背景介绍：切削过程是一个很复杂的工艺过程，它不但涉及到弹性力学、塑性力学、断裂力学，还有热力学、摩擦学等。同时切削质量受到刀具形状、切屑流动、温度分布、热流和刀具磨损等影响，切削表面的残余应力和残余应变严重影响了工件的精度和疲劳寿命。利用传统的解析方法，很难对切削机理进行定量的分析和研究。计算机技术的飞速发展使得利用有限元仿真方法来研究切削加工过程以及各种参数之间的关系成为可能。近年来，有限元方法在切削工艺中的应用表明，切削工艺和切屑形成的有限元模拟对了解切削机理，提高切削质量是很有帮助的。这种有限元仿真方法适合于分析弹塑性大变形问题，包括分析与温度相关的材料性能参数和很大的应变速率问题。ABAQUS作为有限元的通用软件，在处理这种高度非线性问题上体现了它独到的优势，目前国际上对切削问题的研究大都采用此软件，因此，下面针对ABAQUS的切削做一个入门的例子，希望初学者能够尽快入门，当然要把切削做好，不单单是一个例子能够解决问题的，随着深入的研究，你会发现有很多因素影响切削的仿真的顺利进行，这个需要自己去不断探索，在此本人权当抛砖引玉，希望各位切削的大神们能够积极探讨起来，让我们在切削仿真的探索上更加精确，更加完善。
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切削参数：切削速度300m/min，切削厚度0.1mm，切削宽度1mm
尺寸参数：本例作为入门例子，为了简化问题，假定刀具为解析刚体，因为在切削过程中，一般我们更注重工件最终的切削质量，如应力场，温度场等，尤其是残余应力场，而如果是要进行刀具磨损或者涂层刀具失效的分析的话，那就要考虑建立刀具为变形体来进行分析了。
工件就假定为一个长方形，刀具设置前角10°，后角6°，具体尺寸见INP文件。下面将切削过程按照ABAQUS的模块分别进行叙述，并对注意的问题作出相应的解释。
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建模：建模过程其实没有什么好注意的，对于复杂的模型，我一般用其他三维软件导入进来，注意导入的时候尽量将格式转化为IGES格式，同时要把一些不必要的东西去掉，比如一些尖角，圆角之类的，如果不是分析那个部位的应力集中的话就没必要导入它，如果导入，还要进行一些细化，大大降低了计算的效率。我一般做的是二维切削，模型相对比较简单，所以一般都是直接在 ABAQUS 中进行建模。由于此处为刚体，要在part里面建立刚体参考点，而且注意不要在装配模块建立参考点，因为有时候ABAQUS找不到装配模块相应的参考点。
第二步定义材料参数，在这个阶段要注意的问题是要把参数定义全，尤其是你要考虑什么，要计算什么，比如你要考虑热应力，那你就要定义热膨胀系数，你要考虑刀具的温度场，你就要定义刀具的密度，热导率，比热容等，这部分最终要的是关于工件塑性的问题，现在切削大部分用的都是J-C模型，一方面它全面考虑了热硬化，热软件等多种效应，另一方面可以通过霍金普森实验比较容易确定，因此广泛应用于现代切削加工的塑性模型中。下面针对这个模型做简单介绍。J-C模型的式子我就不再输入了，相信每一个做切削的人应该都知道的，分为三个部分的乘积，分别代表了热硬化，热软化和温升效应，运用这个模型的时候，参数根据实验输入即可，在定义的时候，有个参考应变率，这个一定记住是做实验时候的参考应变率，所以有时候不同的参考应变率，拟合的参数A,B等可能是不同的，因此，在选择模型的时候一定要注意参考应变率和实验的参考应变率相对应，这样你所得的参数才是准确的。在定义材料参数时，要注意别忘了定义非弹性热系数，这个参数将决定你的塑性产热，如果你发现自己的切削温度场不对，很大程度上是因为没有定义这个参数。另外还有一个非常重要的问题，单位一定要统一，不然你的计算肯定会出错，记住mm-t-MPa，其他自己推一下就行。
第三部装配模块，这个没啥说的，就是把你自己工件的刀具的相对位置确定一下就行了。先通过Instance part建立工件和刀具的装配模型，然后通过translate instance调整工件和刀具的位置，尽量保证工件和刀具充分接近，但是不要产生干涉，工件和刀具如果如果太远，刀具空走的路程会长，容易产生一些振动什么的，如果太近，产生干涉，影响刀具和工件的正确接触关系，因此要把握好工件和刀具的距离，其他的基本上都很简单。
第四部定义分析步，目前大体在ABAQUS中做切削分析可以采用两种分析步，一种是基于热力耦合的分析步，这种分析步充分考虑了切削过程的热力相互耦合及相应机制，另一种是动态绝热分析，认为切削仿真是在短时间内完成的，在这么短的时间内，热量还未来得及发生传导，这种分析步一般进行锯齿切屑形状的分析，容易产生锯齿的剪切带。如果是采用ALE,要定义相应的ALE设置。下面对ALE做相应简介，其实这涉及到ABAQUS中相应的算法，在ABAQUS中一种是拉格朗日算法，一种是欧拉算法，拉格朗日算法的节点是基于实体单元的，也就是实体单元的节点的位置，一般用于固体分析，而由于算法本身的特点，在遇到大变形时候很容易产生畸变，欧拉算法是基于空间的，一般用于流体，其相应的节点也是基于空间的，网格划分后其在空间的位置是不变的，但是其边界条件难以定义和琢磨，而ALE 结合了拉格朗日算法和欧拉算法的优点，一方面通过拉格朗日方法定义边界，另一方面利用欧拉方法解决网格畸变问题，因此目前在切削领域由于很好的解决了问题而得到广泛的应用。关于ALE的具体设置可以参看ABAQUS经典例题3中的稳态切削的例子，由于时间和空间有限，有些东西我是说不完的，希望大家能自己去探索。如果想输出切削力随时间的时域图，在这里要选择参考点，然后设置set，然后在historyoutput里面输出参考点即可。如果想加快计算时间，可以采用质量放大，但是放大的尺度一定要把握好，不然会造成结果失真的，具体可以参照帮助文档关于质量放大的介绍。
第五部分定义接触，首先定义接触属性，这个要考虑自己具体的计算过程了，比如考虑不考虑摩擦等，一般对切削而言，需要设置相应的摩擦，采用硬接触的形式，而且一定要定义两个系数，一个是生热系数，一个是热量分配系数，生热系数主要是计算摩擦做的功有多大的比例产生热，前面我们已经在材料里面定义了塑性产热的转化系数，热分配系数主要是摩擦最终产生的热量有多少流入工件，有多少流入刀具。接下来就是定义接触了，选择刀具接触表面以及工件接触表面，可以建立相应的接触关系，本例因为模型简单，所以只需定义一个接触对即可。然后就是对刀具施加刚体约束就可以了。如果是变形体的话，不用给刀具施加刚体约束的。
第六部分定义载荷和边界条件，对于切削来讲，一般都是通过固定工件下部分和左边，然后让刀具以一定速度切削，具体定义过程比较简单，而且一般会在预定义场定义初始工件和刀具的温度场。需要注意的是在定义刀具速度的时候，可以采用幅值的方式，这样可以使得整个速度逐渐加载到所要定义的速度，从而不至于产生特别大的位移，从而对结果产生影响。
第七部分是划分网格，这也是对仿真结果非常重要的一步，因为切削是一种非线性非常强的本构关系，如果网格过于粗糙，往往造成结果的不收敛，尤其是在切屑部分，其密度直接决定最终切削结果的成败，因此对切削的重点部位进行网格的细化是非常重要的环节。我一般对矩形的网格采用四边形网格，可以划分比较规整的网格。在工件的厚度方向采用密度撒种的方法，保持一定的梯度分布，有利于更好的解决时间和效率的问题。在划分完网格之后，一定要记住检查一下网格质量，因为不好的网格会对切削的结果造成很大的影响。
最后一步就是最简单的提交JOB了，这个相信大家都会的，放上应力场，温度场以及塑性应力场作为结果参考，同时附上INP文件。
整个计算过程包括2个分析步，第1步做屈曲分析，笫2步做极限强度分析。 第1步：屈曲分析 载荷步定义如下： Step 1-Initial Step 2- Buckle
? Re Mbs M^nce C^wvoini live 2oc*$ *l^*?4 tjdp V ：i.Jsa&# 录 +r A AJIu fffiC? fe3 Ha ? 复合材料不只是几种材料的混合物。它具有普通材料所没有的一些特性。它在潮湿和高温环境，冲击，电化学腐蚀，雷电和电磁屏蔽环境中具有与普通材料不同的特性。 复合材料的结构形式包括层压板，三明治结构，微模型，编织预成型件等。 复合材料的结构和材料具有同一性，并且可以在结构形成时同时确定材料分布。它的性能与制造过程密切相关，但是制造过程很复杂。由于复合结构不同层的材料特性不同，复合结构在复杂载荷作用下的破坏模式和破坏准则是多种多样的。 在ABAQUS中，复合材料的分析方法如下 1，造型 它的结构形式决定了它的建模方法，并且可以使用基于连续体的壳单元和常规壳单元。复合材料被广泛使用，但是复合材料的建模是一个困难。铺设复杂的结构光需要一个月 2，材料 使用薄片类型（层材料）建立材料参数。材料参数可以工程参数的形式给出，或者材料强度数据可以通过子选项给出。这种材料仅使用平面应力问题。 ABAQUS可以通过两种方式定义层压板：复合截面定义和复合层压板定义 复合截面定义对每个区域使用相同的图层属性。这样，我们只需要建立壳体组合即可将截面属性分配给二维（在网格中定义的常规壳体元素）或三维（三维的大小应与壳体中给定的厚度一致）。基于网格中定义的连续体的壳单元） ABAQUS复合材料分析方法介绍 复合叠加定义是由复合布局管理器定义的，它主要用于在模型的不同区域中构造不同的层。因此，应在定义之前对区域进行划分，并且应将不同的层分配给不同的区域。可以根据常规外壳的元素和属性进行定义。 传统的壳单元定义了每个层的厚度，并将其分配给二维模型。应该给基于连续体的壳单元或实体单元提供3D模型（厚度是相对于单元长度的系数，因此厚度方向可以分为一层单元）。 1.应用背景概述 随着科学技术的发展，汽车已经成为人们生活中必不可少的交通工具。但当今由于交通事故造成的损失日益剧增，研究汽车的碰撞安全性能，提高其耐撞性成为各国汽车行业研究的重要课题。目前国内外许多著名大学、研究机构以及汽车生产厂商都在大力研究节省成本的汽车安全检测方法，而汽车碰撞理论以及模拟技术随之迅速发展，其中运用有限元方法来研究车辆碰撞模拟得到了相当的重视。而本案例就是取材于汽车碰撞模拟分析中的一个小案例―――保险杠撞击刚性墙。 2.问题描述 该案例选取的几何模型是通过导入已有的*.IGS文件来生成的（已经通过Solidworks软件建好模型的），共包括刚性墙（PART-wall）、保险杠（PART-bumper）、平板（PART-plane）以及横梁（PART-rail）四个部件，该分析案例的关注要点就是主要吸能部件（保险杠）的变形模拟，即发生车体碰撞时其是否能够对车体有足够的保护能力？这里根据具体车体模型建立了保险杠撞击刚性墙的有限元分析模型，为了节省计算资源和时间成本这里也对保险杠的对称模型进行了简化，详细的撞击模型请参照图1所示，撞击时保险杠分析模型以2000mm/s的速度撞击刚性墙，其中分析模型中的保险杠与平板之间、平板与横梁之间不定义接触，采用焊接进行连接，对于保险杠和刚性墙之间的接触采用接触对算法来定义。 1.横梁（rail） 2.平板（plane） 3.保险杠（bumper） 4.刚性墙（wall） 图2.1 碰撞模型的SolidWorks图 为了使模拟结果尽可能真实，通过查阅相关资料，定义了在碰撞过程中相关的数据以及各部件的材料属性。其中，刚性墙的材料密度为7.83×10-9，弹性模量为2.07×105，泊松比为0.28；保险杠、平板以及横梁的材料密度为7.83×10-9，弹性模量为2.07×105，泊松比为0.28，塑形应力-应变数据如表2.1所示。 表2.1 应力-应变数据表 应力210 300 314 325 390 438 505 527 应变0.0000 0.0309 0.0409 0.0500 0.1510 0.3010 0.7010 0.9010 注：本例中的单位制为：ton，mm，s。 3.案例详细求解过程 本案例使用软件为版本为abaqus6.12，各详细截图及分析以该版本为准。3.1 创建部件 （1）启动ABAQUS/CAE，创建一个新的模型数据库，重命名为The crash simulation，保存模型为The crash simulation.cae。 （2）通过导入已有的*.IGS文件来创建各个部件，在主菜单中执行【File】→【Import】→【Part】命令，选择刚刚创建保存的的bumper_asm.igs文件，弹出【Create Part From IGS File】对话框如图3.1所示，根据图3.1所示设定【Repair Options】的相关选项，其它参数默认，单击【Ok】按钮，可以看到在模型树中显示了导入的部件bumper_asm。 图3.1 Create Part From IGS File对话框 ABAQUS时程分析法计算地震反应得简单实例ABAQUS时程分析法计算地震反应得简单实例（在原反应谱模型上 修改） 问题描述： 悬臂柱高12m，工字型截面（图1），密度7800kg/m3，EX=2、1e11Pa，泊松比0、3，所有振型得阻尼比为2%，在3m高处有一集中质量160kg，在6m、9m、12m处分别有120kg 得集中质量。反应谱按7度多遇地震，取地震影响系数为0、08，第一组，III类场地，卓越周期Tg=0、45s。 图1 计算对象 第一部分：反应谱法 几点说明： λ本例建模过程使用CAE； λ添加反应谱必须在inp中加关键词实现，CAE不支持反应谱； λ *Spectrum不可以在keyword editor中添加，keyword editor不支持此关键词读入。 λ ABAQUS得反应谱法计算过程以及后处理要比ANSYS方便得多。 操作过程为： （1）打开ABAQUS/CAE，点击create model database。 （2）进入Part模块，点击create part，命名为column，3D、deformation、wire。continue （3）Create lines，在 分别输入0，0回车；0，3回车；0，6回车；0，9回车；0，12回车。 （4）进入property模块，create material，name：steel，general-->>density，mass density：7800 mechanical-->>elasticity-->>elastic，young‘s modulus：2、1e11，poisson’s ratio：0、3、 Abaqus常见的错误和解决方法 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. 删除.lck文件就可以了，它是一个自动生成的文件。你也可以另存为（另取名），再运算。 4 The rigid part xx is missing a refernce point 刚体（or刚体约束）都必须通过stools--reference point给它定义一个参考点（RP），载荷都加在这个RP上。 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？ (完整)ABAQUS金属切削实例步骤 编辑整理： 尊敬的读者朋友们： 这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)ABAQUS金属切削实例步骤）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。 本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)ABAQUS金属切削实例步骤的全部内容。 背景介绍:切削过程是一个很复杂的工艺过程,它不但涉及到弹性力学、塑性力学、断裂力学，还有热力学、摩擦学等。同时切削质量受到刀具形状、切屑流动、温度分布、热流和刀具磨损等影响，切削表面的残余应力和残余应变严重影响了工件的精度和疲劳寿命。利用传统的解析方法，很难对切削机理进行定量的分析和研究。计算机技术的飞速发展使得利用有限元仿真方法来研究切削加工过程以及各种参数之间的关系成为可能。近年来，有限元方法在切削工艺中的应用表明，切削工艺和切屑形成的有限元模拟对了解切削机理,提高切削质量是很有帮助的。这种有限元仿真方法适合于分析弹塑性大变形问题，包括分析与温度相关的材料性能参数和很大的应变速率问题.ABAQUS作为有限元的通用软件，在处理这种高度非线性问题上体现了它独到的优势，目前国际上对切削问题的研究大都采用此软件，因此，下面针对ABAQUS的切削做一个入门的例子，希望初学者能够尽快入门，当然要把切削做好，不单单是一个例子能够解决问题的，随着深入的研究,你会发现有很多因素影响切削的仿真的顺利进行，这个需要自己去不断探索，在此本人权当抛砖引玉，希望各位切削的大神们能够积极探讨起来，让我们在切削仿真的探索上更加精确，更加完善. ~~～～~~~～～~～~～～~～~~~~～～~～～～~～～～～～~～~~~～~～～～～~～ ~~～~~～~～~~～~~~~~～～~~~～~～~~～~~～~～～～～～~~～～～～~～~~~～～ ~~～～~～~~~ 切削参数:切削速度300m/min，切削厚度0.1mm，切削宽度1mm 尺寸参数：本例作为入门例子,为了简化问题，假定刀具为解析刚体,因为在切削过程中，一般我们更注重工件最终的切削质量，如应力场，温度场等,尤其是残余应力场,而如果是要进行刀具磨损或者涂层刀具失效的分析的话，那就要考虑建立刀具为变形体来进行分析了。 工件就假定为一个长方形，刀具设置前角10°,后角6°，具体尺寸见INP文件。 下面将切削过程按照ABAQUS的模块分别进行叙述,并对注意的问题作出相应的解释. 橡膠材料在ABAQUS中使用 之設定 Alvin Chen Outline Elastic Behavior Compressibility (Hyperelasticity) Strain energy potentials (Hyperelasticity) Example Linear elasticity →Small elastic strains (normally less then 5%) →Isotropic, orthotropic, or fully anisotropic →Can have property depend on temperature and/or other field variables Hypoealsticity →Small elastic strains-the stresses should not be large compared to the elastic modulus of the material →Load path is monotonic →If temperature is to be included “UHYPEL” Hyperfoam →Isotropic and nonlinear, energy dissipation and stress softening effects →Cellular solids whose porosity permits very large volumetric changes →Deform elastically to large strains, up to 90% strain in compression →Requires geometric nonlinearity be accounted in analysis step 《现代机械设计方法》课程结业论文 （ 2011 级） 题目：ABAQUS实例分析 学生姓名 XXXX 学号 XXXXX 专业机械工程 学院名称机电工程与自动化学院 指导老师 XX 2013年 5 月8 日 目录 第一章Abaqus简介 (1) 一、Abaqus总体介绍 (1) 二、Abaqus基本使用方法 (2) 1.2.1 Abaqus分析步骤 (2) 1.2.2 Abaqus/CAE界面 (3) 1.2.3 Abaqus/CAE的功能模块 (3) 第二章基于Abaqus的通孔端盖分析实例 (4) 一、工作任务的明确 (6) 二、具体步骤 (6) 2.2.1 启动Abaqus/CAE (4) 2.2.2 导入零件 (5) 2.2.3 创建材料和截面属性 (6) 2.2.4 定义装配件 (7) 2.2.5 定义接触和绑定约束（tie） (10) 2.2.6 定义分析步 (14) 2.2.7 划分网格 (15) 2.2.8 施加载荷 (19) 2.2.9 定义边界条件 (20) 2.2.10 提交分析作业 (21) 2.2.11 后处理 (22) 第三章课程学习心得与作业体会 (23) 第一章： Abaqus简介 一、Abaqus总体介绍 Abaqus是功能强大的有限元分析软件，可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，模拟非常庞大的模型，处理高度非线性问题。Abaqus不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以完成系统级的分析和研究。 Abaqus使用起来十分简便，可以很容易的为复杂问题建立模型。Abaqus具备十分丰富的单元库，可以模拟任意几何形状，其丰富的材料模型库可以模拟大多数典型工程材料的性能，包括金属、橡胶、聚合物、复合材料、钢筋混泥土、可压缩的弹性泡沫以及地质材料（例如土壤、岩石）等。 Abaqus主要具有以下分析功能： 1.静态应力/位移分析 2.动态分析 3.非线性动态应力/位移分析 4.粘弹性/粘塑性响应分析 5.热传导分析 6.退火成形过程分析 7.质量扩散分析 8.准静态分析 9.耦合分析 10.海洋工程结构分析 11.瞬态温度/位移耦合分析 12.疲劳分析 13.水下冲击分析 14.设计灵敏度分析 二、Abaqus基本使用方法 1.2.1 Abaqus分析步骤 有限元分析包括以下三个步骤： 1.前处理（Abaqus/CAE）:在前期处理阶段需要定义物理问题的模型，并生 成一个Abaqus输入文件。提交给Abaqus/Standard或 Abaqus/Explicit。 2.分析计算（Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit）:在分析计算阶段， 使用Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit求解输入文件中所定义的 Department of Engineering University of Cambridge > Engineering Department > computing help ABAQUS Materials Input 1. 5. ABAQUS - Materials 2. Q5.1 : How do I find what material properties are needed for a particular analysis ? Read the relevant section in Chapter 6 : Analysis Procedures (User's manual Vol. I). This gives an overview about the analysis and has more information about the material properties. Read also the following sections in Chapter 17 : Materials Introduction of the ABAQUS User's manual. ?Section 17.1.1 - Material Library : Overview ?Section 17.1.2 - Material Data Definition ?Section 17.1.3 - Combining Material Properties Section 17.1.3 lists the material model combination tables. Several models are available to define the mechanical behaviour (elastic, plastic). Some material options require the presence of other material options. Some exclude the use of the other material options. For example *DEFORMATION PLASTICITY completely defines the material's mechanical behaviour and should not be used with *ELASTIC. Once you have all the relevant keywords to define the material properties consult the keyword Manual for each of the keywords. This will explain what data is required for each of the keyword. 3. Q5.2 : What material properties need to be specified in a thermal-electrical analysis ? 第二章 ABAQUS 基本使用方法 [2](pp15)快捷键：Ctrl+Alt+左键来缩放模型；Ctrl+Alt+中键来平移模型；Ctrl+Alt+右键来旋转模型。 ②(pp16)ABAQUS/CAE 不会自动保存模型数据，用户应当每隔一段时间自己保存模型以避免意外丢失。 [3](pp17)平面应力问题的截面属性类型是Solid（实心体）而不是Shell（壳）。 ABAQUS/CAE 推荐的建模方法是把整个数值模型（如材料、边界条件、载荷等）都直接定义在几何模型上。载荷类型Pressure 的含义是单位面积上的力，正值表示压力，负值表示拉力。 [4](pp22)对于应力集中问题，使用二次单元可以提高应力结果的精度。 [5](pp23)Dismiss 和Cancel 按钮的作用都是关闭当前对话框，其区别在于：前者出现在包含只读数 据的对话框中；后者出现在允许作出修改的对话框中，点击Cancel 按钮可关闭对话框，而不保存 所修改的内容。 [6](pp26)每个模型中只能有一个装配件，它是由一个或多个实体组成的，所谓的“实体”（instance） 是部件（part）在装配件中的一种映射，一个部件可以对应多个实体。材料和截面属性定义在部件上，相互作用（interaction）、边界条件、载荷等定义在实体上，网格可以定义在部件上或实体上，对求解过程和输出结果的控制参数定义在整个模型上。 [7](pp26) ABAQUS/CAE 中的部件有两种：几何部件（native part）和网格部件（orphan mesh part）。 创建几何部件有两种方法：（1）使用Part 功能模块中的拉伸、旋转、扫掠、倒角和放样等特征来直 接创建几何部件。（2）导入已有的CAD 模型文件，方法是：点击主菜单File→Import→Part。网格部件不包含特征，只包含节点、单元、面、集合的信息。创建网格部件有三种方法：（1）导入ODB 文件中的网格。（2）导入INP 文件中的网格。（3）把几何部件转化为网格部件，方法是：进入Mesh 功能模块，点击主菜单Mesh→Create Mesh Part。 [8](pp31)初始分析步只有一个，名称是initial，它不能被编辑、重命名、替换、复制或删除。在初始分析步之后，需要创建一个或多个后续分析步，主要有两大类：（1）通用分析步（general analysis step）可以用于线性或非线性分析。常用的通用分析步包含以下类型： —Static, General: ABAQUS/Standard 静力分析 —Dynamics, Implicit: ABAQUS/Standard 隐式动力分析 —Dynamics, Explicit: ABAQUS/ Explicit 显式动态分析 （2）线性摄动分析步（linear perturbation step）只能用来分析线性问题。在ABAQUS/Explicit 中 不能使用线性摄动分析步。在ABAQUS/Standard 中以下分析类型总是采用线性摄动分析步。 —Buckle: 线性特征值屈曲。 —Frequency: 频率提取分析。 —Modal dynamics: 瞬时模态动态分析。 —Random response: 随机响应分析。 —Response spectrum: 反应谱分析。 —Steady-state dynamics: 稳态动态分析。 [9]（pp33）在静态分析中，如果模型中不含阻尼或与速率相关的材料性质，“时间”就没有实际的物 理意义。为方便起见，一般都把分析步时间设为默认的 1。每创建一个分析步，ABAQUS/CAE 就会自动生成一个该分析步的输出要求。 [10] （pp34）自适应网格主要用于ABAQUS/Explicit 以及ABAQUS/Standard 中的表面磨损过程 模拟。在一般的ABAQUS/Standard 分析中，尽管也可设定自适应网格，但不会起到明显的作用。 Step 功能模块中，主菜单Other→Adaptive Mesh Domain 和Other→Adaptive Mesh Controls 分别 设置划分区域和参数。 [11]（pp37）使用主菜单Field 可以定义场变量（包括初始速度场和温度场变量）。有些场变量与分析步有关，也有些仅仅作用于分析的开始阶段。使用主菜单Load Case 可以定义载荷状况。载荷状况由一系列的载荷和边界条件组成，用于静力摄动分析和稳态动力分析。 一．创建部件 1.打开abaqus; 开始/程序/Abaqus6.10-1/Abaque CAE 2.Model/Rename/Model-1,并输入名字link4 3.单击Create part弹出Create part对话框， Name输入link-4; Modeling Space 选择2D Planar Type 选择Deformable Base Feature 选择Wire Approximate size 输入800；然后单击continue 4.单击(Create Lines:connected)通过点(0,0)、(400,0)、(400,300)、(0,300)单击(Create Lines:connected)连接(400,300)和(0,0)两点，单击提示区中的Done按钮(或者单击鼠标滚轮，也叫中键)，形成四杆桁架结构 5.单击工具栏中的(Save Model Database),保存模型为link4.cae 二.定义材料属性 6.双击模型树中的Materials(或者将Module切换到Property,单击Create Material -ε) 弹出Edit Material对话框后。 执行对话框中Mechanical/Elasticity/Elastic命令， 在对话框底部出现的Data栏中输入Young’s Module为29.5e4， 单击OK.完成材料设定。 7.单击“Create Section ”,弹出Create Section对话框， Category中选择Beam; Type中选择Truss; 单击continue按钮 弹出Edit Section对话框， 材料选择默认的Material-1,输入截面积(Cross-sectional area)为100，单击ok按钮。 铰链 一、创建部件 1、进入部件模块。。点击创建部件。 命名为Hinge-part，其他的选项选择如右下图所示。点击 “继续”，进入绘图区。 2、点击，在绘图区绘一个矩形。再点击，将尺寸改为 0.04*0.04。单击鼠标中键。 3、在弹出的对话框中输入0.04作为拉伸深度。点击”确定”。 4、点击创建拉伸实体，点击六面体的一个面，以及右侧的边。进入到绘图区域。 5、如下图那样利用创建三条线段。利用将两条横线都改为0.02mm长。 6、选择，做出半圆。 7、点击，以半圆的圆心为圆心，做圆。 8、点击为圆标注尺寸。输入新尺寸0.01。 9、在弹出的对话框里输入拉伸深度为0.02，拉伸方向：翻转。点击“确定”。 10、在模型树的部件里，选择圆孔部件。右击，编辑。将内孔直径改为0.012.。确定。 创建润滑孔 1、进入草图模块。创建名为hole的草图。如右图所示。单击“继续”。 2、单击做一个直径为0.012的圆。单击鼠标中键。进入部件模块。 3、选择主菜单栏的工具→基准。对话框选择格式如下图所示。 选择半圆形边。参数设为0.25。。单击中键，点就建好了。软件提示选择一个轴。那么，我们就创建一个基准轴。如上图右侧所示。选择刚刚建好的那一点以及圆孔的中心，过这两点创建一个轴。再在基准处点击如下图所示，选择刚刚建好的点和轴，那么面也就建好了。 4、点击，视图左下角的显示区显示，选择上一步中创建的基准面，再选一个边。如图所示。进入绘图区。 6、导入之前绘制的小润滑孔hole。利用将孔移植所需位置。单击中键。选择正确的翻 转方向。对话框按右下图设置。确定。 7、将部件的名称改成hinge-hole，并复制一个命名为hinge-solid。 将hinge-solid的模型树张开，删除其下的特征，即该部件不带孔。 8、创建第三个部件：刚体销。 点击创建部件按钮，命名为pin，解析刚体，旋转壳。具体见下图所示。单击“继 续”，在出现的旋转轴右侧画一条垂直向下的直线。用将该直线的长度改为0.06，与旋转轴的距离为0.012，点击确定，界面出现旋转之后的销。 Abaqus混凝土材料塑性损伤模型浅析与参数设置 【壹讲壹插件】欢迎转载，作者：星辰-北极星，QQ群：431603427 https://www.doczj.com/doc/bc12099089.html, Abaqus混凝土材料塑性损伤模型浅析与参数设置 (1) 第一部分：Abaqus自带混凝土材料的塑性损伤模型 (2) 1.1概要 (2) 1.2学习笔记 (2) 1.3 参数定义与说明 (3) 1.3.1材料模型选择：Concrete Damaged Plasticity (3) 1.3.2 混凝土塑性参数定义 (3) 1.3.3 混凝土损伤参数定义： (4) 1.3.4 损伤参数定义与输出损伤之间的关系 (4) 1.3.5 输出参数： (4) 第二部分：根据GB50010-2010定义材料损伤值 (5) 第三部分：星辰-北极星插件介绍：POLARIS-CONCRETE (6) 3.1 概要 (6) 3.2 插件的主要功能 (6) 3.3 插件使用方法： (6) 3.3.1 插件界面： (6) 3.3.2 生成结果 (7) 3.4、算例： (9) 3.4.1三维实体简支梁模型说明 (9) 3.4.2 计算结果： (9) 第一部分：Abaqus自带混凝土材料的塑性损伤模型 1.1概要 首先我要了解Abaqus内自带的参数模型是怎样的，了解其塑性模型，进而了解其损伤模型，其帮助文档Abaqus Theory Manual 4.5.1 An inelastic constitutive model for concrete讲述的是其非弹性本构，4.5.2 Damaged plasticity model for concrete and other quasi-brittle materials则讲述的塑性损伤模型，同时在Abaqus Analysis User's Manual 22.6 Concrete也讲述了相应的内容。 1.2学习笔记 1、混凝土塑性损伤本构模型中的损伤是一标量值，数值范围为（0无损伤~1完全失效[对于混凝土塑性损伤一般不存在]）； 2、仅适用于脆性材料在中等围压条件（为围压小于轴抗压强度1/4）； 3、拉压强度可设置成不同数值； 4、可实现交变载荷下的刚度恢复；默认条件下，由拉转压刚度恢复，由压转拉刚度不变； 5、强度与应变率相关； 6、使用的是非相关联流动法则，刚度矩阵为非对称，因此在隐式分析步设置时，需在分析定义other-》Matrix storate-》Unsymmetric。 算例二铰链 一、创建部件 1、进入部件模块。。点击创建部件。 命名为Hinge-part，其他的选项选择如右下图所示。点击 “继续”，进入绘图区。 2、点击，在绘图区绘一个矩形。再点击，将尺寸改为 0.04*0.04。单击鼠标中键。 3、在弹出的对话框中输入0.04作为拉伸深度。点击”确定”。 4、点击创建拉伸实体，点击六面体的一个面，以及右侧的边。进入到绘图区域。 5、如下图那样利用创建三条线段。利用将两条横线都改为0.02mm长。 6、选择，做出半圆。 7、点击，以半圆的圆心为圆心，做圆。 8、点击为圆标注尺寸。输入新尺寸0.01。 9、在弹出的对话框里输入拉伸深度为0.02，拉伸方向：翻转。点击“确定”。 10、在模型树的部件里，选择圆孔部件。右击，编辑。将内孔直径改为0.012.。确定。 创建润滑孔 1、进入草图模块。创建名为hole的草图。如右图所示。单击“继续”。 2、单击做一个直径为0.012的圆。单击鼠标中键。进入部件模块。 3、选择主菜单栏的工具→基准。对话框选择格式如下图所示。 选择半圆形边。参数设为0.25。。单击中键，点就建好了。软件提示选择一个轴。那么，我们就创建一个基准轴。如上图右侧所示。选择刚刚建好的那一点以及圆孔的中心，过这两点创建一个轴。再在基准处点击如下图所示，选择刚刚建好的点和轴，那么面也就建好了。 4、点击，视图左下角的显示区显示，选择上一步中创建的基准面，再选一个边。如图所示。进入绘图区。 6、导入之前绘制的小润滑孔hole。利用将孔移植所需位置。单击中键。选择正确的翻 转方向。对话框按右下图设置。确定。 7、将部件的名称改成hinge-hole，并复制一个命名为hinge-solid。 将hinge-solid的模型树张开，删除其下的特征，即该部件不带孔。 8、创建第三个部件：刚体销。 点击创建部件按钮，命名为pin，解析刚体，旋转壳。具体见下图所示。单击“继 续”，在出现的旋转轴右侧画一条垂直向下的直线。用将该直线的长度改为0.06，与旋转轴的距离为0.012，点击确定，界面出现旋转之后的销。 目录 第一章Abaqus简介 (1) 一、Abaqus总体介绍 (1) 二、Abaqus基本使用方法 (2) 1.2.1 Abaqus分析步骤 (2) 1.2.2 Abaqus/CAE界面 (3) 1.2.3 Abaqus/CAE的功能模块 (3) 第二章基于Abaqus的通孔端盖分析实例 (4) 一、工作任务的明确 (5) 二、具体步骤 (5) 2.2.1 启动Abaqus/CAE (4) 2.2.2 导入零件 (5) 2.2.3 创建材料和截面属性 (6) 2.2.4 定义装配件 (7) 2.2.5 定义接触和绑定约束（tie） (10) 2.2.6 定义分析步 (14) 2.2.7 划分网格 (15) 2.2.8 施加载荷 (19) 2.2.9 定义边界条件 (20) 2.2.10 提交分析作业 (21) 2.2.11 后处理 (22) 第三章课程学习心得与作业体会 (22) 第一章： Abaqus简介 一、Abaqus总体介绍 Abaqus是功能强大的有限元分析软件，可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，模拟非常庞大的模型，处理高度非线性问题。Abaqus不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以完成系统级的分析和研究。 Abaqus使用起来十分简便，可以很容易的为复杂问题建立模型。Abaqus具备十分丰富的单元库，可以模拟任意几何形状，其丰富的材料模型库可以模拟大多数典型工程材料的性能，包括金属、橡胶、聚合物、复合材料、钢筋混泥土、可压缩的弹性泡沫以及地质材料（例如土壤、岩石）等。 Abaqus主要具有以下分析功能： 1.静态应力/位移分析 2.动态分析 3.非线性动态应力/位移分析 4.粘弹性/粘塑性响应分析 5.热传导分析 6.退火成形过程分析 7.质量扩散分析 8.准静态分析 9.耦合分析 10.海洋工程结构分析 11.瞬态温度/位移耦合分析 12.疲劳分析 13.水下冲击分析 14.设计灵敏度分析 二、Abaqus基本使用方法 1.2.1 Abaqus分析步骤 有限元分析包括以下三个步骤： 1.前处理（Abaqus/CAE）:在前期处理阶段需要定义物理问题的模型，并生 ABAQUS/CAE实例教程 我们将通过ABAQUS/CAE完成上图的建模及分析过程。 首先我们创建几何体 一、创建基本特征： 1、首先运行ABAQUS/CAE，在出现的对话框内 选择Create Model Database。 2、从Module列表中选择Part，进入Part模块 3、选择Part→Create来创建一个新的部件。在 提示区域会出现这样一个信息。 4、CAE弹出一个如右图的对话框。将这个部件 命名为Hinge-hole，确认Modeling Space、Type和Base Feature的选项如右图。 5、输入200作为Approximate size的值。点击 Continue。ABAQUS/CAE初始化草图，并显示格子。 ６、在工具栏选择Create Lines: Rectangle(4 Lines) ，在提示栏出现如下的提示后，输入（20,20）和 （-20,-20），然后点击３键鼠标的中键（或滚珠）。 ７、在提示框点击OK按钮。CAE弹出 Edit Basic Extrusion对话框。 ８、输入40作为Depth的数值，点击 OK按钮。 二、在基本特征上加个轮缘 １、在主菜单上选择Shape→Solid→Extrude。 ２、选择六面体的前表面，点击左键。 ３、选择如下图所示的边，点击左键。 ４、如右上图那样利用图标创建三条线段。 ５、在工具栏中选择Create Arc: Center and 2 Endpoints ６、移动鼠标到(40,，圆心，点击左键，然后将鼠标移到(40,20)再次点击鼠标左键，从已画好区域的外面将鼠标移到(40,20)，这时你可以看到在这两个点之间出现一个半圆，点击左键完成这个半圆。 ７、在工具栏选择Create Circle: Center and Perimeter ８、将鼠标移动到(40,点击左键，然后将鼠标移动到(50,点击左键。 ９、从主菜单选择Add→Dimension→Radial，为刚完成的圆标注尺寸。 10、选择工具栏的Edit Dimension Value图标 11、选择圆的尺寸(10)点击左键，在提示栏输入12，按回车。再次点击Edit Dimension Value，退出该操作。 12、点击提示栏上的Done按钮。 13、在CAE弹出的Edit Extrusion对话框内输入20作为深度的值。CAE以一个箭头表示拉伸的方向，点击Clip可改变这个方向。点击OK，完成操作。 三、创建润滑孔 １、进入Sketch模块，从主菜单选择Sketch→Create， 命名为Hole，设置200为Approximate Size的值，点击Continue。 ２、创建一个圆心在(0,0)，半径为3圆，然后点击 Done，完成这一步骤。 ３、回到Part模块，在Part下拉菜单中选择Hinge-hole。 ４、在主菜单中选择Tools→Datum，按右图所示选择对 话框内的选项，点击Apply。 ５、选择轮缘上的一条边，见下图，参数的值是从0到１， 如果，箭头和图中所示一样就输入，敲回车，否则就输入 。ABAQUS/CAE在这条边的1/4处上创建一个点。 ６、创建一个基线，在Create Datum对话框内选择Axis，abaqus复合材料
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