动就相当于施加给了整个刚体。

4.模型装配

(1)在装配(assemble)模块里首先建立部件实例(part instance),一个部件实例可以看作部件的代表,但并不是原部件的拷贝。实例一直和原部件保持关联,当原部件几何形状发生变化时,实例也发生相应变化。不能对部件实例直接编辑,一个装配模型可以包含一个部件的多个实例。所有装配模型中的实例都是该装配模型的特征体,在创建第一个实例时所生成的装配模型总体坐标系也是该装配模型的一个实例。

同一个部件中所有特征体在装配模块中对该部件建立实例时会形成一个整体,也即形成了装配模型中一个特征体。选择该实例时,该实例在装配之前原部件中所有特征体都被选择了,原部件中所有特征体在装配后形成了一个整体。

对于各部件的实例,可以在view菜单assembly display options选项里选择instance标签对现有的各实例决定其是否显示在当前视窗中,这一功能对选择视窗中的对象很有帮助。

所有建立的部件实例组成了装配模型新的特征体,在特征体管理器中查看。后续所有模块的操作对象就是所生成的部件实例,也即装配模型中的特征体,而不是原来的部件。『65』:部件实例有独立的和非独立的两种,缺省状态是非独立实例。独立的实例划分网格时独立划分,与源部件不相关,非独立实例划分网格时和源部件相关联。

(2)在部件模块里定义部件,在材料特性模块来赋予部件材料参数,然而,在使用装配模块将各个部件装配成一个模型时,所操作的对象仅仅是部件实例,而不是部件本身。在交互模块、加载模块和单元划分模块里所操作的对象都是装配集合模型中各个部件的实例。(3)创建了一个部件实例后,ABAQUS需要生成一个装配体的总体坐标系定位该实例,该装配体的总体坐标系与创建部件时的总体坐标系是两个不同的坐标系。在创建部件基特征体时的绘图(sketch)坐标原点与装配体的总体坐标系原点重合,并且xy坐标平面和装配体总体坐标系xy平面平行。创建了第一个实例后,装配模块会在当前视图中显示出整体坐标系的原点和方向,ABAQUS定位该实例的方法就是将该实例基特征体的坐标原点(绘制平面草图的坐标原点)与装配体总体坐标系原点重合。

(4)定位各个部件实例

除了移动和旋转方法外,装配模块提供了定位各个部件实例的工具集,通过选择实例的面或边来定位。可以选择部件实例的面或边移动,成为移动部件实例,也可以选择面或边固定,成为固定部件实例。常见的定位标准包括:平行面、面对面、平行边、边对边、共轴、点重合、坐标系平行、接触。各定位标准之间互不影响,可以用新的定位标准替换原定位标准使实例重新定位。

平行面:两个选择的面相互平行

面对面:选择的两个面相互平行并且有一个给定的间距

平行边:所选择的两个边相互平行

边对边:所选择的两个边相互平行并且有一个给定的间距或者两个边共线

共轴:两个选择的面轴线重合

每一个定位标准都作为装配模型的特征体而保存,可以在特征体管理器里进行编辑,也即用来定位的面、边、点、轴、坐标系都成为了装配体的特征体。

5.定义分析步骤:

(1)对模型施加荷载和边界条件之前或者定义模型的接触问题之前,必须定义不同的分析步骤。然后可以指定在哪一步施加荷载,在哪一步施加边界条件,哪一步去定相互关联。创建了分析步骤后,CAE会选择分析过程相应的输出变量,选择变量写入输出结果文件数据库的频率。

(2)CAE缺省地创建初始步(initial)

分析步骤创建完成后自动生成了输出结果管理器

(3)输出结果要求

ABAQUS求解器通常计算每一个增量步许多变量值,而往往我们只对其中某一小部分计算数据感兴趣,软件提供了指定要输出到计算结果数据库中的某些变量结果的功能。输出要求包括一下一些信息:

(a)所需要的变量或者变量分量;

(b)模型中某一特定区域和积分点的计算结果;

(c)写到计算结果数据库中各变量值的写入频率;

建立了第一分析步后,CAE缺省地选择和相应的分析过程中输出变量集。缺省的情况下,CAE输出模型中每个节点或积分点的计算值。

●场变量输出(field)和历程输出(history)

(a)场变量输出:

在通常情况下,后处理模块采用变形形状、等直线或矢量图来看实时输出结果,由ABAQUS 生成的实时输出结果数据库文件都很大,因此可以通过输出要求来限制结果数据库的大小。(b)历程输出:

ABAQYUS对模型中指定点产生历程输出数据。在大多数情况下可以使用后处理模块在XY 坐标系中查看历史输出结果。结果的输出频率依赖于如何使用计算生成的各种数据,输出频率可以很高。可以建立历史输出要求,通过该要求限制历史输出频率。在建立历史输出要求时可以指定某一个独立的变量写入输出结果数据库。

●输出要求的传递(propagate)

创建了第一个分析步后,ABAQUS自动创建一个缺省的场变量输出要求和历程输出要求,并将其传递给其后创建的分析步。

●通用分析步(general step)和线性干扰分析步(linear perturbation step)

分析步包括通用步和线性干扰步两大类,对第一个建立的通用步和线性干扰步ABAQUS自动建立一个缺省的实时输出结果要求和历史输出结果要求。这两种要求都可以传递给其后的分析步,当在已有的分析步中插入新的通用分析步或者线性干扰分析步时,其上一个分析步相应的输出结果要求会自动传递给该分析步。如果在所有已有分析步之前插入一个新的分析步,ABAQUS将不会建立一个缺省的结果输出要求给该新的分析步,这时可以创建一个新的结果输出要求,也可以在结果输出要求管理器中将该分析步的下一分析步输出结果要求移动到该分析步。

如果删除一个分析步,相应的结果输出要求以及其后由该步传递的各分析步的输出结果要求都将被删除。如果某一个分析步没有相应的结果输出要求,在计算模块(job)里生成输入文件时将会给出警告。

输出文件用于从计算结果中绘制变形形状,等直线。

输出文件管理器是依赖于步骤管理器而存在的,

6.选择监视自由度

可以定义模型中选定部分的特殊单元和节点集合,对这些集合可以在属性模块中分配断面特性、在交互模块中创建接触节点和表面集合的接触对、在加载模块中加载和施加边界条件、在步骤模块中指定输出文件要求、在显示模块中显示特定区域的计算结果。

7.在交互模块中创建接触表面用于相互作用的接触问题

在复杂的接触模型中首先要要用表面工具集创建接触接触表面集合供后面指定主从接触表面是选择方便,但是如果模型简单,接触表面很容易选择就无需创建接触表面,可以直接从模型中选择。当创建一个曲面接触面,必须指明是内表面还是外表面,可以通过所给出的矢量箭头确定。一个表面集合中可以有多个表面,从表面集合管理器中可以查看各表面集合。8.建立交互作用特性

交互作用是用来建立模型中接触表面或相距很近的表面之间力学关系的对象。可以建立一系列交互作用特性,它和交互作用相互独立,每个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种:接触特性(contact)、膜条件特性(file condition)、激励和传导特性(actuator/sensor)

接触交互作用特性可以是切向接触和法向接触,接触面间可以是有摩擦、无摩擦和阻尼接触,还可以相互间分离。接触交互作用特性中通常包含阻尼、热传导、热辐射、摩擦生热等信息。

接触交互作用特性可以被通用接触、面对面接触或自我接触等交互作用引用。

膜条件交互作用特性定义膜层传热系数为温度的函数。膜条件特性只能被膜条件交互作用引用。

9.建立交互作用

交互作用依赖于所建立的分析步。建立交互作用时必须指定主作用面和从作用面。对于主、从作用面可以从已经创建的作用面集合中选择,也可以从视窗中直接选择。

10.施加边界条件和荷载

在加载模块(load)中施加边界条件和荷载。施加边界条件也依赖于说建立的分析步。

实体单元(solid element)只有平动自由度,没有转动自由度,所以施加边界条件时只需约束起平动自由度即可。对于分析刚体来说,约束只能施加给分析刚体的参考点。

缺省的情况下,ABAQUS将边界条件传递给其后的每一个分析步。对每一个分析步中的边界条件可以进行编辑和修改。

11.网格划分

(1)进入单元划分模块后,ABAQUS的颜色代表该模型中不同区域适合用哪种方法就行单元划分。绿色表示可以可以采用结构法划分,黄色表示可以用旋转扫描法划分,橙色表示该区域不能用缺省的单元(实体单元缺省的单元为六面体单元hexahedral)形状进行单元划分,必须对该区域进行分解后才能用缺省的单元形状进行单元划分。当然,可以采用四面体单元(tetrahedral)利用只有网格技术对任何形状的模型区域进行单元划分。

(2)分解模型(partition)

可以对模型中的边(edge)、面(face)和体(cell)进行分解。用来将边、面、体分解成更小部分的点、边、面都成为模型中的特征体,这些特征体和其他特征体一样可以在特征体管理器中查看。(如:将一个体分解成两部分需要用一个面将体切割成两部分,这个面就成了模型中一个新的特征体。)

分解一个体的方法有五种,也即有五种分割特征体可以将一个特征体分解:定义切割面(define cutting plane)、使用数据平面(use datum plane)、延伸平面(extended face)、挤压或旋转边(extrude/sweep edges)、N-sided patch。

一次分解操作仅仅只是将被分解的对象分解成两部分,并不能改变被分解对象所在特征体(部件实例)的整体性,也即原特征体或其上的某一组成部分被分解一次,该特征体并不会被分解成两部分。

(3)单元划分控制

不能对刚体进行单元划分。在mesh control中指定单元类型(六面体单元、四面体单元等等)和单元划分方法(结构划分法(structured)、自由划分法(free)、旋转划分法(sweep)等等)。操作的对象是被分解后的边、面、和体,可以对同一实例(装配模型的特征体)分解后产生的不同边、面、体分别采用不同的单元划分方法,指定不同的单元类型。

(4)分配单元类型

选择单元库(standard、explicit)、确定线性单元(linear)或者二次单元(quadratic)、确定这两种单元的特性:杂交元(hybrid formulation)、缩步积分(reduced integration)、非协调单元模式(incompatible modes)。操作的对象是被分解后的边、面、和体,可以对同一实例(装配模型的特征体)分解后产生的不同边、面、体分别指定不同的单元库、单元特性等。(5)指定单元大小

指定划分单元的近似尺寸。操作的对象是被分解后的边、面、和体。

(6)划分单元

操作对象是整个实例(装配体的特征体)

12.提交工作

13.画布对象

画布可以看作是一个无限的屏幕或黑板,在上面可以布置各种对象。

画布对象包括三大类:视窗、画布文字注释、画布箭头注释。

(1)视窗是画布上显示模型和分析结果的对象。可以画布上随意建立和删除视窗,控制其尺寸、位置和外观,但是画布上至少有一个视窗对象,不能全部删除所有的视窗对象。(2)文字注释和箭头注释只能根据画布定位,与视窗无关,可以在视窗之内也可以在视窗之外,移动视窗对文字和箭头注释的位置没有任何影响,但是可以调整他们的位置使得他们处于视窗之中。

14.草图模块(sketch)

草图是二维的剖面图,可以用于生成三位部件。在草图模块中可以定义平面部件、梁、或者分割体用于挤压、平扫、旋转等方法形成三维部件。在草图模块中也可以定义与特征体无关的独立的二维平面断面图。

15.后处理文件输出

(1) *File Output:定义输出到结果文件

File Output选项可以输出节点、单元、整体数据到选定的文件。*EL FILE、*ENGERGY FILE 和*NODE FILE 选项必须和*FILE OUTPUT选相联使用。

ABAQUS输入文件(input file)

ABAQUS输入文件包含模型数据和历史数据。模型数据定义有限元模型:单元、节点、单元特性、材料定义等等。模型数据用来组织生成部件,部件经过装配后生成各种模型。

历史数据定义对模型的操作,即求解模型响应所需要的时间顺序或加载情况等。在ABAQUS 里将这个历史过程分解为不同的分析步。每一个分析步都是某一特定类型的响应,如静载、动力响应,土体瞬时固结等等。分析步的定义必须包括过程类型(静态应力分析、热传导分析等)、时间积分和非线性求解控制参数、荷载和输出控制。

非线性求解步和线性慑动分析步

ABAQUS中的非线性求解步和线性慑动分析步有着明显的差别。非线性分析步定义一系列事件,上一个非线性步必须为下一个非线性步提供初始条件。线性慑动分析步提供了系统基本状态(BASE STA TE)的线性响应,基本状态也就是优先于线性慑动分析步的最后一个非线性分析步。

每一个非线性分析步都必须把前一个非线性分析步的状态作为自己的初始条件。例如,动力分析可以不加载,动力响应主要来自静力分析步中所储存应变能的释放。

(2)计算结果输出到data file或者results file

所给定的场变量或历程变量可以通过下面Keyword写入.dat文件,但是不能在CAE中实现。

*CONTACT PRINT*EL PRINT*ENERGY PRINT*INTERACTION PRINT*MODAL PRINT *NODE PRINT*SECTION PRINT

二内存问题:

在你的ABAQUS安装目录找到site文件夹里面的abaqus_v6.env文件,将它

copy到你的工作目录下,打开作相应的修改就可以了。比如:

pre_memory = "512 mb" //预处理分配的内存

standard_memory = "800 mb" //standard计算的内存

mp_mode = MPI

scratch="D:/temp" //计算的过程文件放在此目录下

mp_file_system = (DETECT,DETECT)

三ABAQUS约定相关

――――每种软件在顺利运行中都有自己的一套在诸如单位、符号、变量值表示等方面的约定用法,如果想用此种软件进行适合自己的分析,自己进行主观操作之外,对它的这种约定我们也要提起注意,否则很容易产生我们觉察不到的问题。

(参考 abaqus analysis manual 中1.2.2 Conventions)

1.自由度

2.坐标系统

3.单位

4.时间尺度

5.曲面方向

6.应力与应变

7.旋转

==1==自由度

Abaqus中对单位的认定与其他软件(如ANSYS)稍微有点不同就在于默认情况下abaqus是以1、2、3等数字来表示各种自由度的标符的,在手写inp中,只能以它们表示自由度。

●除了轴对称单元(.ax..)以外,其它单元对自由度进行如下约定:

1.x方向(平动自由度)

2.y方向。。。

3.z方向。。。

4.绕x轴旋转的旋转自由度(以弧度表示)

5.绕y。。。

6.绕z。。。

7.翘曲(对于开口截面梁单元)

8.孔隙压力(或静水压)

9.电势

11.温度(或质量扩散分析中的归一化浓度)

12. 第二温度(对于壳、梁)

13. 第三温度。。。

14. 其他

其中,x、y、z默认情况下是分别与系统的整体坐标系X、Y、Z相一致的,但如果使用*Transform 对结点进行局部坐标系转化的话,那么它们将与局部坐标系中的相关坐标轴一致。

●对轴对称单元的平动与旋转自由度如下规定:

1.r方向(径向)位移

2.z方向(轴向)位移

5.绕z轴旋转(用于带扭曲的轴对称单元),以弧度表示

6.r-z平面的旋转(用于轴对称壳单元),以弧度表示

用*transform进行结点坐标系转换的自由度改变同上。

●可用的自由度

上述所列自由度并不是同时都能用在某一单元结点上的,不同的分析,不同的单元自会有适合其分析的自由度,而其他则在此是失效的。

●ABAQUS/Standard中的内部变量

除了上述所列的自由度外,ABAQUS/Standard对某些单元还内定了内部‘自由度‘变量(如用于施加约束的拉格朗日乘子),一般情况下,使用ABAQUS分析并不需要去了解这些变量,但在进行分析过程中,当迭代中对非线性约束的满足进行检验时常用到这些内部变量,这从msg文件中的错误警告信息中可以看到。内变量与内部结点相关,内部结点在ABAQUS中为系统分析所用,以负的结点号出现以别于我们所定义的结点。

==2==坐标系

同一般规定一样,ABAQUS采用的基本坐标系(系统整体坐标系)是直角坐标系,方向遵循右手法则。为便于各种分析,用户可以自行定义局部坐标系以便于建模、定义材料、定义载荷以及变量输出等。

建模中,常在node/ngen中加入*system

材料中,常以*orientation进行定义局部坐标系(尤其对于壳、梁单元)

载荷中,用*transform可以定义局部坐标系下的载荷

输出中,先前定义的*transform(用于结点变量)与*orientation可以发挥作用。

==3==单位

实际上,ABAQUS没有单位的概念,它仅是通过有限元方法对矩阵进行数学运算得到结果,理论上没有什么物理意义,但各种变量从人为地角度赋与物理意义以及物理定理的数学表示,从而发动ABAQUS进行求解出‘有意义的‘的结果来,由此看来,结果是否有效,人对各种数据变量的主观把握是重要的。单位的一致性可以保证结果运算不会产生与之相关的问题。一般,ABAQUS建议用一套认可的单位制进行单位定义,比方说,国际单位制。当然,如果你原意通过一系列的转化(转化因子可能复杂)的话,可以不遵守单位一致性的约定。旋转及角度表示ABAQUS中,旋转自由度(4、5、6)以弧度来表示,而其他角度相关的一般都以真实角度表示(如相角、*ncopy,shift中的旋转角度),其实,便于好记的说法就是,与长度或三角运算相关的用弧度,与旋转相关的用角度表示。(个人理解)

●国际单位制

国际单位制是我们最常用的一套符合一致性要求的单位系统(SI)。其基本的单位共五个:长度(m),质量(kg)、时间(s)、温度(K)、电流(A)。其他相关单位均在此单位基础上组合或推导出来。如力,其单位为牛顿(N):

类似地,库伦在国际单位制中为:

焦耳(J):

电势在国际单位制中为伏特(V),其单位标准为:

然而,有时国际标准单位在分析中使用并不方便。比如说,结构分析中常用到的杨氏模量,其单位常用为MPa(=N/mm^2),此时,为单位一致,与之相对应的其他基本单位应为(1吨=1000KG、千米、秒)。

●美(英)式单位

对我们而言,总是不太习惯使用美式或英式单位制,这是因为其单位命名规则不像国际单位制中的表示的那样清楚。比方说,1磅力等于1磅质量(lbm)乘以重力加速度(单

位为)。如果以磅力、英尺(ft)和秒作为基本单位的话,则质量lbm可以表示为:

。但在一般情况下,密度的单位为,所以若要以上述基本单位表

示的话,就必须转化为:(不方便?)

而且,从手册中也容易让我们在lb倒底代表的是lbm还是lbf而感到模糊。我们必须通过查看其由哪些单位组成推导出才能确认是什么。

另外,难理解的还有两个单位,一个是斯(勒格)-slug(=lbf sec^2/ft),其被定义为在受到一磅重的力作用时产生每秒钟一英尺的加速度的质量单位。另一个是磅达-poundal(是这么称呼的吧,?),被定义为使质量1磅的质点发生1尺/秒加速度的力。

以下两个有用的转化为:和。这里g为重力加速度值(单位为:)。

●ABAQUS单位符号表示

单位符号SI单位

length L meter

mass M kilogram

time T second

temperature degree Celsius

electric current A Ampere

force F Newton

energy J Joule

electric charge C Coulomb

electric potential volt

mass concentration P Parts per million

==4==时间

ABAQUS共有两种时间计法,一种是步时间(step time)另一种是总分析时间(total time)。除了线性扰动分析(它不考虑时间),步时间是从每一分析步开始计算,而总分析时间则是从第一个step开始计算起的所有step的时间积累(包括*restart步)。

==5==关于空间曲面的局部方向

完全的空间曲面定义需要有局部面方向的定义以完成定义诸如基于单元接触曲面的切向滑移方向或是壳单元的应力应变方向。对此类方向ABAQUS作如下规定:

默认的局部1方向是整体x轴向曲面的投影,如果该x轴垂直于曲面(与曲面法线夹角小于0.1度),其局部1方向是整体z轴向曲面的投影。而局部2方向则是局部1方向依右手法则形成,故而局部1、2和曲面的正法线的构形局部坐标轴方向(依右手法则)。如下图。曲面的正法线方向是通过构成该单元的结点以右手法则旋转而成。局部曲面方向可以通过*orientation定义。

当考虑垫片单元或与*section print和*section file相关的局部坐标系统定义时,曲面的局部1-、2-方向变成局部2-、3-方向。

对于线型单元如梁beam、管pipe、杆truss的空间方向,其默认的局部1-方向和2-方向该单元的切向与横向(其具体方向与结点定义顺序有关),当然也可以通过*orientation进行修改。

关于壳单元的应力方向规定

15.6.1 Shell elements: overview

……

Definition of local directions on the surface of a shell in space

The default local directions used on the surface of a shell for definition of anisotropic material properties and for reporting stress and strain components are defined in “Conventions,” Section 1.2.2.

……

1.2.2 Conventions

Local directions on surfaces in space

Local directions are needed on surfaces in space; for example, to define the tangential slip directions on an element-based contact surface or to define stress and strain components in a shell. The convention used in ABAQUS for such directions is as follows.

The default local 1-direction is the projection of the global -axis onto the surface. If the global -axis is within 0.1° of being normal to the surface, the local 1-direction is the projection of the global -axis onto the surface. The local 2-direction is then at right angles to the local 1-direction, so that the local 1-direction, local 2-direction, and the positive normal to the surface form a right-handed set (see Figure

1.2.2–1). The positive normal direction is defined in an element by the right-hand rotation rule going around the nodes of the element. The local surface directions can be redefined; see “Orientations,” Section 2.2.5.

Figure 1.2.2–1 Default local surface directions.

The local 1- and 2-directions become local 2- and 3-directions, respectively, when considering gasket elements or the local systems associated with integrated output sections (“Integrated output section definition,” Section 2.5.1) or user-defined sections (“Section output from ABAQUS/Standard” in “Output to the data and results files,” Section 4.1.2

●局部旋转方向

对于几何线性分析而言,以默认的材料方向(初始参考中定义)就可以将应力应变表示出来。

对于几何非线性分析,在ABAQUS/Standard中的小应变壳单元(S4R5, S8R, S8R5, S8RT, S9R5, STRI3, 和 STRI65)使用总体拉格朗日应变算法,应力应变可以相对于参考构型的材料方向改定。垫片单元是小应变小位移单元,默认情况下其应力应变值也是以初始参考构型定义的行为方向输出。

对于有限膜应变单元(所有的膜单元以及S3/S3R, S4, S4R, SAX,和 SAXA单元)和在ABAQUS/Explicit中的小应变单元,其材料方向是随着曲面的平均刚性旋转运动而变以形成当前构型的材料方向。此时这些单元的应力应变则是根据当前的参考构型中的材料方向给出的。(更详细地说明可以参考ABAQUS相关手册)。用户可以决定与*section print和*section file相关的局部坐标系统是固定不动还是随着曲面的平均刚性运动而旋转。

==6==应力应变的规定

在定义材料特性时,在ABAQUS中应力应变的各个分量定义如下顺序:

:1-方向的正应力

:2方向的正应力

:3方向的正应力

:1-2面的剪应力

:1-3方向的剪应力

:2-3方向的剪应力

比如,一个完全各向异性、线弹性矩阵为:

1-、2-和3-方向的确定依靠所选择的单元类型。对于实体单元就是整体坐标系的空间方向。对于壳单元和膜单元,1-、2-方向默认上是壳或膜曲面的局部方向。可以通过*orientation对三个方向进行适合自己分析的修改。

对于实体单元的几何非线性分析,默认的方向并不会随着材料的旋转而变化。然而,如果通过*orientation定义的方向则会旋转。

ABAQUS/Explicit在分析中,在内部以不同的顺序完成对各应力的存储。对于几何非线性分析,无论是否使用*orientation,这些被存储的变量总是随着材料的方向旋转的,这一点在子程序VUMAT被使用时尤显重要。

●各向异性材料行为

在连续体单元中定义各向异性材料行为时,用*orientation所定义的材料方向是很重要且必要的。

●零值应力

在分析中,如果应力值一直为零,在矩阵存储时将被忽略。例如,对于平面应力分析,ABAQUS仅存储两个面内的正应力和一个面内的剪应力。

●剪应变

ABAQUS输出工程剪应变:

●应力应变测量

在ABAQUS中,应力使用的是柯西应力(?)或真实应力值,即每单位当前面积上的应大小。详细地请看手册。“Stress measures,” Section 1.5.2 of the ABAQUS Theory Manual。

对于几何非线性分析,存在多种不同的应变计量方法。不像‘真实’应力,它没有很清楚的真实应变的计法。对同一种物理变形,在大应变分析中不同的应变测量方法会给出不同的应变值,当然其值所能反应的实际性也就不同。如何选择最好的应变测量方法,这依靠分析类型、材料行为以及在一定程度上也依靠个人喜好!详见“Strain measures,” Section 1.4.2 of the ABAQUS Theory Manual

默认情况下,在ABAQUS/Standard中应变以“综合”总应变(E)输出,对于大应变的壳、膜和实体单元,还有两种其他的总应变计法可以输出:自然应变(LE)和公称应变(NE)。

在ABAQUS/Explicit中,自然应变(LE)是默认的应变输出,也可以要求公称应变输出。而“综合”应变在ABAQUS/Explicit中是无法得到的。

●总(综合)应变

默认情况下,ABAQUS/Standard输出到.dat文件和.fil文件的应变为综合应变,这是对于所有可以在材料体下将应变率数值积分获得有限应变的单元都适用的:

,其中和分别是分析中第n+1次和第n次的总应变,为旋转张量的增量,为从第n次增量到第n+1次增量的总应变增量。对于使用正转坐标系统(右手法则)的单元(使用*orientation有限应变壳单元、膜单元和实体单元)上式可以简化为:

应变增量可以通过对变形率D在整个时间增量上积分得到:

这种应变计法对于弹塑性(粘弹性材料)或弹性-蠕变材料都是适合的,这是因为塑性应变和蠕变应变都是通过相同的积分方式得到的。在这样的材料里,弹性应变是很小的(因为屈服应力相对于弹模来说是较小的),此时总(综合)应变可以直接地与塑性应变和蠕变应变相对比!

如果应变的主方向关于材料方向的变化而旋转变化的,那么最后所得到的应变是不能和总变形相联系的,此时无论采用的是何种坐标系统。如果主应变方向保持固定,那么应变就是变形率的积分:

这与稍后将要讨论的自然应变等效。

●格林应变

在ABAQUS/Standard中,对于小应变壳和梁单元,默认的应变计法E为格林应变:

此时,F为变形适量梯度而I为特征张量。这种应变计法适合于在小应变、大旋转分析

中使用这些单元。分量代表沿原定义方向的应变,不能在有弹塑性或超弹性材料行为的有限应变分析中使用小应变壳和梁单元,因为可能会导致不正确的分析结果!

●公称应变

公称应变NE被定义为:

其中,为左拉伸张量,为主拉伸,为在当前材料参数下的主拉伸方

向。因此,主公称应变也就是在主材料参数方向下长度变化对原长度的比值,从而直观地解释了变形。

●自然应变

自然应变LE被定义为:

(式中变量同上)。

●应力不变量

在ABAQUS中许多结构模型都是根据应力不变量进行阐述的,这些应力不变量为:

等效压应力:

Mises等效应力:

第三偏应力不变量:

这中间,S为偏应力,被定义成:

==七==有限旋转

空间中,对于有限旋转作如下规定:定义、、为关于整体X、Y和Z轴的旋转量(也就是指在一个节点的4、5、6自由度)。

定义,其中,方向P为旋转同方向,为右手法则得出的旋转角度(弧度表示),见下图。值不是唯一确定的。在大旋转问题中,如果总旋转量超过,可以加或减任意倍的(以得到在内的值),

而这可能会导致旋转分量的不连续输出。

这个规则提供了在大多数分析中对于运动边条和弯矩的简便输入以及输出的简单解释。由ABAQUS产生的对旋转的输出代表的是关于一固定轴从原参考构型到当前构型的旋转。此输出不同于对结点的旋转历史输出。而且,这个规则成为了小旋转分析甚至是施加到初始有限旋转上的小旋转情况(这种情况可在关于一个预变形状态下小振动研究考虑)最通常的规则。

●组合旋转

因为有限旋转的方向性,它不是累积的,它们被指定的方式与其它种边条被指定的方式有所不同:在整个step上指定的旋转增量必须是从分析步开始的构型到该步末所需要的构型旋转结点所需要的旋转量。对于总旋转量,在分析中它将结点旋转到最终的位置,但如果它是在其他的几个初始参考构型中施加的,那么在一个分析步中就使结点旋转到总量来说是不

够的(也可以说是不正确的)。如果对于某结点施加的一个旋转增量是

在该分析步开始(也就是上一分析步结束时)时使该结点从其旋转边界条件旋转并最终在该步结束时到其最终位置的话,那么在该步末的模型此结点的边界条件诸如旋转向量就应该是

。如果旋转向量的方向保持不变,那么定义旋转边条和总旋转向量的方法是相同的。

下面以梁的旋转为例来说明如何指定组合有限旋转以及说明有限旋转输出:

梁最初位一x轴上,现在想进行如相复合旋转:最行使梁绕z轴旋转60度,随后梁自旋(以自己梁轴)90度,最后使梁绕在x-y平面内垂直于梁体的轴旋转90度。

该分析的组合旋转分为三步,分别施加旋转微量、和,其中:

在这个例子中,、和。这里代表每一个绕旋转轴有限旋

转的大小。上述的三个旋转向量分别在第一个步开始的构型定义时施加。用*Boundary,type=velocity可以很简便地进行定义。为方便起见,在ABAQUS中对于velocity 类型的边条其默认的amplitude值为常量。

如下为一个典型的ABAQUS分析步,将结点1固定在原点而将旋转加于结点2上:

STEP, NLGEOM

Step 1: Rotate 60 degrees about the z-axis

*STATIC

*BOUNDARY, TYPE=VELOCITY

2, 4, 5

2, 6, 6, 1.047198

*END STEP

**

*STEP, NLGEOM

Step 2: Rotate 90 degrees about the beam axis

*STATIC

*BOUNDARY, TYPE=VELOCITY

2, 4, 4, 0.785398

2, 5, 5, 1.36035

2, 6, 6

*END STEP

**

*STEP, NLGEOM

Step 3: Rotate beam onto z-axis

*STATIC

*BOUNDARY, TYPE=VELOCITY

2, 4, 4, 1.36035

2, 5, 5, -0.785398

2, 6, 6

*END STEP

推荐使用上述方示施加有限旋转边界条件(*boundary, type-velocity为默认的amplitude 定义类型)。然而,如果旋转边条是作为位移类型边条加载的话,上面的输入格式需要进行改变,在ABAQUS/Standard中,对于某一分析步的边条是在分析步内定义整体或该步最终的边界状态。这种情况下,所有以前分析步中所指定的边条必须要被添加到增量的旋转向量分量上。ABAQUS/Standard的分析步定义将变为:

*STEP, NLGEOM

Step 1: Rotate 60 degrees about the z-axis

*STATIC

*BOUNDARY

2, 4, 5

2, 6, 6, 1.047198

*END STEP

**

*STEP, NLGEOM

Step 2: Rotate 90 degrees about the beam axis

*STATIC

*BOUNDARY

2, 4, 4, 0.785398

2, 5, 5, 1.36035

2, 6, 6, 1.047198

*END STEP

**

*STEP, NLGEOM

Step 3: Rotate beam onto z-axis

*STATIC

*BOUNDARY

2, 4, 4, 2.145748

2, 5, 5, 0.574952

2, 6, 6, 1.047198

*END STEP

可以看出,第二、三步的边条是分别加上了前几步已定义的旋转边界条件!

四ABAQUS单元小结

1、单元表征

单元族:单元名字里开始的字母标志着这种单元属于哪一个单元族。

C3D8I是实体单元;

S4R是壳单元;

CINPE4是无限元;

梁单元;

刚体单元;

膜单元;

特殊目的单元,例如弹簧,粘壶和质量;

桁架单元。

自由度dof(和单元族直接相关):每一节点处的平动和转动

11方向的平动

22方向的平动

33方向的平动

4绕1轴的转动

5绕2轴的转动

6绕3轴的转动

7开口截面梁单元的翘曲

8声压或孔隙压力

9电势

11度(或物质扩散分析中归一化浓度)

12+梁和壳厚度上其它点的温度

轴对称单元

1r方向的平动

2z方向的平动

6 r-z方向的转动

节点数:决定单元插值的阶数

数学描述:定义单元行为的数学理论

积分:应用数值方法在每一单元的体积上对不同的变量进行积分。大部分单元采用高斯积分方法计算单元内每一高斯点处的材料响应。单元末尾用字母“R”识别减缩积分单元,否则是全积分单元。

ABAQUS拥有广泛适用于结构应用的庞大单元库。单元类型的选择对模拟计算的精度和效率有重大的影响;节点的有效自由度依赖于此节点所在的单元类型;单元的名字完整地标明了单元族、单元的数学描述、节点数及积分类型;所用的单元都必须指定单元性质选项。单元性质选项不仅用来提供定义单元几何形状的附加数据,而且用来识别相关的材料性质定义;对于实体单元,ABAQUS参考整体笛卡尔坐标系来定义单元的输出变量,如应力和应变。可以用*ORIENTATION选项将整体坐标系改为局部坐标系;对于三维壳单元,ABAQUS参考建立在壳表面上的一个坐标系来定义单元的输出变量。可以用*ORIENTATION选项更改这个参考坐标系。

2.实体单元(C)

实体单元可在其任何表面与其他单元连接起来。

C3D:三维单元

CAX:无扭曲轴对称单元,模拟3600的环,用于分析受轴对称载荷作用,具有轴对称几何形状的结构;

CPE:平面应变单元,假定离面应变ε33为零,用力模拟厚结构;

CPS:平面应力单元,假定离面应力σ33为零,用力模拟薄结构;

广义平面应变单元包括附加的推广:离面应变可以随着模型平面内的位置线性变化。这种数学描述特别适合于厚截面的热应力分析。

可以扭曲的轴对称单元:用来模拟初始时为轴对称的几何形状,且能沿对称轴发生扭曲。这些单元对于模拟圆柱形结构,例如轴对称橡胶套管的扭转很有用。

反对称单元的轴对称单元:用来模拟初始为轴对称几何形状的反对称变形。适合于模拟像承受剪切载荷作用的轴对称橡胶支座一类的问题。如果不需要模拟非常大的应变

或进行一个复杂的,改变接触条件的问题,则应采用二次减缩积分单元(CAX8R,CPE8R,CPS8R,C3D20R),如果存在应力集中,则应在局部采用二次完全积分单元(CAX8,CPE8,CPS8,C3D20等)。对含有非常大的网格扭曲模拟(大应变分析),采用细网格划分的线性减缩积分单元(CAX4R,CPE4R,CPS4R,C3D8R等),对接触问题采用线性减缩积分单元或非协调元(CAX4I,CPE4I,CPS4I,C3D8I)的细网格划分。

如果在模型中采用非协调元应使网格扭曲减至最小。

三维情况应尽可能采用块状单元(六面体)。当几何形状复杂时,完全采用块体单元构造网格会很困难,因此可能有必要采用稧形和四面体单元,但尽量少用,并远离需要精确求解的区域。

一些前处理程序包括网格划分方法,它们可用四面体单元构造任意形状的网格。只要采用二次四面体单元(C3D10),其结果对小位移问题应该是合理的。

小结:

在实体单元中所用的数学公式和积分阶数对分析的精度和花费有显著的影响;使用完全积分单元,尤其是一阶(线性)单元,容易形成自锁现象,正常情况不用;一阶减缩积分单元容易出现沙漏现象;充分的单元细化可减小这种问题;在分析中如有弯曲位移,且采用一阶减缩积分单元时,应在厚度方向至少用4个单元;沙漏现象在二阶减缩积分单元中较少见,一般问题应考虑应用这些单元;非协调单元的精度依赖于单元扭曲的量值;结果的数值精度依赖于所用的网格,应进行网格细化研究以确保该网格对问题提供了唯一的解答。但是应记住使用一个收敛网格不能保证计算结果与问题的实际行为相匹配:它还依赖于模型其他方面的近似化和理想化程度;通常只在想要得到精确结果的区域细划网格;ABAQUS具有一些先进特点如子模型,它可以帮助对复杂模拟得到有用的结果。

3.壳单元(S)

可以模拟有一维尺寸(厚度)远小于另外两维尺寸,且垂直于厚度方向的应力可以忽略的结构。

一般壳单元:S4R,S3R,SAX1,SAX2,SAX2T。对于薄壳和厚壳问题的应用均有效,且考虑了有限薄膜应变;

薄壳单元:STRI3,STRI35,STRI65,S4R5,S8R5,S9R5,SAXA。强化了基尔霍夫条件,即:垂直于壳中截面的平面保持垂直于中截面;

厚壳单元:S8R,S8RT。二阶四边形单元,在小应变和载荷使计算结果沿壳的跨度方向上平缓变化的情况下,比普通单元产生的结果更精确;

对于给定的应用,判断是属于薄壳还是厚壳问题,一般:如果单一材料制造的各向同性壳体的厚度和跨度之比在1/20-1/10之间,认为是厚壳问题;如果比值小于1/30,则认为是薄壳问题;若介于1/30-1/20之间,则不能明确划分。由于横向剪切柔度在复合材料层合壳结构中作用显著,故比值(厚跨比)将远小于“薄”壳理论中采用的比值。具有高柔韧中间层的复合材料(“三明治”复合材料)有很低的横向剪切刚度并且几乎总是被用来模拟“厚”壳;横向剪切力和剪切应变存在于普通壳单元和厚壳单元中。对于三维单元,提供了可估计的横向剪切应力。计算这些应力时忽略了弯曲和扭转变形的耦合作用,并假定材料性质和弯曲力矩的空间梯度很小;壳单元可以使用每个单元的局部材料方向,各项异型材料的数据,如纤维增强复合材料,以及单元输出变量,如应力和应变,都按局部材料方向而定义。在大位移分析中,壳单元上的局部材料轴随着材料各积分点上的平均运动而转动;线性、有限薄膜应变、四边形壳单元(S4R)是较完备的而且适合于普通范围的应用;线性、有限薄膜应变、三角形壳单元(S3R)可作为通用的壳单元来应用。由于在单元内部近似为应变场,精细的网格划分可用于求解弯曲变形和高

应变梯度;考虑到在复合材料层合壳模型中剪切柔度的影响,将采用“厚”壳单元(S4R,S3R,S8R),四边形或三角形的二次壳单元,用于一般的小变形薄壳是很有效的。它们对剪力自锁和薄膜锁死是不敏感的;在接触模拟中不用选用二阶三角形壳单元(STRI65),要采用9节点的四边形壳单元(S9R5);对于仅经历几何线性行为的非常大的模型,线性、薄壳单元(S4R5)一般将比通用壳单元花费更少;

小结:

壳单元的横截面特性可以由沿厚度方向的数值积分确定(*SHELL SECTION),或在分析开始时应用计算的横截面刚度(*SHELL GENERAL SECTION);*SHELL GENERAL SECTION 是非常有效的,但仅用于线性材料,*SHELL SECTION可用于线性和非线性材料;数值积分在沿壳厚度方向的一系列积分点上进行。这些积分点就是单元变量可以被输出的位置。最外层的积分点位于壳单元的表面。壳单元法线方向决定了单元的正和负表面,为了正确地定义接触和解释输出数据,必须知道其对应的是哪个面。壳法线还定义了施加在单元上正压力载荷的方向,并可以在ABAQUS/Post中画出;壳单元利用材料方向局部化到每个单元。在大位移分析中,局部材料轴随单元而转动。*ORIENTATION被用来定义非默认的局部坐标系统。单元的变量,如应力和应变,在局部方向输出;*TRANSFORM定义节点的局部坐标系,集中载荷和边界条件被应用在局部坐标系中。所用节点的输出,如位移,也默认为基于局部的坐标系;矢量图可以使模拟结果可视化,特别是用来观察结构的运动和载荷路径。

4.梁单元(B)

模拟一维尺寸(长度)远大于另外二维尺寸的构件,且只有长度方向上的应力比较显著。

对于包含接触的任何模拟,应使用一阶、剪切变形的梁单元(B21,B31)

如果结构刚度非常大或者非常柔软,在几何非线性模拟中应当使用杂交梁单元(B21H,B32H,等)使用欧拉-伯努利(三次)梁单元(B23,B33)精度很高,可模拟承受分布载荷作用的梁,例如动态振动分析。如果横向剪切变形也很重要,要使用铁摩辛柯(二次型)梁单元(B22,B32)模拟有开口薄壁横截面的结构,应当使用考虑了开口截面翘曲理论的梁单元(B31OS,B32OS)

小结:

梁单元的性质由截面(*BEAM SECTION或*BEAM GENERAL SECTION)的数值积分决定,或直接给出截面积、惯性矩和扭转常数(*BEAM GENERAL SECTION);当使用*BEAM GENERAL SECTION选项时,模拟开始时进行一次数值积分,并且假定材料是弹性的;ABAQUS包括大量的标准横截面形状。其它形状可以通过定义SECTION=ARBITRARY来模拟;必须定义横截面取向,方法是通过给出第三个节点,或者在单元性质定义中定义一个矢量。截面取向在ABAQUS后处理中可以画出;当梁作为壳的加强构件使用时,梁的横截面可能偏离节点;线性和二次型包含剪切变形的影响,三次型梁不考虑剪切柔度。开口截面梁准确地模拟了扭转和薄壁开口截面翘曲(包括翘曲约束)的影响;多点约束和约束方程可以用来连接模型中铰接、刚性连接等节点的自由度;“弯矩”型图使得像梁这样的一维单元的结果很清楚地表示出来;ABAQUS后处理图的硬拷贝可以得到PostScript和HPGL的格式。

5.桁架单元(T)

只能承受拉伸和压缩载荷的杆,不能承受弯曲,模拟铰接框架结构,近似模拟线缆和弹簧。

6.刚体单元(R)

没有独立的自由度。

7.非线性分析

小结:

结构问题中存在着三种非线性来源:材料、几何和边界(接触)。这些因素的任意组合都可以出现在ABAQUS的分析中;几何非线性发生在位移量值影响结构响应的情况下。这包括大位移和转动效应、突然翻转和载荷硬化;非线性问题是利用牛顿-拉弗森方法来进行迭代求解的。非线性问题比线性问题所需要的计算机资源要高许多倍;非线性分析步被分为许多增量步。ABAQUS通过迭代,在新的载荷增量结束时近似地达到静力学平衡。ABAQUS在整个模拟计算中完全控制载荷的增量和收敛性;状态文件允许在分析运行时监控分析过程的进展。信息文件包含了载荷增量和迭代过程的详细信息;在每个增量步结束时可以保存计算结果,这样结构响应的演化就可以用ABAQUS/Post显示出来。计算结果也可以用x-y图的形式绘出。

8.材料

小结:

ABAQUS包含一个广泛的材料库,可模拟各种工程材料的性质。其中包括金属塑性和橡胶弹性模型;金属塑性模型的应力-应变数据必须用真实应变定义;金属塑性模型假定材料具有一旦屈服即不可压缩的性质。这将对应用于弹-塑性模拟的单元类型带来某些限制;多项式和奥根应变能函数可应用于橡胶材料的弹性(超弹性)。两种模型均允许直接用实验数据来确定材料的系数。实验数据必须是名义应力和名义应变的值;在超弹性材料模型中的稳定性警告,说明所要分析的应变范围不合适;存在对称性时,可以只考虑部分模型从而减小模拟的尺寸。可通过施加适当的边界条件来反映结构其余部分的效应;大畸变问题的网格设计比小位移问题更加困难。在分析的任何阶段,网格中的单元务必不能过于畸变;ABAQUS/Post中的*DEFINE CURVE命令允许处理曲线上的数据以生成新的曲线。两条曲线或一条曲线与一个常数可以加、减、乘、除。曲线还可以求导、积分和合并。

9.动态问题

具有下列特征的问题适于采用线性瞬态动力学分析:

系统是线性的:线性材料行为,无接触条件,无非线性的几何效应;响应只受较少的频率支配。当响应中各频率成分增加时,例如撞击和冲击情况,振型叠加方法的效果将大大降低;载荷的主要频率在可得到的固有频率范围内,以确保对载荷的描述足够精确;由于任何突然加载所产生的初始加速度能用特征模型精确描述;对系统的阻尼不能过大。

小结:

动态分析包括结构的惯性效应;*FREQUENCY可以计算结构的固有频率和振型;通过振型叠加,可以确定线性系统的动态响应。这一方法尽管有效,但是不能用于非线性问题;线性动态过程可以计算瞬态载荷的瞬态响应、谐振动下的稳态响应、支座移动造成的响应峰值和随机载荷的响应;为了准确表示结构的动态行为,必须选择足够多的振型。总的等效模型质量应占可动质量的90%以上;用户可以给定直接模态阻尼、瑞利阻尼和复合模态阻尼。但是由于固有频率和振型的计算都是基于无阻尼的结构,所以此法只适用于低阻尼结构;模态技术不适用于非线性的动态模拟。在这种情况下必须采用自己的时间积分方法(*DYNAMIC)*AMPLITUDE选项可以描述随时间任意变化的载荷,以及给定的边界条件;振型和瞬态结果可以在ABAQUS/Post中用动画显示。这对于理解动态响应和

ABAQUS常用技巧归纳(图文并茂).

ABAQUS学习总结 1.ABAQUS中常用的单位制。-(有用到密度的时候要特别注意) 单位制错误会造成分析结果错误,甚至不收敛。 2.ABAQUS中的时间 对于静力分析,时间没有实际意义(静力分析是长期累积的结果)。对于动力分析,时间是有意义的,跟作用的时间相关。 3.更改工作路径 4.对于ABAQUS/Standard分析,增大内存磁盘空间会大大缩短计算 时间;对于ABAQUS/Explicit分析,生成的临时数据大部分是存储在内存中的关键数据,不写入磁盘,加快分析速度的主要方法是提高CPU的速度。 临时文件一般存储在磁盘比较大的盘符下

提高虚拟内存

5.壳单元被赋予厚度后,如何查看是否正确。 梁单元被赋予截面属性后,如休查看是否正确。 可以在VIEW的DISPLAY OPTION里面查看。 6.参考点 对于离散刚体和解析刚体部件,参考点必须在PART模块里面定义。而对于刚体约束,显示休约束,耦合约束可以在PART ,ASSEMBLY,INTERRACTION,LOAD等定义参考点. PART模块里面只能定义一个参考点,而其它的模块里面可以定义很多个参考点。

7.刚体部件(离散刚体和解析刚体),刚体约束,显示体约束 离散刚体:可以是任意的形状,无需定义材料属性,要定义参考点,要划分网格。 解析刚体:只能是简单形状,无需定义材料属性,要定义参考点,不需要划分网格。 刚体约束的部件:要定义材料属性,要定义参考点,要划分网格。显示体约束的部件:要定义材料属性,要定义参考点,不需要要划分网格(ABAQUS/CAE会自动为其要划分网格)。 刚体与变形体比较:刚体最大的优点是计算效率高,因为它在分析作业过程中不参与所在基于单元的计算,此外,在接触分析,如果主面是刚体的话,分析更容易收敛。 刚体约束和显示体约束与刚体部件的比较:刚体约束和显示体约束的优点是去除约束后,就可以立即变为变形体。 刚体约束与显示体约束的比较:刚体约束的部件会参与计算,而显示约束的部件不会参与计算,只是用于显示作用。 8.一般分析步与线性摄动分析步 一般分析步:每个分析步的开始状态都是前一个分析步结束时刻的模型状态; 如果不做修改的话,前一个分析步所施加的载荷,边界条件,约束都会延续到当前的分析步中;所定义的载荷,边界条件以及得到的分析结果都是总量。

Abaqus学习笔记.

Abaqus 使用日记 Abaqus标准版共有“部件(part)”、“材料特性(propoterty)”、“装配(assemble)”、“计算步骤(step)”、“交互(interaction)”、“加载(load)”、“单元划分(mesh)”、“计算(job)”、“后处理(visualization)”、“草图(sketch)”十大模块组成。 建模方法: 一个模型(model)通常由一个或几个部件(part)组成,“部件”又由一个或几个特征体(feature)组成,每一个部分至少有一个基本特征体(base feature),特征体可以是所创建的实体,如挤压体、切割挤压体、数据点、参考点、数据轴,数据平面,装配体的装配约束、装配体的实例等等。 1.首先建立“部件” (1)根据实际模型的尺寸决定部件的近似尺寸,进入绘图区。绘图区根据所输入的近似尺寸决定网格的间距,间距大小可以在edit菜单sketcher options选项里调整。 (2)在绘图区分别建立部件中的各个特征体,建立特征体的方法主要有挤压、旋转、平扫三种。同一个模型中两个不同的部件可以有同名的特征体组成,也就是说不同部件中可以有同名的特征体,同名特征体可以相同也可以不同。部件的特征体包括用各种方法建立的基本特征体、数据点(datum point)、数据轴(datum axis)、数据平面(datum plane)等等。(3)编辑部件可以用部件管理器进行部件复制,重命名,删除等,部件中的特征体可以是直接建立的特征体,还可以间接手段建立,如首先建立一个数据点特征体,通过数据点建立数据轴特征体,然后建立数据平面特征体,再由此基础上建立某一特征体,最先建立的数据点特征体就是父特征体,依次往下分别为子特征体,删除或隐藏父特征体其下级所有子特征体都将被删除或隐藏。××××特征体被删除后将不能够恢复,一个部件如果只包含一个特征体,删除特征体时部件也同时被删除××××× 2.建立材料特性 (1)输入材料特性参数弹性模量、泊松比等 (2)建立截面(section)特性,如均质的、各项同性、平面应力平面应变等等,截面特性管理器依赖于材料参数管理器 (3)分配截面特性给各特征体,把截面特性分配给部件的某一区域就表示该区域已经和该截面特性相关联 3.建立刚体 (1)部件包括可变形体、不连续介质刚体和分析刚体三种类型,在创建部件时需要指定部件的类型,一旦建立后就不能更改其类型。采用旋转方式建立部件,在绘制轴对称部件的外形轮廓时不能超过其对称轴。 (2)刚体是不能够施加质量、惯性轴等特性的,建立刚体后必须给刚体指定一个参考点(reference point)。在加载模块里对参考点施加约束和定义其运动,对参考点施加的荷载或运动就相当于施加给了整个刚体。 4.模型装配 (1)在装配(assemble)模块里首先建立部件实例(part instance),一个部件实例可以看作部件的代表,但并不是原部件的拷贝。实例一直和原部件保持关联,当原部件几何形状发生变化时,实例也发生相应变化。不能对部件实例直接编辑,一个装配模型可以包含一个部件的多个实例。所有装配模型中的实例都是该装配模型的特征体,在创建第一个实例时所生成的装配模型总体坐标系也是该装配模型的一个实例。 同一个部件中所有特征体在装配模块中对该部件建立实例时会形成一个整体,也即形成了装配模型中一个特征体。选择该实例时,该实例在装配之前原部件中所有特征体都被选择了,原部件中所有特征体在装配后形成了一个整体。

(仅供参考)《ABAQUS-有限元分析常见问题解答》常见问题汇总

第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题第一篇基础篇

第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题 第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题 1.1 Abaqus 的基本约定 1.1.1 自由度的定义 【常见问题1-1】 Abaqus 中的自由度是如何定义的? 1.1.2 选取各个量的单位 【常见问题1-2】 在 Abaqus 中建模时,各个量的单位应该如何选取? 1.1.3 Abaqus 中的时间 【常见问题1-3】 怎样理解 Abaqus 中的时间概念?

第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题 1.1.4 Abaqus 中的重要物理常数 【常见问题1-4】 Abaqus 中有哪些常用的物理常数? 1.1.5 Abaqus 中的坐标系 【常见问题1-5】 如何在 Abaqus 中定义局部坐标系? 1.2 Abaqus 中的文件类型及功能 【常见问题1-6】 Abaqus 建模和分析过程中会生成多种类型的文件,它们各自有什么作用? 【常见问题1-7】 提交分析后,应该查看 Abaqus 所生成的哪些文件? 1.3 Abaqus 的帮助文档 1.3.1 在帮助文档中查找信息 【常见问题1-8】 如何打开 Abaqus 帮助文档?

第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题 【常见问题1-9】 Abaqus 帮助文档的内容非常丰富,如何在其中快速准确地找到所需要的信息? 1.3.2 在 Abaqus/CAE 中使用帮助 【常见问题1-10】 Abaqus/CAE 的操作界面上有哪些实时帮助功能? 【常见问题1-11】 Abaqus/CAE 的 Help 菜单提供了哪些帮助功能? 1.4 更改工作路径 【常见问题1-12】 Abaqus 读写各种文件的默认工作路径是什么?如何修改此工作路径? 1.5 Abaqus 的常用 DOS 命令 【常见问题1-13】 Abaqus 有哪些常用的 DOS 命令?

Python语言在Abaqus中的应用 学习笔记

1学习笔记 学习资料:《Python语言在Abaqus中的应用》 20世纪60年代,Ray W. Clough教授在发表的论文《The Finite Element in Plane Stress Analysis》中首次提出有限单元法,此后,有限单元法的理论得到迅速发展,并广泛应用于各种力学问题和非线性问题,成为分析大型复杂工程结构的强有力手段。 Abaqus提供两种接口: 1)用户子程序接口(User Subroutine)。该接口使用Fortran语言进行开发,主要用于自定义本构关系、自定义单元等。常用的用户子程序包括(V)UMAT、(V)UEL、(V)FRIC、(V)DLOD等。 2)Abaqus脚本接口(Abaqus Scripting Interface)。该接口是在Python语言的基础上进行的定制开发,它扩充了Python的对象模型和数据类型,使Abaqus脚本接口的功能更加强大。一般情况下,Abaqus的脚本接口主要用于前处理(例如,快速建模)、后处理(例如,创建和访问输出数据库)、自定义模块(例如,自动后处理模块等)。 Python语言是公认的功能强大的面向对象的编程语言,Abaqus脚本接口在它的基础上又添加了许多数据类型和核心模块,因此功能更加强大。即便如此,Abaqus脚本接口仍然允许读者编写自己的模块或函数,以扩展其功能。 保留字 Python的保留字:Python语言的代码简洁,易于阅读,保留字相对较少;Python语言中不包含分号(;)、begin、end等标记,而是通过使用空格或制表键缩进的方式进行代码分隔。编写程序时,尽量不要选择保留字作为变量名、函数名等

ABAQUS常见错误与警告信息汇总

*************************错误与警告信息汇总************************* --------------简称《错误汇总》 %%%%%%%%%%%%%%% @@@ 布局 @@@ &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& AB系列:常见错误信息 C系列:常见警告信息 D系列:cdstudio斑竹总结的fortran二次开发的错误表 E系列:网格扭曲%%%%%%%%%%%%%%%%% @@@@@@ &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& 模型不能算或不收敛,都需要去monitor,msg文件查看原因,如何分析这些信息呢?这个需要具体问题具体分析,但是也存在一些共性。这里只是尝试做一个一般性的大概的总结。 如果你看见此贴就认为你的warning以为迎刃而解了,那恐怕令你失望了。不收敛的问题千奇万状,往往需要头疼医脚。接触、单元类型、边界条件、网格质量以及它们的组合能产生许多千奇百怪的警告信息。企图凭一个警告信息就知道问题所在,那就只有神仙有这个本事了。一个warning出现十次能有一回参考这个汇总而得到解决了,我们就颇为欣慰了。 我已霸占2楼3楼4楼,以便分类并续加整理。 斑竹可随意编辑或者添加你们觉得合适的条目和链接,其他版友有warning方面的疑问请回复到这个帖子,大家集思广益,斑竹们也可以集中讨论并定期汇总到1-4楼。 类似于: Fixed time is too large Too many attamps have been made THE SOLUTION APPEARS TO BE DIVERGING. CONVERGENCE ISJUDGED UNLIKELY. Time increment required is less than the minimum specified 这样的信息几乎是无用信息(除了告诉你的模型分析失败以外,没有告诉你任何有用的东西)。宜再查找别的信息来考察。根据经验,改小增量步也不一定能收敛,虽然也有人报告过改好的先例,我是从来没有遇到过,也从来没有那个奢望。所以我一般从模型的设置入手。原则上本贴只欢迎以下回帖: 1)你出现了已经解决的错误信息or解决不了的错误信息,可以回帖附上信息,并对模型和症状加以描述(斑竹会酌情加分); 2)你发现某个帖子有已经解决的错误信息or解决不了的错误信息, 可以提供链接(斑竹会加分); 3)你发现某一条错误信息可能还存在别的情况or别的应对方案, 可以回帖说明(斑竹会加分) 必须说明的是:Error和warning的性质是完全不同的。Error意味着运算失败,but出现warning可能还能算,而且有些运算必定会出现warning(比如接触分析必定出“负特征值”,下有详述)。很多警告只是通知性质的,或者只是说明一下而已,不一定都是模型有问题。比如以下warning完全可以忽略: xxxxx will (not)printed,这种只是通知你一声,某些玩意儿不输出了。还有: The parameter frequency cannot be used with the parameter field. It will be ignored(都说某某被ignored了).

abaqus常见问题精简

Numerical Singularity 说明出现刚体位移 过约束(Overconstraint) 接触对的主面上不能有尖角,桩的两个侧面要分别定义接触对,底部可能可以用tie. slave surface的网格要比master surface细。 过约束可能是因为被挖的土上既定义了接触,又要被杀死,这二者相矛盾。可以试试为每段被挖的土单独定义一个接触,挖土时先deactivate这个接触,再杀死单元。 Zero pivot 往往意味着OVERCONSTRAINT。此警告信息如果只是出现在dat文件中,没有出现在msg文件中,就没问题,说明ABAQUS自动解决了过约束问题。如果overconstraint警告信息也出现在msg文件中,说明ABAQUS无法自动解决此问题,这时分析往往不会收敛,在后处理时可以用display group显示出现过约束的node set WarnNodeSolvProbZeroPiv_2_1_1_1_1. 这时需要你自己修改模型,避免过约束 负特征值 如果只有负特征值警告,没有numberical singularity, 计算能收敛,就没问题, 是非线性问题迭代过程中的正常现象. 塑性问题不收敛的常见现象 塑性问题不收敛时,msg文件中的常见现象是 1)出现很多equilibrium iteration,且TIME INCREMENT 不断减小; 2)始终出现***warning: the strain increment has exceeded fifty times the strain to cause first yield at 1 points ***warning: the strain increment is so large that the program will not attempt the plasticity calculation at 1 points 3)在msg文件的结尾显示 ***note: the solution appears to be diverging. convergence is judged unlikely. ***error: too many attempts made for this increment 接触问题和塑性材料不要用二阶单元 不要在塑性材料上施加点载荷 下列警告都是非线性问题迭代过程中的正常现象,是ABAQUS正在尝试找到正确的解: ***warning: the system matrix has 8 negative eigenvalues. ***warning: the strain increment has exceeded fifty times the strain to cause first yield at 34 points ***warning: excessive distortion at a total of 2 integration points in solid (continuum) elements ***note: elements are distorting excessively. convergence is judged unlikely (以当前的increment不能收敛,自动减小increment,重新迭代). 在后处理时可以看到大变形而严重扭曲的单元,应在这些地方进行网格细化。 在msg文件中看到反复出现 severe discontinuity iteration 8 ends contact change summary: 0 closures 5 openings. severe discontinuity iteration 9 ends contact change summary: 5 closures 0 openings.

abaqus_用户程序-学习心得

ABAQUS用户子程序 当用到某个用户子程序时,用户所关心的主要有两方面:一是ABAQUS提供的用户子程序的接口参数。有些参数是ABAQUS传到用户子程序中的,例如SUBROUTINE DLOAD中的KSTEP,KINC,COORDS;有些是需要用户自己定义的,例如F。二是ABAQUS何时调用该用户子程序,对于不同的用户子程序ABAQUS调用的时间是不同的。有些是在每个STEP的开始,有的是STEP结尾,有的是在每个INCREMENT的开始等等。当ABAQUS调用用户子程序是,都会把当前的STEP和INCREMENT利用用户子程序的两个实参KSTEP和KINC传给用户子程序,用户可编个小程序把它们输出到外部文件中,这样对ABAQUS何时调用该用户子程序就会有更深的了解。 (子程序中很重要的就是要知道由abaqus提供的那些参量的意义,如下) 首先介绍几个子程序: 一.SUBROUTINE DLOAD(F,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,COORDS, JLTYP,SNAME) 参数: 1.F为用户定义的是每个积分点所作用的荷载的大小; 2.KSTEP,KINC为ABAQUS传到用户子程序当前的STEP和INCREMENT值; 3.TIME(1),TIME(2)为当前STEP TIME和INCREMENT TIME的值; 4.NOEL,NPT为积分点所在单元的编号和积分点的编号; 5.COORDS为当前积分点的坐标; 6.除F外,所有参数的值都是ABAQUS传到用户子程序中的。 功能: 1.荷载可以被定义为积分点坐标、时间、单元编号和单元节点编号的函数。 2.用户可以从其他程序的结果文件中进行相关操作来定义积分点F的大小。 例1:这个例子在每个积分点施加的荷载不仅是坐标的函数,而且是随STEP变化而变化的。 SUBROUTINE DLOAD(P,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,COORDS, 1 JLTYP,SNAME) INCLUDE 'ABA_PARAM.INC' C DIMENSION TIME(2),COORDS(3) CHARACTER*80 SNAME PARAMETER (PLOAD=100.E4) IF (KSTEP.EQ.1) THEN !当STEP=1时的荷载大小 P=PLOAD ELSE IF (KSTEP.EQ.2) THEN !当STEP=2时的荷载大小 P=COORDS(1)*PLOAD !施加在积分点的荷载P是坐标的函数 ELSE IF (KSTEP.EQ.3) THEN !当STEP=3时的荷载大小 P=COORDS(1)**2*PLOAD ELSE IF (KSTEP.EQ.4) THEN !当STEP=4时的荷载大小 P=COORDS(1)**3*PLOAD ELSE IF (KSTEP.EQ.5) THEN !当STEP=5时的荷载大小 P=COORDS(1)**4*PLOAD END IF RETURN END UMAT 子程序具有强大的功能,使用UMAT 子程序: (1) 可以定义材料的本构关系,使用ABAQUS 材料库中没有包含的材料进行计算,扩充程序功能。 (2) 几乎可以用于力学行为分析的任何分析过程,几乎可以把用户材料属性赋予ABAQUS 中的任何单元; (3) 必须在UMAT 中提供材料本构模型的雅可比(Jacobian)矩阵,即应力增量对应变增量的变化率。 (4) 可以和用户子程序“USDFLD”联合使用,通过“USDFLD”重新定义单元每一物质点上传递到UMAT 中场变量的数值。 由于主程序与UMAT 之间存在数据传递,甚至共用一些变量,因此必须遵守有关UMAT 的书写格式,UMAT 中常用的变量在文件开头予以定义,通常格式为: SUBROUTINE UMA T(STRESS,STATEV,DDSDDE,SSE,SPD,SCD, 1 RPL,DDSDDT,DRPLDE,DRPLDT,

ABAQUS常见错误汇总

模型不能算或不收敛,都需要去monitor,msg文件查看原因,如何分析这些信息呢?这个需要具体问题具体分析,但是也存在一些共性。这里只是尝试做一个一般性的大概的总结。如果你看见此贴就认为你的warning以为迎刃而解了,那恐怕令你失望了。不收敛的问题千奇万状,往往需要头疼医脚。接触、单元类型、边界条件、网格质量以及它们的组合能产生许多千奇百怪的警告信息。企图凭一个警告信息就知道问题所在,那就只有神仙有这个本事了。一个warning出现十次能有一回参考这个汇总而得到解决了,我们就颇为欣慰了。 类似于: Fixed time is too large Too many attamps have been made THE SOLUTION APPEARS TO BE DIVERGING. CONVERGENCE ISJUDGED UNLIKELY. Time increment required is less than the minimum specified 这样的信息几乎是无用信息(除了告诉你的模型分析失败以外,没有告诉你任何有用的东西)。宜再查找别的信息来考察。根据经验,改小增量步也不一定能收敛,虽然也有人报告过改好的先例,我是从来没有遇到过,也从来没有那个奢望。所以我一般从模型的设置入手。 必须说明的是:Error和warning的性质是完全不同的。Error意味着运算失败,but出现warning 可能还能算,而且有些运算必定会出现warning(比如接触分析必定出“负特征值”,下有详述)。很多警告只是通知性质的,或者只是说明一下而已,不一定都是模型有问题。比如以下warning完全可以忽略: xxxxx will (not)printed,这种只是通知你一声,某些玩意儿不输出了。还有: The parameter frequency cannot be used with the parameter field. It will be ignored(都说某某被ignored了). A系列 如果模型能算,且结果合理,那么大部分警告信息可以不管。但是以下除外: 1 numerical sigularity(数值奇异):刚体位移(欠约束) solver problem. numerical sigularity when processing node105 instance pile D.O.F. 1 ratio=1.735e13 2 Zero pivot(零主元):过约束或者欠约束。 这2个问题一般都意味着模型约束存在问题。1)、2)都会伴随着产生大量负特征值。解决方案当然第一步是检查约束了。 B系列 有一些直接导致计算aborted,那就得仔细分析了,比如: 1 xxxxx is not a valid in ABAQUS/Standard(告诉你这种计算standard不支持了,换别的) 2 missing property 在perperty步检查材料属性是不是都加上了。如果有梁单元,看看梁法向定义对了没有。 3 Detected lock file Job-1.lck. Please confirm that no other applications are attempting to write to the output database associated with this job before removing the lock file and resubmitting.

_ABAQUS学习笔记

ABAQUS学习笔记 一.AQUS-.inp编码介绍 (一).ABAQUS头信息文件段(1-4) 1.*PREPRINT 输出求解过程所要求的信息(在dat文件中) ie:*PREPRINT, ECHO=YES, HISTORY=YES, MODEL=YES 2.*HEADING 标题输出文件(出现在POST/VIEW窗口中,且出现在结果输出文件中)ie:*HEADING STRESS ANAL YSIS FOR A PLATE WITH A HOLE 3.*RESTART 要求abaqus/standard输出其POST/view模块所需要的.res文件。其中的FREQ =?控制结果在每次迭代(或载荷步)输出的次数。 ie:*RESTART, WRITE, FREQ=1 4.*FILE FORMAT 要求abaqus/standard输出到.fil中的某些信息。它也用于post。对于在后处理中得到x-y形式的诸如应力-时间、应力-应变图有用! ie: *FILE FORMAT, ZERO INCREMENT (二).ABAQUS网格生成段 定义结点、单元,常用的命令有:结点定义(*NODE,*NGEN),单元定义(*ELEMENT,*ELGEN等)。 1.*NODE 定义结点,其格式为: *NODE 结点号,x轴坐标,y轴坐标,(z轴坐标) 2.*NGEN 在已有结点的基础上进行多个结点的生成,一般是在两结点间以某种方式(直线、圆)产生一定分布规律的结点。 如:*NGEN, LINE=C, NSET=HOLE, 119, 1919, 100, 101 在两结点(结点号为119,1919)间以圆弧形式生成多个结点,100为任意相邻结点的单元号增量,101为圆弧形成时圆心位置的结点(对于直线形式生成没有此结点)。所有这些生成的结点(包括119,1919)被命名成HOLE的集合(这样做的目的是以后的命令中使用到它,比如说对这些结点施加同等条件的边界条件或载荷等,HOLE就是这些结点的代称)。*NGEN使用的前提就是必须存在已有结点。 *NGEN, NSET=OUTER 131, 1031, 100 以线形式形成结点,结点号增量100,结点集合名为OUTER。 *NGEN, NSET=OUTER 1031, 1931, 100 同上生成结点,可以同上结点集合名,这样OUTER就包括这两次生成的所有结点 3.*NFILL 在如上生成的结点集(实际上,代表两条几何意义上的边界线)之间按一定规律(BIAS=?)填充结点。这样所有生成的结点构成一定形状的实体(面)。 如:*NFILL, NSET=PLATE, BIAS=0.8 HOLE, OUTER, 12, 1 以HOLE为第一条边界,OUTER为第二条边界(终止边),以从疏到密的规律(BIAS小于1)分布,其生成结点数在两内外对应结点间为12,1为每组结点号的增量。所有这些结点被置于PLATE的集合中。 下面以上面生成的结点来生成单元: 4.*ELEMENT

abaqus常见错误

abaqus的隐式求解的就是求算出一个很大的刚度矩阵的解,这个方程能否通过一次一次的迭代到最后达到一个系统默认的收敛准则标准的范围之内,就决定了这一次计算能否收敛。因此要收敛的话,系统与上一个分析步的边界条件区别越小的话,系统就越容易找到收敛解。针对这一点,我们可以得到下面的几种方法来尽可能的使系统的方程的解尽可能的接近上一步,以达到收敛。下面的方法的指导思想是:尽可能小的模型,前后两个分析步的改变尽可能的少。 1. 接触分析真正加载之前,设置一个接触步让两个面接触上来,在这个步骤里面,接触面的过盈小一点好,比如0.001.接下去再把作用与两个接触体的力及接触方向的自由度放开。 2. 如果系统的载荷很多的话,将系统的载荷分做多步进行加载,一次性全上可能使系统无法在规定的迭代次数内收敛。所以根据需要分开,让abaqus的内核慢慢消化去。少吃多餐在这边好像也是成立的。 3. 系统有多个接触的话,也最好如载荷一样,分成几个step让他们接触上。这样的做法会让你以后在模型的修改中更有方向性。 4. 模型还是不收敛的话,你可以看一下是在哪一步或者那个inc不收敛。对于第一步直接不收敛的话,如果模型是像我上面把载荷和接触分成很多步建立的话,可以把载荷加载的顺序换一下。如果你把第二个加载的载荷换到第一步以后,计算收敛了,那影响收敛的主要问题应该就是原来第一个加载或着接触影响的。这种情况下面一般算到这个加载的时候还是不会收敛。这个时候可以考虑是否有什么其他办法能够使步骤的变化与上一步变动小一点,比如第一点里面提到,或者继续把这个载荷细分呢? 5. 对于接触分析不收敛的情况,可以自己看一下模型的接触面。有时候是overclosure,这个时候在assemble里面将模型相对位置稍微移动下或者用接触里面的那个adjust only to remove overclose,不过或一种方法会使你的网格扭曲变形。问题不大也是可以用的。有的时候是因为,模型中的两个接触面变成了一个点和一个面接触,而点或者面中有一个位置并不是很稳定。这个时候就会出现了dividing,有时候求解无法成功。这时候可以看一下是不是能够将模型该 处稍微改一下呢?或者将该处的网格细化一下。 6. 模型实在是比较大的话,可以修改solver的设定,将迭代次数改大一点。对于开始计算就不收敛的,而在迭代次数到了以后时间增量还不是很小的话,可以将initial和minimum改小一点。模型越大的话这边可以改的越小,特别是前后两个step变化比较大的情况下。但对于模型不是很大的情况下,太小的时间增量是意义不大的,问题应该从模型当中是否有错误去考虑。 7. 模型太大的话会导致求解的方程太大,不需要的不重要的接触最好从模型当中去除。这样的话对结果影响也不会很大,而且可以是计算时间大大的减少。 8. 对于收敛准则的修改还是很不推荐的,应作为下下策使用。

总结Abaqus操作技巧总结(个人)

Abaqus操作技巧总结 打开abaqus,然后点击file——set work directory,然后选择指定文件夹,开始建模,建模完成后及时保存,在进行运算以前对已经完成的工作保存,然后点击job,修改inp文件的名称进行运算。切记切 记!!!!!! 1、如何显示梁截面(如何显示三维梁模型) 显示梁截面:view->assembly display option->render beam profiles,自己调节系数。 2、建立几何模型草绘sketch的时候,发现画布尺寸太小了 1)这个在create part的时候就有approximate size,你可以定义合适的(比你的定性尺寸大一倍); 2)如果你已经在sketch了,可以在edit菜单--sketch option ——general--grid更改 3、如何更改草图精度 可以在edit菜单--sketch option ——dimensions--display——decimal更改 如果想调整草图网格的疏密,可以在edit菜单--sketch option ——general——grid spacing中可以修改。 4、想输出几何模型 part步,file,outport--part 5、想导入几何模型? part步,file,import--part 6、如何定义局部坐标系 Tool-Create Datum-CSYS--建立坐标系方式--选择直角坐标系or柱坐标系or球坐标 7、如何在局部坐标系定义载荷

laod--Edit load--CSYS-Edit(在BC中同理)选用你定义的局部坐标系 8、怎么知道模型单元数目(一共有多少个单元) 在mesh步,mesh verify可以查到单元类型,数目以及单元质量一目了然,可以在下面的命令行中查看单元数。 Query---element 也可以查询的。 9、想隐藏一些part以便更清楚的看见其他part,edge等 view-Assembly Display Options——instance,打勾 10、想打印或者保存图片 File——print——file——TIFF——OK 11、如何更改CAE界面默认颜色 view->Grahphic options->viewport Background->Solid->choose the wite colour! 然后在file->save options. 12、如何施加静水压力hydrostatic load --> Pressure, 把默认的uniform 改为hydrostatic。这个仅用于standard,显式分析不支持。 13、如何检查壳单元法向 Property module/Assign/normal 14、如何输出单元体积 set步---whole model ----volume/Tickness/Corrdinate-----EVOL 15、如何显示最大、最小应力 在Visualization>Options>contour >Limits中选中Min/Max:Show Location,同样的方法可以知道具体指定值的位置。 16、如何在Visualization中显示边界条件 View——ODB display option——entity display——show boundary conditions 17、后处理有些字符(图例啊,版本号啊,坐标系啊)不想显示, viewport-viewport annotation option ,选择打勾。同样可以修改这些字体大小、位置等等。

ABAQUS常见问题汇总

HM——ABA接口问题 简洁一些,引用小宝斑竹在接口问题中的体会:“关于hm-abaqus的接口补充说明 经常用HM-abqus的人或者刚开始使用的人,对于软件的接口一般存在以下问题: 1、INP文件导入abaqus出错。 2、在abaqus里选择加载面,设置材料属性不方便。(也可以理解为没有几何元素的模型在网格上选取东东比较困难) 除了以上的两种,暂时我还没发现其他的问题。 对于1,只要前处理没有除网格外的载荷信息,并且所有关键字名称都没有数字,那么恭喜你,它一定不会出错。(当然,有些人说abaqus/cae有很多关键字不支持,但是hm支持。我的建议是:有那功夫,或许INP文件都改完了) 对于2,首先声明,所有在hm里建立的SET,都会出现在abaqus assembly里的set里,所以在abaqus里加载的时候,都是可以调用的,你所要做的就是正确的建立node set or element set。很多人知道在abaqus part里也有个set,那个是干什么的呢?目前我就是用来操作材料施加的。很多时候模型是各种复杂材料的混合,如果在abaqus里直接赋予,选取模型区域的手段有限(单个点,点到手抽筋;by angle,很多地方选不上,选到眼花;by set,在abaqus里建立part set的难度不下于手动点),我的建议:在hm里赋予一个空材料属性给相关的区域(hm 里有几何元素,选起来简直就是小CASE),到了abaqus里,软件会自动为你的每个材料区建立一个新的part set,这时候,空的材料属性要炸要炒随你便。 剩下的问题都不是问题。” 论坛问题汇总 1、hypermesh导入abaqus有单元显示、无模型显示。 答:这个问题很常见,不仅在hypermesh_to_abaqus中有人问,在HM与其它软件接口也有人反复问。首先要肯定的是导入过程没有任何问题。 在此,引用老向版主的一段话来回答 “版上不停的有人问为什么HM不能导出几何.看的人都烦了. 为什么要导出几何呢?* H/ _/ m' j; C ? @ 不同的软件,对几何的理解是不一样的, 所以才有这么多的不同的几何格式.; E0 H- x8 ?0 m5 D k 如果要导出几何,HM还得去研究你abaqus/ansys/patran内部是如何理解几何的,这是个浩大的工程.- M) S0 M! \( \ 你应该知道,对于求解器来说,它只需要知道节点,单元,材料,载荷等信息就能够求解了. 要几何干什么呢?' X- q3 w G) A6 H8 A5 j" i, d: \ 几何模型的作用仅仅是为了得到节点,网格.. 一旦有节点,网格有了,几何模型就可以扔掉了.* i$ c3 E& ~( C6 x4 n" V# R2 I 后处理程序本身也是基于有限元模型的,而不是基于几何模型的.! D6 K6 C' ?7 r9 j8 g 你既然打算用HM做前处理,就干脆一点,把所有的东西都在HM里面做好,然后提交给 abaqus/nastran计算就行了. p4 l9 W, t! u9 X( }

Abaqus常见错误信息

错误与警告信息汇总 模型不能算或不收敛,都需要去monitor ,msg文件查看原因,如何分析这些信息呢?这个需要具体问题具体分析,但是也存在一些共性。这里只是尝试做一个一般性的大概的总结。不收敛的问题千奇万状,往往需要头疼医脚。接触、单元类型、边界条件、网格质量以及它们的组合能产生许多千奇百怪的警告信息。企图凭一个警告信息就知道问题所在,那就只有神仙有这个本事了。一个warning 出现十次能有一回参考这个汇总而得到解决了,我们就颇为欣慰了。 说明的是:Error 和warning 的性质是完全不同的。Error 意味着运算失败,but 出现warning 可能还能算,而且有些运算必定会出现warning (比如接触分析必定出“负特征值”,下有详述)。很多警告只是通知性质的,或者只是说明一下而已,不一定都是模型有问题。比如以下warning 完全可以忽略:类似于: Fixed time is too large Too many attamps have been made THE SOLUTION APPEARS TO BE DIVERGING. CONVERGENCE ISJUDGED UNLIKELY. Time increment required is less than the minimum specified 这样的信息几乎是无用信息(除了告诉你的模型分析失败以外,没有告诉你任何有用的东西)。宜再查找别的信息来考察。根据经验,改小增量步也不一定能收敛,虽然也有人报告过改好的先例,我是从来没有遇到过,也从来没有那个奢望。所以我一般从模型的设置入手。 A 系列 如果模型能算,且结果合理,那么大部分警告信息可以不管。但是以下除外: 1 numerical sigularity(数值奇异) :刚体位移(欠约束) solver problem. numericalsigularity when processing node105 instance pile D.O.F. 1 ratio=1.735e13 2 Zero pivot(零主元):过约束或者欠约束。 这2个问题一般都意味着模型约束存在问题。1)、2)都会伴随着产生大量负特征值。解决方案当然第一步是检查约束了。 B 系列 有一些直接导致计算aborted ,那就得仔细分析了,比如: 1 xxxxx is not a valid in ABAQUS/Standard(告诉你这种计算standard 不支持了,换别的) 2 missing property

Abaqus学习笔记

Abaqus学习笔记 Abaqus 使用日记Abaqus 标准版共有“部件(part)”、“材料特性(propoterty)”、“装配(assemble)”、“计算步骤(step)”、“交互(interaction)”、“加载(load)”、“单元划分(mesh)”、“计算(job)”、“后处理(visualization)”、“草图(sketch)”十大模块组成。建模方法:一个模型(model)通常由一个或几个部件(part)组成,部件又由一个或几个特征体(feature)组成,每一个部分至少有一个基本特征体(base feature),特征体可以是所创建的实体,如挤压体、切割挤压体、数据点、参考点、数据轴、数据平面、装配体的装配约束、装配体的实例等等。1.首先建立部件 (1)根据实际模型的尺寸决定部件的近似尺寸,进入绘图区。绘图区根据所输入的近似尺寸决定网格的间距,间距大小可以在edit菜单sketcher options 选项里调整。 (2)在绘图区分别建立部件中的各个特征体,建立特征体的方法主要有挤压、旋转、平扫三种。同一个模型中两个不同的部件可以有同名的特征体组成,也就是说不同部件中可以有同名的特征体,同名特征体可以相同也可以不同。部件的特征体包括用各种方法建立的基本特征体、数据点(datum point)、数据轴(datum axis)、数据平面(datum plane)等等。 (3)编辑部件可以用部件管理器进行部件复制,重命名,删除等,部件中的特征体可以是直接建立的特征体,还可以间接手段建立,如首先建立一个数据点特征体,通过数据点建立数据轴特征体,然后建立数据平面特征体,再由此基础上建立某一特征体,最先建立的数据点特征体就是父特征体,依次往下分别为子特征体,删除或隐藏父特征体其下级所有子特征体都将被删除或隐藏。特征体被删除后将不能够恢复,一个部件如果只包含一个特征体,删除特征体时部件也同时被删除。 2.建立材料特性 (1)输入材料特性参数弹性模量、泊松比等 (2)建立截面(section)特性,如均质的、各项同性、平面应力平面应变等等,截面特性管理器依赖于材料参数管理器 (3)分配截面特性给各特征体,把截面特性分配给部件的某一区域就表示该区域已经和该截面特性相关联 3.建立刚体 (1)部件包括可变形体、离散刚体和解析刚体三种类型,在创建部件时需要指定部件的类型,一旦建立后就不能更改其类型。采用旋转方式建立部件,在绘制轴对称部件的外形轮廓时不能超过其对称轴。

ABAQUS 常见问题

The ABAQUS FAQ

T HE ABAQUS FAQ 0 1.G ENERAL Q UESTIONS (2) 2.J OBS (5) 3.E LEMENTS (9) 4.ABAQUS-M ESH (13) 5.ABAQUS-M ATERIALS (15) 6.ABAQUS-B OUNDARY C ONDITIONS (19) 7.L OADING (23) 8.ABAQUS-P ROCEDURES (33) 9.ABAQUS-A NALYSIS (34) 10.O UTPUT (40) 11.ABAQUS/P OST -G ENERAL (45) 12.ABAQUS/P OST -C ONTOURS (50) 13.ABAQUS/P OST -M ESH P LOTS (53) 14.ABAQUS/P OST -XY P LOTS (56) 15.ABAQUS/P OST -V ECTOR P LOTS (59) 16.ABAQUS/P OST -P ATH P LOTS (59) 17.ABAQUS/P OST -V IEWS (60) 18.ABAQUS/P OST -H ARDCOPY (61) 19.ABAQUS/P LOT (63) 20.P RE PROCESSING USING PATRAN (64) 21.P OST PROCESSING USING PATRAN (65) 22.P RE PROCESSING USING FEMGV (66) 23.P OST PROCESSING USING FEMGV (67) 24.ABAQUS-E RRORS (69)

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