ABAQUS(Python语言)二次开发人生苦短,我用Python
作者:Fan Shengbao
Python2、7
2017年12月
目录
第一章Python程序基本语法 (1)
1、1Python语法结构
1
1、2Python元组
1
1、3Python列表
1
1、4Python字典
2
1、5Python集合
3
1、6Python字符串
3
1、7Python分支语句
4
1、8Python循环语句
5
1、8、1for循环
5
1、8、2while循环
5
1、9Python定义函数
5
1、10Python模块
6
1、11Python包
7
1、12Python文件与目录
7
1、1
2、1目录操作
7
1、1
2、2文件操作
7
1、13Python异常处理
8
第二章ABAQUS/Python二次开发 (9)
2、1ABAQUS执行Python程序
9
2、2编写ABAQUS/Python程序
10
2、3ABAQUS录制Python程序
10
2、4ABAQUS/Python对象介绍
11
2、4、1 session对象 (11)
2、4、2 mdb对象 (11)
2、4、3 odb对象 (13)
2、5ABAQUS完整二次开发示例
13
2、6ABAQUS二次开发常用函数
15
2、6、1 Part模块常用函数 (15)
第一章Python程序基本语法
1.1Python语法结构
Python语言以缩进来约束每个程序块,编写程序时要特别注意每一行的缩进量,同一层次的语句应具有相同的缩进量。下面就是一段Python程序示例:
#-*- coding:utf-8 -*-
for i in range(1,10):
for j in range(1,i+1):
print str(j)+'x'+str(i)+' = '+str(i*j),
该段程序主要功能就是实现乘法口诀表输出打印,其中“#-*- coding:utf-8 -*-”就是约定文档的编码方式。程序主体部分由两个嵌套的for循环语句组成,可以瞧到每一个for循环块的内部都具有相同的缩进量。程序输出结果如下:
1x1=1
1x2=2 2x2=4
1x3=3 2x3=6 3x3=9
1x4=4 2x4=8 3x4=12 4x4=16
1x5=5 2x5=10 3x5=15 4x5=20 5x5=25
1x6=6 2x6=12 3x6=18 4x6=24 5x6=30 6x6=36
1x7=7 2x7=14 3x7=21 4x7=28 5x7=35 6x7=42 7x7=49
1x8=8 2x8=16 3x8=24 4x8=32 5x8=40 6x8=48 7x8=56 8x8=64
1x9=9 2x9=18 3x9=27 4x9=36 5x9=45 6x9=54 7x9=63 8x9=72 9x9=81 Python程序中一行中“#”号后面的内容为注释,“#”号只支持单行注释,多行注释可使用“’’’ …‘’’”注释符。
'''
Abaqus6、14 Python
'''
1.2Python元组
Python中的元组(tuple)相当于C语言中的数组简化版,其内容与长度均不可变,只能对其内容进行访问。
tt1 =(1,2,3,4,5)
print tt1[1]
程序执行结果:
2
1.3Python列表
Python中的列表(list)相当于C语言中的数组,但比C语言中的数组使用起来更加方便灵活。其长度与内容均可修改,列表就是编程时使用较多的结构。
各个楼层及内容索引 2-------------------------------------什么是UMAT 3-------------------------------------UMAT功能简介 4-------------------------------------UMAT开始的变量声明 5-------------------------------------UMAT中各个变量的详细解释 6-------------------------------------关于沙漏和横向剪切刚度 7-------------------------------------UMAT流程和参数表格实例展示 8-------------------------------------FORTRAN语言中的接口程序Interface 9-------------------------------------关于UMAT是否可以用Fortran90编写的问题 10-17--------------------------------Fortran77的一些有用的知识简介 20-25\30-32-----------------------弹塑性力学相关知识简介 34-37--------------------------------用户材料子程序实例JOhn-cook模型压缩包下载 38-------------------------------------JOhn-cook模型本构简介图 40-------------------------------------用户材料子程序实例JOhn-cook模型完整程序+david详细注解[欢迎大家来看看,并提供意见,完全是自己的diy的,不保证完全正确,希望共同探讨,以便更正,带"?"部分,还望各位大师\同仁指教] 1什么是UMAT??? 1.1 UMAT功能简介!!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。
前言 有限元法是工程中广泛使用的一种数值计算方法。它是力学、计算方法和计算机技术相结合的产物。在工程应用中，有限元法比其它数值分析方法更流行的一个重要原因在于：相对与其它数值分析方法，有限元法对边界的模拟更灵活，近似程度更高。所以，伴随着有限元理论以及计算机技术的发展，大有限元软件的应用证变得越来越普及。 ABAQUS软件一直以非线性有限元分析软件而闻名，这也是它和ANSYS,Nastran等软件的区别所在。非线性有限元分析的用处越来越大，因为在所用材料非常复杂很多情况下，用线性分析来近似已不再有效。比方说，一个复合材料就不能用传统的线性分析软件包进行分析。任何与时间有关联，有较大位移量的情况都不能用线性分析法来处理。多年前，虽然非线性分析能更适合、更准确的处理问题，但是由于当时计算设备的能力不够强大、非线性分析软件包线性分析功能不够健全，所以通常采用线性处理的方法。 这种情况已经得到了极大的改善，计算设备的能力变得更加强大、类似ABAQUS这样的产品功能日臻完善，应用日益广泛。 非线性有限元分析在各个制造行业得到了广泛应用，有不少大型用户。航空航天业一直是非线性有限元分析的大客户，一个重要原因是大量使用复合材料。新一代波音 787客机将全部采用复合材料。只有像 ABAQUS这样的软件，才能分析包括多个子系统的产品耐久性能。在汽车业，用线性有限元分析来做四轮耐久性分析不可能得到足够准确的结果。分析汽车的整体和各个子系统的性能要求（如悬挂系统等）需要进行非线性分析。在土木工程业， ABAQUS能处理包括混凝土静动力开裂分析以及沥青混凝土方面的静动力分析，还能处理高度复杂非线性材料的损伤和断裂问题，这对于大型桥梁结构，高层建筑的结构分析非常有效。 瞬态、大变形、高级材料的碰撞问题必须用非线性有限元分析来计算。线性分析在这种情况下是不适用的。以往有一些专门的软件来分析碰撞问题，但现在ABAQUS在通用有限元软件包就能解决这些问题。所以，ABAQUS可以在一个软件完成线性和非线性分析。 ABAQUS给用户提供了强大二次开发接口，尤其是在材料本构方面，给用户开发符合实际工程的材料本构模型提供了强大帮助，本文将针对其用户材料子程序展开研究，总结常用材料模型的开发方法。
基于Python的Abaqus二次开发实例讲解 （asian58 2013.6.26） 基于Python的Abaqus的二次开发便捷之处在于： 1、所有的代码均可以先在Abaqus\CAE中操作一遍后再通过rp文件读取，然后再在此基础上进行相应的修改； 2、Python是一种解释性语言，读起来非常清晰，因此在修改程序的过程中，不存在程序难以理解的问题； 3、Python是一种通用性的、功能非常强大的面向对象编程语言，有许多成熟的类似于Matlab函数的程序在网络上流传，为后期进一步的数据处理提供了方便。 为了更加方便地完成Abaqus的二次开发，需进行一些相关约定： 1、所有参数化直接通过点的坐标值进行，直接对几何尺寸的参数化反而更加繁琐； 2、程序参数化已不允许在模型中添加太多的Tie，因此不同零部件的绑定直接通过共节点来进行，这就要求建模方法与常规的建模方法有所区别。思路如下： 将一个整机拆成几个大的Part来建立，一个Part中包含许多零件，这样在划分网格式时就可以自动实现共节点的绑定。不同的零件可通过建立不同的Set来进行区分，不同Part 的绑定可以通过Tie来实现。将一个复杂的结构拆成几个恰当的Part来建立，一方面可以将复杂的模型简单化，使建立复杂模型成为可能；另一方面，不同的Part可单独调用，从而又可实现程序的模块化，增加程序的适应范围，延长程序的使用寿命，也方便后期程序的维护和修改。 3、通过py文件建立起的模型要进行参数优化，已不适合采用Isight中Abaqus模块，需要用到Isight的Simcode模块。 下面详细解释一个臂架的py文件。 #此程序用来绘制臂架前段 #导入相关模块 # -*- coding: mbcs -*- from abaqus import * from abaqusConstants import * #定义整个臂架的长、宽、高 L0=14300 W0=1650 H0=800
《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) 1.2.1Abaqus 分析步骤 (2) 1.2.2Abaqus/CAE 界面 (3) 1.2.3Abaqus/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 (4) 二、具体步骤 (4) 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 1.2.1Abaqus 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
ABAQUS(Python语言)二次开发人生苦短,我用Python 作者:Fan Shengbao Python2、7 2017年12月
目录 第一章Python程序基本语法 (1) 1、1Python语法结构 1 1、2Python元组 1 1、3Python列表 1 1、4Python字典 2 1、5Python集合 3 1、6Python字符串 3 1、7Python分支语句 4 1、8Python循环语句 5 1、8、1for循环 5 1、8、2while循环 5 1、9Python定义函数 5 1、10Python模块 6 1、11Python包 7 1、12Python文件与目录 7
1、1 2、1目录操作 7 1、1 2、2文件操作 7 1、13Python异常处理 8 第二章ABAQUS/Python二次开发 (9) 2、1ABAQUS执行Python程序 9 2、2编写ABAQUS/Python程序 10 2、3ABAQUS录制Python程序 10 2、4ABAQUS/Python对象介绍 11 2、4、1 session对象 (11) 2、4、2 mdb对象 (11) 2、4、3 odb对象 (13) 2、5ABAQUS完整二次开发示例 13 2、6ABAQUS二次开发常用函数 15 2、6、1 Part模块常用函数 (15)
第一章Python程序基本语法 1.1Python语法结构 Python语言以缩进来约束每个程序块,编写程序时要特别注意每一行的缩进量,同一层次的语句应具有相同的缩进量。下面就是一段Python程序示例: #-*- coding:utf-8 -*- for i in range(1,10): for j in range(1,i+1): print str(j)+'x'+str(i)+' = '+str(i*j), print 该段程序主要功能就是实现乘法口诀表输出打印,其中“#-*- coding:utf-8 -*-”就是约定文档的编码方式。程序主体部分由两个嵌套的for循环语句组成,可以瞧到每一个for循环块的内部都具有相同的缩进量。程序输出结果如下: 1x1=1 1x2=2 2x2=4 1x3=3 2x3=6 3x3=9 1x4=4 2x4=8 3x4=12 4x4=16 1x5=5 2x5=10 3x5=15 4x5=20 5x5=25 1x6=6 2x6=12 3x6=18 4x6=24 5x6=30 6x6=36 1x7=7 2x7=14 3x7=21 4x7=28 5x7=35 6x7=42 7x7=49 1x8=8 2x8=16 3x8=24 4x8=32 5x8=40 6x8=48 7x8=56 8x8=64 1x9=9 2x9=18 3x9=27 4x9=36 5x9=45 6x9=54 7x9=63 8x9=72 9x9=81 Python程序中一行中“#”号后面的内容为注释,“#”号只支持单行注释,多行注释可使用“’’’ …‘’’”注释符。 ''' Abaqus6、14 Python ''' 1.2Python元组 Python中的元组(tuple)相当于C语言中的数组简化版,其内容与长度均不可变,只能对其内容进行访问。 tt1 =(1,2,3,4,5) print tt1[1] 程序执行结果: 2 1.3Python列表 Python中的列表(list)相当于C语言中的数组,但比C语言中的数组使用起来更加方便灵活。其长度与内容均可修改,列表就是编程时使用较多的结构。
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。
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。
Abaqus二次开发——Abaqus/python入门体会入门实例 #=========================================================== 自己的论文要用到有限元进行数值模拟分析，以前都用ansys计算，可ansys中岩土的本构模型只有D－P模型，无法准确的反映土的硬化/软化性质，模拟计算出的结果因此也和实际差别很大。Abaqus有着丰富的材料模型，超强的非线性分析能力，岩土的模型也很多，因此才转学Abaqus。Abaqus的cae建模功能还是很好的，但科研课题一般都要进行参数分析，采用cae的建模方法有些不切实际，学了没几天就放弃cae开始学习inp，也是学了一阵子才知道inp不能建立实体模型，只能直接建节点和单元。复杂的模型inp也无法建立，但采用Python建模就可以解决这个问题。 由于Abaqus的学习资料不多，过了好些日子才知道Abaqus也可以采用Python语言进行建模计算，只是比Ansys的Apdl语言复杂得多，并且除了手册上的Script资料之外，没有较为系统的教程，刚一接触真是让人头痛。通过查看Simwe论坛上关于Python的帖子，和论坛朋友的帮助，自己在慢慢积累，现在对Python有了一点点了解，算是入了个门。 接触Abaqus也没多久，对python更是一知半解，绝大多数地方根本都不清楚，抽空写一点认识体会主要是给像自己一样刚学习Abqus Python的朋友，能少走一些弯路，节约一些时间。同时希望大家批评指正、共同讨论、补充。 #-------------------------------------------------------------------------------------------------- 学习Abaqus/Python基础：Abaqus的cae建模有比较全面的认识；了解一些Python语法知识（大家都不会有太多时间单独学习Python语言本身，只需要有概念了解即可，不懂的地方可以随时查询Python script手册） Abaqus/Python学会使用不太难，可要精通应用还是要付出一定的劳动。大家所分析的课题专业不同，方向也千差万别，所用到的Abaqus的功能也就有很大的差别，能对自己的工作领域熟练应用就算成功。Abaqus毕竟只是软件，如何考虑专业知识成功建模才是最困难的。
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 摘要.................................................................... ABSTRACT................................................................. 1.绪论 0 1.1.课题的研究背景 0 1.2.本文的研究内容和方法 (1) 2.基于ABAQUS软件的二次开发 (2) 2.1.ABAQUS介绍 (2) 2.2.ABAQUS各模块简介 (2) 2.3.ABAQUS的二次开发平台 (5) 2.4.ABAQUS的二次开发语言 (6) 3.用户材料子程序UMAT (7) 3.1.UMAT开发环境设置 (7) 3.2.UMAT注意事项 (8) 3.3.UMAT接口的原理 (10) 3.4.UMAT的使用方法 (14)
4.材料非线性问题 (15) 4.1.材料的弹塑性本构关系 (16) 4.2.非线性有限元算法理论 (20) 4.3.增量理论常刚度法公式推导 (22) 4.4.增量理论切线刚度法公式推导 (23) 5.UMAT程序设计和编码 (25) 5.1.本构关系描述 (25) 5.2.常刚度法程序设计 (27) 5.3.常刚度法程序编码 (28) 5.4.切线刚度法程序设计 (36) 5.5.切线刚度法程序编码 (38) 5.6.程序的调试 (46) 6.程序验证 (48) 6.1.问题描述 (49) 6.2.本构关系 (49) 6.3.ABAQUS自带材料模型计算 (49)
6.4.常刚度法的UMAT验证 (50) 6.5.切线刚度法的UMAT验证 (52) 6.6.两种算法的比较分析 (54) 7.结论与展望 (55) 7.1.结论 (55) 7.2.展望 (56) 致谢 (57) 参考文献 (57) 附1：ABAQUS自带弹塑性材料验证的INP文件 (58) 附2：用于算法验证的INP文件 (81)
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
Abaqus扩展有限元(XFEM)例子（裂缝发展） part模块中的操作： 1. 生成一个新的part，取名为plate，本part选取3D deformable solid extrusion类型（如图1） 2.通过Rectangle工具画出一长3，高6的矩形。考虑使用工具栏add-dimension和edit dimension来画出精确长度的模型。强烈建议此矩形的左上角坐标为（0，3），右下角坐标为（3，-3）（如图2） 3. 完成后拉伸此矩形，深度为1.（如图3） 4. 生成一个新的part，取名为crack，本part选取3D deformable shell extrusion类型（如图4）
5.生成一条线，此线的左端点坐标为（0，0.08），右端点坐标为（1.5，0.08） 6 . 完成后拉伸此线，深度为1.（如图6） 7.保存此模型为XFEMtutor（如图7），以后经常保存模型，不再累述。 8. 在part Plate中分别创建4个集合，分别为：all，bottom，top和fixZ，各部分的内容如图
8～11所示 Material模块中的操作： 1 创建材料elsa，其弹性参数为E=210GPa，泊松比为0.3（如图12） 2 最大主应力失效准则作为损伤起始的判据，最大主应力为84.4MPa（如图13）
3.损伤演化选取基于能量的、线性软化的、混合模式的指数损伤演化规律，有关参数为G1C= G2C= G3C=42200N/m，a=1.（如图14） 4.创建一个Solid Homogeneous 的section，名为solid（如图15），此section与材料elsa相
文章编号:1001-2265(2009)01-0030-04 收稿日期:2008-08-11 ＊基金项目:江西省科技厅科技支撑项目[2007];江西省教育厅2009年度一般科技项目(G J J 09025);江西省教育厅科技研究项目(G J J 08429) 作者简介:朱兆华(1979—)男,江苏涟水人,南昌大学机电学院硕士研究生,助理工程师,研究方向为材料加工新技术,(E-m a i l )b y j 245@163. c o m 。 A B A Q U S 前、后处理模块二次开发的应用 ＊ 朱兆华1 ,黄菊花1 ,张庭芳1 ,谢世坤2 ,白引娟 3 (1.南昌大学机电工程学院,南昌 330031;2.井冈山大学工学院,江西吉安 343009;3.江西协中汽车 内饰有限公司,南昌 330032) 摘要:文章以实例说明了P y t h o n 脚本语言和A B A Q U S G U I T o o l k i t 在A B A Q U S 的前、后处理模块二次开发中的应用,并阐述了不同模块之间的调用流程。通过二次开发程序控制A B A Q U S 的建模和装配的过程,有效地解决了模型装配时的繁琐、易错等问题,提高了前处理的效率;因A B A Q U S 对板料拉深进行数值 模拟的后处理功能不够全面,为扩展后处理的功能,更好地查看和分析模拟的结果,文章对A B A Q U S 后处理进行二次开发来达到这一目的。 关键词:A B A Q U S ;P y t h o n ;A B A Q U S G U I T o o l k i t ;二次开发中图分类号:T H 16;T G 65 文献标识码:A A p p l i c a t i o no f S e c o n d -d e v e l o p e d o n A B A Q U S P r e -p r e c e s s a n d P o s t -p r o c e s s Z H UZ h a o -h u a 1,H U A N GJ u -h u a 1,Z H A N GT i n g -f a n g 1,X I ES h i -k u n 2,B A I Y i n -j u a n 3 (1.S c h o o l o f M e c h a n i c a l a n dE l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,N a n c h a n g U n i v e r s i t y ,N a n c h a n g 330031;2.C o l l e g e o f E n g i n e e r i n g ,J i n g g a n g s h a n U n i v e r s i t y ,J i a n g x i J i 'a n 343009,C h i n a ) A b s t r a c t :T h i s a r t i c l e u s i n g a n e x a m p l e t o e x p l a i n P y t h o n a n d A B A Q U S G U I T o o l k i t p r o g r a m m e f o r A B A Q U S p r e -p r o c e s s a n d p o s t -p r o c e s s s e c o n d -d e v e l o p m e n t a n de x p o u n dt h e p r o c e s s a m o n g d i f f e r e n t m o d u l e s 。T h o u g h s e c o n d -d e v e l o p m e n t t h e p r o c e s s o f m o d e l a n da s s e m b l e c a n b e c o n t r o l l e d ,t h e t e d i o u s 、e r r o r -p r o n e a n do t h e r p r o b l e m s c a n b e e f f e c t i v e l y s o l v e d ,s o t h ew o r k i n g e f f i c i e n c y c a nb e h i g h l y i m p r o v e di nt h e p r e -p r o c e s s ;F o r d r a w i n g s h e e t ,p o s t -p r o c e s s f u n c t i o n s p r o v i d e db y A B A Q U S a r ei n s u f f i c i e n t .I no r d e r t o e x t e n dp o s t -p r o c e s s f u n c t i o n s a n d e x a m i n e s i m u l a t i o n r e s u l t e f f e c t i v e l y s e c o n d d e v e l o p o n A B A Q U S p o s t -p r o c e s s i s u s e d i n t h i s p a -p e r . K e y w o r d s :A B A Q U S ;P y t h o n ;A B A Q U S G U I T o o l k i t ;s e c o n d -d e v e l o p m e n t 0 引言 A B A Q U S 是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一,可以模拟绝大部分工程材料的线性和非线性行为。A B A Q U S 自带的C A E 是进行有限元分析的前后处理模块,也是建模、分析和后处理的人机交互平台,它具有良好的人机对话界面,因此A B A Q U S 软件在工程中得到了广泛的应用。 P y t h o n 是一种面向对象的脚本语言,它功能强大,既可以独立运行,也可以用作脚本语言。特别适用于 快速的应用程序开发。 1 A B A Q U S /C A E 处理过程和二次开发接口 介绍 A B A Q U S /C A E 处理有两个程序:①内核程序;②G U I 程序。内核程序实际上就是它的脚本语言,它采用的是P y t h o n 语言,同时扩展了P y t h o n 语言,额外提供了大约500个对象模型,对象模型之间的关系复杂,它们间部分关系如图1所示。 图1中,C o n t a i n e r 表示容器,里面包括其他对象, · 30·
目录 摘要 ......................................................................................................................................... I ABSTRACT ............................................................................................................................ II 1.绪论 .. (1) 1.1.课题的研究背景 (1) 1.2.本文的研究内容和方法 (2) 2.基于ABAQUS软件的二次开发 (3) 2.1.ABAQUS介绍 (3) 2.2.ABAQUS各模块简介 (3) 2.3.ABAQUS的二次开发平台 (5) 2.4.ABAQUS的二次开发语言 (6) 3.用户材料子程序UMAT (8) 3.1.UMAT开发环境设置 (8) 3.2.UMAT注意事项 (9) 3.3.UMAT接口的原理 (10) 3.4.UMAT的使用方法 (12) 4.材料非线性问题 (14) 4.1.材料的弹塑性本构关系 (14) 4.2.非线性有限元算法理论 (17) 4.3.增量理论常刚度法公式推导 (20) 4.4.增量理论切线刚度法公式推导 (21) 5.UMAT程序设计和编码 (25) 5.1.本构关系描述 (25) 5.2.常刚度法程序设计 (27) 5.3.常刚度法程序编码 (29) 5.4.切线刚度法程序设计 (32) 5.5.切线刚度法程序编码 (36) 5.6.程序的调试 (39) 6.程序验证 (40) 1
(北京) CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM 《工程分析软件应用基础》保险杠撞击刚性墙的实例分析 院系名称：机械与储运工程学院 专业名称：机械工程 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期2014年5月1日
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