专业ABAQUS有限元建模经验笔记
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ABAQUS学习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(d atum 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。
ABAQUS有限元软件基本操作说明1. 创建模型:在ABAQUS中,首先需要创建一个新的模型。
选择“File”->“New Model”创建模型文件,并选择合适的单位系统。
2. 创建几何体(Part):使用几何建模工具创建模型的几何体。
可以使用直线、圆弧、矩形等基本图形进行绘制,也可以通过导入CAD模型等方式创建几何体。
3. 定义材料:在“Material”模块中定义模型中使用的材料性质。
可以选择现有的材料库中的材料,也可以自定义材料。
4. 定义截面:如果需要进行截面分析,可以在“Section”模块中定义截面属性。
可以选择现有的截面属性,也可以自定义截面。
5. 定义装配体(Assembly):在“Assembly”模块中将几何体组装成一个完整的模型。
可以使用约束条件和连接等工具来确保几何体之间的正确连接关系。
6. 设定边界条件:在“Step”模块中定义分析步骤和分析类型。
可以设置约束条件、边界条件和加载条件等。
7. 网格划分:在“Mesh”模块中对几何体进行网格划分。
可以选择不同类型的网格单元,如线单元、面单元或体单元,以及设置网格密度。
8. 定义分析参数:在“Job”模块中定义分析的名称、输出结果的选项以及其他分析参数。
可以设置分析的时间步长、收敛准则和输出变量等。
9. 运行分析:点击“Run”按钮运行分析。
可以选择单步分析或自动迭代分析。
在运行分析过程中,可以观察到模型的应力、位移、变形等结果。
10. 分析结果查看:完成分析后,可以使用“Visualization”模块查看分析结果。
可以绘制应力云图、应变云图、位移矢量图等,并对结果进行后处理和分析。
以上是ABAQUS的基本操作步骤,当然还有更高级的操作和功能。
在使用ABAQUS时,需要对力学和有限元方法有一定的了解,并在实践中不断积累经验。
Abaqus总结目录1. 节点的自由度 (2)2. 节点自由度的约束 (2)3. 载荷分类 (3)4. INP文件指定输出单元或节点某些变量结果 (3)5. INP文件的系统检测功能 (4)6.与单元相关的点分类 (4)7. 单元与材料的关系 (4)8. 单元的数学描述 (4)9. 实体单元选择的原则 (7)10. 刚体单元与刚体参考点 (7)11. abaqus中的非线性来源 (8)12. abaqus中非线性问题的求解 (9)13.abaqus输出文件控制 (11)14.状态文件(.sta)和信息文件(.msg)中的计算收敛信息 (11)15.金属的塑性定义 (14)16.动态分析常见概念 (16)17.Abaqus中的线性瞬态动力性分析 (17)1. 节点的自由度节点可以移动的方向叫自由度;2. 节点自由度的约束一个节点的自由度依赖于与这个节点相关联的单元类型。
通过*Boundary 关键字可以定义节点的某个自由度的约束,其格式为:<节点编号>,<第一个自由度>,<最后一个自由度>,<位移值>用第一个自由度和最后一个自由度来表示所给出被约束的自由度的范围,例如:101,1,3,0.0<解释>:在101节点上约束自由度1,2和3,即有零位移;【注意】:①如果在数据行上没有指定位移的量值,则默认为零;②如果只约束节点的一个方向,数据行中的第3项可以是空白或等于第2项;③一些常用的组合约束可以直接用下面约束名称的形式给出,不必说明每一个自由度的约束:关键字约束的描述ENCASTRE 约束节点上所有的位移和转动PINNED 约束所有的平动自由度XSYMM 绕X轴平面的对称约束YSYMM 绕Y轴平面的对称约束ZSYMM 绕Z轴平面的对称约束XASYMM 绕X轴平面的反对称约束YASYMM 绕Y轴平面的反对称约束ZASYMM 绕Z轴平面的反对称约束3. 载荷分类集中载荷、分布载荷、非零边界条件、体力和温度;【提示】:事实上没有真正意义的集中载荷,载荷总是施加在一定的有限面积上,然而,如果承载的面积相似于或小于这个区域中单元的面积,则可以近似的视其施加在节点上的集中载荷;集中载荷的使用关键字 *Cload,其数据格式为:<节点编号>,<自由度>,<载荷数值>4. INP文件指定输出单元或节点某些变量结果可以在INP文件中指定输出节点或单元的变量计算结果,并以表格的形式输出。
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?第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题1.6 设置 Abaqus 的环境文件1.6.1 磁盘空间不足【常见问题1-14】提交分析作业时出现如下错误信息,应该如何解决?***ERROR: UNABLE TO COMPLETE FILE WRITE. CHECK THAT SUFFICIENT DISKSPACE IS AVAILABLE. FILE IN USE AT F AILURE IS shell3.stt.(磁盘空间不足)或者***ERROR:SEQUENTIAL I/O ERROR ON UNIT 23, OUT OF DISK SPACE OR DISK QUOTAEXCEEDED.(磁盘空间不足)1.6.2 设置内存参数【常见问题1-15】提交分析作业时出现如下错误信息,应该如何解决?***ERROR: THE SETTING FOR PRE_MEMORY REQUIRES THAT 3 GIGABYTES OR MOREBE ALLOCATED BUT THE HARDWARE IN USE SUPPORTS ALLOCATION OF AT MOST 3GIGABYTES OF MEMORY. EITHER PRE_MEMORY MUST BE DECREASED OR THE JOBMUST BE RUN ON HARDWARE THAT SUPPORTS 64-BIT ADDRESSING.(所设置的pre_memory 参数值超过3G,超出了计算机硬件所能分配的内存上限)或者***ERROR: THE REQUESTED MEMORY CANNOT BE ALLOCATED. PLEASE CHECK THESETTING FOR PRE_MEMORY. THIS ERROR IS CAUSED BY PRE_MEMORY BEINGGREATER THAN THE MEMORY AVAILABLE TO THIS PROCESS. POSSIBLE CAUSES AREINSUFFICIENT MEMORY ON THE MACHINE, OTHER PROCESSES COMPETING FORMEMORY, OR A LIMIT ON THE AMOUNT OF MEMORY A PROCESS CAN ALLOCATE.(所设置的 pre_memory 参数值超出了计算机的可用内存大小)第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题或者***ERROR: INSUFFICIENT MEMORY. PRE_MEMORY IS CURRENTLY SET TO 10.00MBYTES. IT IS NOT POSSIBLE TO ESTIMATE THE TOTAL AMOUNT OF MEMORY THATWILL BE REQUIRED. PLEASE INCREASE THE VALUE OF PRE_MEMORY.(请增大pre_memory 参数值)或者***ERROR: THE VALUE OF 256 MB THAT HAS BEEN SPECIFIED FORSTANDARD_MEMORY IS TOO SMALL TO RUN THE ANALYSIS AND MUST BEINCREASED. THE MINIMUM POSSIBLE VALUE FOR STANDARD_MEMORY IS 560 MB.(默认的standard_memory 参数值为256 M,而运行分析所需要的standard_memory 参数值至少为560 M)1.7 影响分析时间的因素【常见问题1-16】使用 Abaqus 软件进行有限元分析时,如何缩短计算时间?【常见问题1-17】提交分析作业后,在 Windows 任务管理器中看到分析作业正在运行,但 CPU 的使用率很低,好像没有在执行任何工作任务,而硬盘的使用率却很高,这是什么原因?1.8 Abaqus 6.7新增功能【常见问题1-18】Abaqus 6.7 版本新增了哪些主要功能?第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题1.9 Abaqus 和其它有限元软件的比较【常见问题1-19】Abaqus 与其他有限元软件有何异同?第2章关于 Abaqus/CAE 操作界面的常见问题第2章关于Abaqus/CAE 操作界面的常见问题2.1 用鼠标选取对象【常见问题2-1】在 Abaqus/CAE 中进行操作时,如何更方便快捷地用鼠标选取所希望选择的对象(如顶点、线、面等)?2.2 Tools 菜单下的常用工具2.2.1 参考点【常见问题2-2】在哪些情况下需要使用参考点?2.2.2 面【常见问题2-3】面(surface)有哪些类型?在哪些情况下应该定义面?第2章关于 Abaqus/CAE 操作界面的常见问题2.2.3 集合【常见问题2-4】集合(set)有哪些种类?在哪些情况下应该定义集合?2.2.4 基准【常见问题2-5】基准(datum)的主要用途是什么?使用过程中需要注意哪些问题?2.2.5 定制界面【常见问题2-6】如何定制 Abaqus/CAE 的操作界面?【常见问题2-7】6.7版本的 Abaqus/CAE 操作界面上没有了以前版本中的视图工具条(见图2-6),操作很不方便,能否恢复此工具条?图2-6 Abaqus/CAE 6.5版本中的视图工具条第3章Part 功能模块中的常见问题第3章Part 功能模块中的常见问题3.1 创建、导入和修补部件3.1.1 创建部件【常见问题3-1】在 Abaqus/CAE 中创建部件有哪些方法?其各自的适用范围和优缺点怎样? 3.1.2 导入和导出几何模型【常见问题3-2】在 Abaqus/CAE 中导入或导出几何模型时,有哪些可供选择的格式?【常见问题3-3】将 STEP 格式的三维 CAD 模型文件(*.stp)导入到 Abaqus/CAE 中时,在窗口底部的信息区中看到如下提示信息:A total of 236 parts have been created.(创建了236个部件)此信息表明 CAD 模型已经被成功导入,但是在 Abaqus/CAE 的视图区中却只显示出一条白线,看不到导入的几何部件,这是什么原因?第3章Part 功能模块中的常见问题3.1.3 修补几何部件【常见问题3-4】Abaqus/CAE 提供了多种几何修补工具,使用时应注意哪些问题?【常见问题3-5】将一个三维 CAD 模型导入 Abaqus/CAE 来生成几何部件,在为其划分网格时,出现如图3-2所示的错误信息,应如何解决?图3-2 错误信息:invalid geometry(几何部件无效),无法划分网格3.2 特征之间的相互关系【常见问题3-6】在 Part 功能模块中经常用到三个基本概念:基本特征(base feature)、父特征(parent feature)和子特征(children feature),它们之间的关系是怎样的?第3章Part 功能模块中的常见问题3.3 刚体和显示体3.3.1 刚体部件的定义【常见问题3-7】什么是刚体部件(rigid part)?它有何优点?在 Part 功能模块中可以创建哪些类型的刚体部件?3.3.2 刚体部件、刚体约束和显示体约束【常见问题3-8】刚体部件(rigid part)、刚体约束(rigid body constraint)和显示体约束(display body constraint)都可以用来定义刚体,它们之间有何区别与联系?3.4 建模实例【常见问题3-9】一个边长 100 mm 的立方体,在其中心位置挖掉半径为20 mm 的球,应如何建模? 『实现方法1』『实现方法2』第4章Property 功能模块中的常见问题第4章 Property 功能模块中的常见问题4.1 超弹性材料【常见问题4-1】如何在 Abaqus/CAE 中定义橡胶的超弹性(hyperelasticity)材料数据?4.2 梁截面形状、截面属性和梁横截面方位4.2.1 梁截面形状【常见问题4-2】如何定义梁截面的几何形状和尺寸?【常见问题4-3】如何在 Abaqus/CAE 中显示梁截面形状?4.2.2 截面属性【常见问题4-4】截面属性(section)和梁截面形状(profile)有何区别?第4章Property 功能模块中的常见问题【常见问题4-5】提交分析作业时,为何在 DAT 文件中出现错误提示信息“elements have missing property definitions(没有定义材料特性)”?『实 例』出错的 INP 文件如下:*NODE1, 0.0 , 0.0 , 0.02, 20.0 , 0.0 , 0.0*ELEMENT, TYPE=T3D2, ELSET=link1, 1, 2*BEAM SECTION, ELSET=link, MATERIAL= steel, SECTION=CIRC15.0,提交分析作业时,在 DAT 文件中出现下列错误信息:***ERROR:.80 elements have missing property definitions The elements have been identified inelement set ErrElemMissingSection.4.2.3 梁横截面方位【常见问题4-6】梁横截面方位(beam orientation)是如何定义的?它有什么作用?【常见问题4-7】如何在 Abaqus 中定义梁横截面方位?【常见问题4-8】使用梁单元分析问题时,为何出现下列错误信息:***ERROR: ELEMENT 16 IS CLOSE TO PARALLEL WITH ITS BEAM SECTION AXIS.第4章Property 功能模块中的常见问题DIRECTION COSINES OF ELEMENT AXIS 2.93224E-04 -8.20047E-05 1.0000. DIRECTIONCOSINES OF FIRST SECTION AXIS 0.0000 0.0000 1.0000。
ABAQUS有限元软件基本操作说明1.界面介绍首次打开ABAQUS,会出现图形用户界面(GUI)。
主要分为菜单栏、工具栏、工作区和状态栏。
菜单栏包含所有的操作功能,工具栏提供快捷图标,工作区是进行建模和后处理的主要区域,状态栏显示软件状态和当前操作信息。
2.建立模型在ABAQUS中,可以通过几何建模或导入CAD模型来建立模型。
几何建模可以使用ABAQUS提供的几何工具创建几何体、曲线和点。
导入CAD 模型可以将其他软件中创建的模型导入到ABAQUS中。
3.定义材料属性在模型中定义材料是非常重要的一步。
材料属性包括弹性模量、泊松比、密度、屈服强度等。
可以根据需要选择合适的材料模型,如线弹性、非线弹性、温度依赖等。
4.定义边界条件为了进行有意义的分析,需要定义边界条件。
边界条件包括约束和负载。
约束可以是固定支座、对称边界或加载边界。
负载可以是施加在模型上的力、压力或热荷载。
5.网格划分在分析之前,需要对模型进行网格划分。
网格划分的精度会直接影响分析结果的准确性和计算时间。
ABAQUS提供多种网格划分算法,可以手动划分网格或使用自动网格划分工具。
6.定义分析类型7.运行分析在进行分析之前,需要选择合适的求解器。
ABAQUS提供了多种求解器,包括标准求解器和显式求解器。
选择求解器后,点击运行按钮开始分析。
分析过程中,可以查看日志文件和状态栏中的信息以监控分析进度和结果。
8.后处理分析完成后,可以使用ABAQUS提供的后处理工具进行结果分析。
后处理工具可以显示位移、应力、应变、应力云图等结果,并可以生成动画和报表。
可以对结果进行可视化处理和导出。
9.优化和参数化10.提供的帮助资源以上是ABAQUS软件的基本操作说明。
虽然刚开始可能会有一些困难,但通过不断实践和学习,可以熟练掌握ABAQUS的使用方法,并利用其进行各种工程分析。
abaqus学习心得ABAQUS学习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(d atum 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。
Abaqus6.14.1学习总结-11.裝好软件后,每次打开软件前应先运行许可证程序。
运行后点击start 服务器电脑开机后运行一次许可证程序,不关机就不用再启动。
启动许可证后再打开cae可视化后处理运行abaqus。
2.盈建科一维梁单元需要子程序,无法在abaqus中直接运行,但是在yjk中点击*.bat批处理后报错。
关键是要修改这个文件abaqus_v6.env,添加环境变量如图,再把文件拷贝到*.inp的计算目录下,计算顺利完成。
盈建科的子程序是已经由fortran语言编译好的dll 文件,有两个。
对不同的abaqus版本子程序是不同的,应该是对应的vst和Fortran版本不同编译出来的dll有差别。
3.查看计算结果是在result里打开计算目录的obd 文件。
查看时注意只有step中的第一步和最后一步可以查看结构损伤。
只有云图才能查看损伤。
4.查看云图,没有数字,只有颜色。
查看symbol,则出现数值。
5.要查看数值,点击symbol右侧的图标。
弹出symbol plot option的对话框后点击display value6.生成显示组。
要关闭其中不想显示的内容,选择后点击remove就可以不显示。
点击部件,然后点击remove就可以关闭所有的东西。
想要重新打开,在菜单里重新显示plot一遍即可。
7.在云图中primary显示一维梁单元的弯矩图。
点击云图后选择SM1,点击ok,再点击右侧的opotion按钮,会出来对话框。
再点show tick marks for line element ,对于一维线单元显示tick marks8. 输出到文件9.通过下面这个数值可以调网格的尺子的疏密。
尺子的颜色与数值的对应关系可以点用户定义弹出的对话框中查到。
10,对result结果的file output 输出的变量的选择操作:11.显示模型的一些信息可以按以下操作。
点击normal还可以显示梁的方向12模型显示变成了变形后的样子,如何改回来。
ABAQUS有限元分析方法有限元分析是一种将连续问题离散化成有限数量的元素,通过求解这些离散化的元素的行为,来推断整个问题的行为的数值分析方法。
ABAQUS就是一种基于有限元方法的求解器,它使用了计算机模拟技术,可以求解各种工程问题,如结构力学、热力学、流体力学等。
建模是有限元分析的第一步,ABAQUS提供了多种建模技术和工具来帮助用户创建复杂的几何模型。
用户可以使用ABAQUS提供的几何建模工具来创建三维模型,也可以导入其他计算机辅助设计(CAD)软件生成的模型。
在建模过程中,用户还可以定义材料属性、加载条件和约束等。
一旦建立了几何模型,用户就可以定义有限元网格。
有限元网格是将模型离散化为有限数量的单元的过程。
ABAQUS提供了多种类型的单元,如线性和非线性、静力学和动力学等。
用户可以根据具体的问题选择适当的单元类型。
通常,使用更精细的网格可以提高解的精度,但也会增加计算时间和内存需求。
在模型离散化后,用户需要定义材料特性和加载条件。
ABAQUS支持多种材料模型,如线性弹性、非线性材料、塑性材料等。
用户可以根据材料的真实性质选择适当的材料模型,并提供相关参数。
加载条件是指施加到模型上的外部载荷或约束。
用户可以定义各种加载条件,如受力、温度、位移约束等。
建立好模型后,用户需要选择适当的求解方法。
ABAQUS提供了多种求解方法,如直接方法、迭代方法、稳定方法等。
用户可以根据问题的特点选择适合的求解方法,并提供求解的控制参数。
完成求解后,用户可以对结果进行后处理。
ABAQUS提供了丰富的后处理工具,可以可视化模型的应力、应变、位移等结果。
用户可以进一步分析和评估模型的响应。
在使用ABAQUS进行有限元分析时,一些常见的技巧和注意事项包括:-使用合适的网格:细化网格可以提高解的精度,但需要更多的计算资源。
-使用合适的材料模型:根据材料的真实性质选择适当的材料模型,并提供正确的参数。
-检查模型:在求解之前,检查模型的几何和网格是否正确,以及加载条件是否合理。
abaqus有限元实验报告Abaqus有限元实验报告引言有限元分析是一种工程分析方法,它通过将复杂的结构分割成许多小的有限元素,利用数值方法来模拟结构的行为。
Abaqus是一款常用的有限元分析软件,广泛应用于工程领域。
本实验报告旨在通过使用Abaqus软件进行有限元实验,分析结构的力学性能,为工程设计提供参考。
实验目的本实验旨在通过Abaqus软件进行有限元分析,研究结构在不同载荷下的应力、应变和变形情况,探讨结构的强度和稳定性,为工程设计提供依据。
实验步骤1. 确定实验模型:选择适当的结构模型,包括几何形状、材料性质等。
2. 建立有限元模型:使用Abaqus软件建立结构的有限元模型,包括网格划分、边界条件等。
3. 施加载荷:根据实验要求,施加不同的载荷条件,如静载荷、动载荷等。
4. 进行分析:通过Abaqus软件进行有限元分析,得出结构在不同载荷下的应力、应变和变形情况。
5. 结果分析:对实验结果进行分析,评估结构的强度和稳定性。
实验结果通过Abaqus软件进行有限元分析,得出了结构在不同载荷下的应力、应变和变形情况。
实验结果表明,在静载荷作用下,结构的应力分布均匀,变形较小;在动载荷作用下,结构的应力分布不均匀,存在局部应力集中现象。
通过对实验结果的分析,可以评估结构的强度和稳定性,为工程设计提供依据。
结论本实验通过Abaqus软件进行了有限元分析,研究了结构在不同载荷下的应力、应变和变形情况。
实验结果表明,在不同载荷条件下,结构的力学性能存在差异,需要针对不同情况进行合理设计。
本实验为工程设计提供了参考依据,也为Abaqus软件在工程实践中的应用提供了实验数据。
总结通过本次有限元实验,我们深入了解了Abaqus软件在工程分析中的应用,研究了结构在不同载荷下的力学性能。
有限元分析是一种重要的工程分析方法,通过模拟结构的行为,为工程设计提供依据。
希望通过本实验报告的分享,能够对工程领域的同行们有所帮助。
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?第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题1.6 设置 Abaqus 的环境文件1.6.1 磁盘空间不足【常见问题1-14】提交分析作业时出现如下错误信息,应该如何解决?***ERROR: UNABLE TO COMPLETE FILE WRITE. CHECK THAT SUFFICIENT DISKSPACE IS AVAILABLE. FILE IN USE AT F AILURE IS shell3.stt.(磁盘空间不足)或者***ERROR:SEQUENTIAL I/O ERROR ON UNIT 23, OUT OF DISK SPACE OR DISK QUOTAEXCEEDED.(磁盘空间不足)1.6.2 设置内存参数【常见问题1-15】提交分析作业时出现如下错误信息,应该如何解决?***ERROR: THE SETTING FOR PRE_MEMORY REQUIRES THAT 3 GIGABYTES OR MOREBE ALLOCATED BUT THE HARDWARE IN USE SUPPORTS ALLOCATION OF AT MOST 3GIGABYTES OF MEMORY. EITHER PRE_MEMORY MUST BE DECREASED OR THE JOBMUST BE RUN ON HARDWARE THAT SUPPORTS 64-BIT ADDRESSING.(所设置的pre_memory 参数值超过3G,超出了计算机硬件所能分配的内存上限)或者***ERROR: THE REQUESTED MEMORY CANNOT BE ALLOCATED. PLEASE CHECK THESETTING FOR PRE_MEMORY. THIS ERROR IS CAUSED BY PRE_MEMORY BEINGGREATER THAN THE MEMORY AVAILABLE TO THIS PROCESS. POSSIBLE CAUSES AREINSUFFICIENT MEMORY ON THE MACHINE, OTHER PROCESSES COMPETING FORMEMORY, OR A LIMIT ON THE AMOUNT OF MEMORY A PROCESS CAN ALLOCATE.(所设置的 pre_memory 参数值超出了计算机的可用内存大小)第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题或者***ERROR: INSUFFICIENT MEMORY. PRE_MEMORY IS CURRENTLY SET TO 10.00MBYTES. IT IS NOT POSSIBLE TO ESTIMATE THE TOTAL AMOUNT OF MEMORY THATWILL BE REQUIRED. PLEASE INCREASE THE VALUE OF PRE_MEMORY.(请增大pre_memory 参数值)或者***ERROR: THE VALUE OF 256 MB THAT HAS BEEN SPECIFIED FORSTANDARD_MEMORY IS TOO SMALL TO RUN THE ANALYSIS AND MUST BEINCREASED. THE MINIMUM POSSIBLE VALUE FOR STANDARD_MEMORY IS 560 MB.(默认的standard_memory 参数值为256 M,而运行分析所需要的standard_memory 参数值至少为560 M)1.7 影响分析时间的因素【常见问题1-16】使用 Abaqus 软件进行有限元分析时,如何缩短计算时间?【常见问题1-17】提交分析作业后,在 Windows 任务管理器中看到分析作业正在运行,但 CPU 的使用率很低,好像没有在执行任何工作任务,而硬盘的使用率却很高,这是什么原因?1.8 Abaqus 6.7新增功能【常见问题1-18】Abaqus 6.7 版本新增了哪些主要功能?第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题1.9 Abaqus 和其它有限元软件的比较【常见问题1-19】Abaqus 与其他有限元软件有何异同?第2章关于 Abaqus/CAE 操作界面的常见问题第2章关于Abaqus/CAE 操作界面的常见问题2.1 用鼠标选取对象【常见问题2-1】在 Abaqus/CAE 中进行操作时,如何更方便快捷地用鼠标选取所希望选择的对象(如顶点、线、面等)?2.2 Tools 菜单下的常用工具2.2.1 参考点【常见问题2-2】在哪些情况下需要使用参考点?2.2.2 面【常见问题2-3】面(surface)有哪些类型?在哪些情况下应该定义面?第2章关于 Abaqus/CAE 操作界面的常见问题2.2.3 集合【常见问题2-4】集合(set)有哪些种类?在哪些情况下应该定义集合?2.2.4 基准【常见问题2-5】基准(datum)的主要用途是什么?使用过程中需要注意哪些问题?2.2.5 定制界面【常见问题2-6】如何定制 Abaqus/CAE 的操作界面?【常见问题2-7】6.7版本的 Abaqus/CAE 操作界面上没有了以前版本中的视图工具条(见图2-6),操作很不方便,能否恢复此工具条?图2-6 Abaqus/CAE 6.5版本中的视图工具条第3章Part 功能模块中的常见问题第3章Part 功能模块中的常见问题3.1 创建、导入和修补部件3.1.1 创建部件【常见问题3-1】在 Abaqus/CAE 中创建部件有哪些方法?其各自的适用范围和优缺点怎样? 3.1.2 导入和导出几何模型【常见问题3-2】在 Abaqus/CAE 中导入或导出几何模型时,有哪些可供选择的格式?【常见问题3-3】将 STEP 格式的三维 CAD 模型文件(*.stp)导入到 Abaqus/CAE 中时,在窗口底部的信息区中看到如下提示信息:A total of 236 parts have been created.(创建了236个部件)此信息表明 CAD 模型已经被成功导入,但是在 Abaqus/CAE 的视图区中却只显示出一条白线,看不到导入的几何部件,这是什么原因?第3章Part 功能模块中的常见问题3.1.3 修补几何部件【常见问题3-4】Abaqus/CAE 提供了多种几何修补工具,使用时应注意哪些问题?【常见问题3-5】将一个三维 CAD 模型导入 Abaqus/CAE 来生成几何部件,在为其划分网格时,出现如图3-2所示的错误信息,应如何解决?图3-2 错误信息:invalid geometry(几何部件无效),无法划分网格3.2 特征之间的相互关系【常见问题3-6】在 Part 功能模块中经常用到三个基本概念:基本特征(base feature)、父特征(parent feature)和子特征(children feature),它们之间的关系是怎样的?第3章Part 功能模块中的常见问题3.3 刚体和显示体3.3.1 刚体部件的定义【常见问题3-7】什么是刚体部件(rigid part)?它有何优点?在 Part 功能模块中可以创建哪些类型的刚体部件?3.3.2 刚体部件、刚体约束和显示体约束【常见问题3-8】刚体部件(rigid part)、刚体约束(rigid body constraint)和显示体约束(display body constraint)都可以用来定义刚体,它们之间有何区别与联系?3.4 建模实例【常见问题3-9】一个边长 100 mm 的立方体,在其中心位置挖掉半径为20 mm 的球,应如何建模? 『实现方法1』『实现方法2』第4章Property 功能模块中的常见问题第4章 Property 功能模块中的常见问题4.1 超弹性材料【常见问题4-1】如何在 Abaqus/CAE 中定义橡胶的超弹性(hyperelasticity)材料数据?4.2 梁截面形状、截面属性和梁横截面方位4.2.1 梁截面形状【常见问题4-2】如何定义梁截面的几何形状和尺寸?【常见问题4-3】如何在 Abaqus/CAE 中显示梁截面形状?4.2.2 截面属性【常见问题4-4】截面属性(section)和梁截面形状(profile)有何区别?第4章Property 功能模块中的常见问题【常见问题4-5】提交分析作业时,为何在 DAT 文件中出现错误提示信息“elements have missing property definitions(没有定义材料特性)”?『实 例』出错的 INP 文件如下:*NODE1, 0.0 , 0.0 , 0.02, 20.0 , 0.0 , 0.0*ELEMENT, TYPE=T3D2, ELSET=link1, 1, 2*BEAM SECTION, ELSET=link, MATERIAL= steel, SECTION=CIRC15.0,提交分析作业时,在 DAT 文件中出现下列错误信息:***ERROR:.80 elements have missing property definitions The elements have been identified inelement set ErrElemMissingSection.4.2.3 梁横截面方位【常见问题4-6】梁横截面方位(beam orientation)是如何定义的?它有什么作用?【常见问题4-7】如何在 Abaqus 中定义梁横截面方位?【常见问题4-8】使用梁单元分析问题时,为何出现下列错误信息:***ERROR: ELEMENT 16 IS CLOSE TO PARALLEL WITH ITS BEAM SECTION AXIS.第4章Property 功能模块中的常见问题DIRECTION COSINES OF ELEMENT AXIS 2.93224E-04 -8.20047E-05 1.0000. DIRECTIONCOSINES OF FIRST SECTION AXIS 0.0000 0.0000 1.0000。
基于ABAQUS的有限元分析和应用第一章绪论1.有限元分析包括下列步骤:2.为了将试验数据转换为输入文件,分析者必须清楚在程序中所应用的和由实验人员提供的材料数据的应力和应变的度量。
3.ABAQUS建模需注意以下内容:4.对于许多包含过程仿真的大变形问题和破坏分析,选择合适的网格描述是非常重要的,需要认识网格畸变的影响,在选择网格时必须牢牢记住不同类型网格描述的优点。
第二章ABAQUS基础1.一个分析模型至少要包含如下的信息:离散化的几何形体、单元截面属性、材料数据、载荷和边界条件、分析类型和输出要求。
①离散化的几何形体:模型中所有的单元和节点的集合称为网格。
②载荷和边界条件:2.功能模块:(1)Assembly(装配):一个ABAQUS模型只能包含一个装配件。
(2)Interaction(相互作用):相互作用与分析步有关,这意味着用户必须规定相互作用是在哪些分析步中起作用。
(3)Load(载荷):载荷和边界条件与分析步有关,这意味着用户指定载荷和边界条件是在哪些分析步中起作用。
(4)Job(作业):多个模型和运算可以同时被提交并进行监控。
3.量纲系统ABAQUS没有固定的量纲系统,所有的输入数据必须指定一致性的量纲系统,常用的一致性量纲系统如下:4.建模要点(1)创建部件:设定新部件的大致尺寸的原则必须是与最终模型的最大尺寸同一量级。
(2)用户应当总是以一定的时间间隔保存模型数据(例如,在每次切换功能模块时)。
(3)定义装配:在模型视区左下角的三向坐标系标出了观察模型的方位。
在视区中的第2个三向坐标系标出了坐标原点和整体坐标系的方向(X,Y和Z轴)。
(4)设置分析过程:(5)在模型上施加边界条件和荷载:用户必须指定载荷和边界条件是在哪个或哪些分析步中起作用。
所有指定在初始步中的力学边界条件必须赋值为零,该条件是在ABAQUS/CAE中自动强加的。
在许多情况下,需要的约束方向并不一定与整体坐标方向对齐,此时用户可定义一个局部坐标系以施加边界条件。
在ABAQUS中,术语载荷通常代表从初始状态开始引起结构响应发生变化的各种因素,包括:集中力、压力、非零边界条件、体力、温度(与材料热膨胀同时定义)。
可产生运动的方向称为自由度。
在ABAQUS中平移和转动自由度的标识如下图所示。
(6)模型的网格划分:(7)材料定义:5.比较显式与隐式过程:6.在隐式与显式分析之间选择:对于求解光滑的非线性问题,ABAQUS/Standard更有效;对于波的传播分析,ABAQUS/Explicit更有效。
7.在隐式与显式分析中网格加密的成本:磁盘空间与内存需求与单元数目成正比,与单元尺寸无关;应用隐式方法对于许多问题的计算成本大致与自由度数目的平方成正比;只要网格是相对均匀的,随着网格密度的增加,显式方法比隐式方法会节省大量的计算成本。
8.小结第三章有限单元和刚性体有限单元是可变形的,而刚性体在空间运动不改变形状。
任何物体或者物体的局部均可以定义作为刚性体;大多数单元类型都可以用于刚性体的定义。
刚性体比变形体的优越性在于对刚性体运动的完全描述只需要在一个参考点上的最多6个自由度。
当该变形可以忽略或者对其不感兴趣时,将模型中的一个部分作为刚性体可以极大地节省计算时间,而不影响整体结果。
3.1有限单元3.1.1 单元的表征每一个单元表征如下:①单元族:单元族名字中的第一个字母或者字母串表示该单元属于哪一个单元族。
S—壳(shell)单元,B—梁(beam)单元,C—实体(continuum)单元,R—刚性(rigid)单元②自由度:在ABAQUS中使用的关于自由度的顺序约定如下:③节点数目与插值阶数:④数学描述:具有其他可供选择的公式描述的单元由在单元名字末尾的附加字母来识别,如杂交单元在其名字末尾加“H”字母标识。
⑤积分:对于ABAQUS中的一些实体单元,可以选择应用完全积分或者减缩积分。
ABAQUS 在单元名字末尾采用字母“R”来标识减缩积分单元(如果一个减缩积分单元同时又是杂交单元,末尾字母为RH)。
3.1.2 实体单元在ABAQUS中,应尽可能地使用六面体单元或二阶修正的四面体单元。
平面应变单元可以用来模拟厚结构;平面应力单元可以用来模拟薄结构;无扭曲的轴对称单元(属于CAX类单元)可模拟360度的环,适合于分析具有轴对称几何形状和承受对称载荷的结构。
所有的实体单元必须赋予截面性质,它定义了与单元相关的材料和任何附加的几何数据。
3.1.3壳单元一般性目的的壳单元和带有反对称变形的轴对称壳单元考虑了有限的膜应变和任意大转动。
所有的四边形壳单元(除了S4)和三角形壳单元S3/S3R均采用减缩积分。
而S4壳单元和其他三角形壳单元则采用完全积分。
3.1.4梁单元所有梁单元必须提供梁截面性质,定义与单元有关的材料以及梁截面的轮廓(即单元截面的几何)。
所有的二维梁单元仅采用轴向的应力和应变。
3.1.5桁架单元适合于模拟铰接框架结构。
输出轴向的应力和应变。
3.2刚性体3.2.1确定何时使用刚性体刚性体可以用于模拟非常坚硬的部件,这一部件或者是固定的,也可以进行任意大的刚体运动。
它还可以用于模拟在变形部件之间的约束,并且提供了指定某些接触相互作用的简便放法。
使模型的一部分成为刚性体有助于达到验证模型的目的。
将部分模型表示为刚性体而不是变形的有限单元体有利于提高计算效率。
在ABAQUS/Explicit分析中,刚性体和部分刚性体单元并不影响整体时间增量,也不会显著影响求解的整体精度。
(解析刚性表面可以十分光滑,而离散刚性体本身有很多面。
)3.2.2刚性体部件3.2.3刚性单元控制刚性体的规则,适合于所有组成刚性体的单元类型,包括刚性单元。
刚体单元没有单元输出变量,仅输出节点的运动。
另外,可以输出在刚性体参考点处的约束反力和反力矩。
3.5小结第四章应用实体单元模拟的精度很大程度上依赖于在模型中采用的单元类型。
4.1单元的数学描述与积分4.1.1完全积分(剪力自锁引起单元在弯曲时过于刚硬。
)4.1.2减缩积分只有四边形和六面体单元才能采用减缩积分方法,而所有的楔形体、四面体和三角形实体单元可以采用完全积分。
减缩积分单元比完全积分单元在每个方向少用一个积分点。
线性减缩积分单元受弯时存在沙漏数值问题,故需合理地才有细划的网格,才可以给出可接受的结果。
建议当采用这类但愿模拟受弯载荷的任何结构时,沿厚度方向上至少应采用四个单元。
除了包含大应变的大位移模拟和某些类型的接触分析之外,二次减缩积分单元一般是最普遍的应力/位移模拟的最佳选择。
非协调模式单元对单元的扭曲很敏感,否则应考虑应用二次减缩积分单元。
当材料行为是不可压缩(泊松比=0.5)或非常接近于不可压缩(泊松比》0.475)时,采用杂交单元。
4.2选择实体单元建议(适用于ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit):应用ABAQUS/Standard还需考虑如下建议:4.3建模要点Part:大致尺寸:取部件最大尺寸的2倍。
Property:变形体的每个区域必须指定一个包含材料定义的截面属性。
Load:Smooth Step Amplitude类型的幅值曲线经常用于准静态分析中。
Mesh:在设计网格时,首先需要考虑所采用的单元类型,其次是想从模拟中得到什么类型的结果。
ABAQUS/CAE提供了三种类型的网格生成技术:1)结构化网格划分(绿色表示区域):应用于特定模型拓扑,将其应用于复杂模型时需将模型分割成简单的区域。
2)扫掠网格划分(黄色表示区域):只限于具有特殊拓扑和几何体的模型。
3)自由网格划分(粉红色表示区域):可以用于任意的模型形状。
注:橙黄色表示不能使用默认的单元类型生成网格的区域,必须被进一步分割。
Interaction:定义接触面时,选择接触那一侧的箭头。
无摩擦接触是ABAQUS中的默认接触属性。
后处理:研究伪应变能(artificial strain energy)室控制沙漏变形所耗散的主要能量。
如果伪应变能过高(控制伪应变能与实际应变能的比率低于5%),说明过多的应变能被用来控制沙漏变形了。
作用在单独节点上的载荷、边界条件或者接触约束易于产生沙漏现象。
4.4网格收敛性粗糙的网格足以用来预测趋势和比较不同概念相互之间的表现如何不同。
一般来说,没有必要对所分析的结构全部采用均匀的细划网格。
应该在出现高应力梯度的地方采用细划网格,而在低应力梯度或应力量值不被关注的地方采用粗网格。
建议:在开始时使用粗网格以识别高应力区的的位置,然后在该区域细分网格。
4.5小结第五章应用壳单元厚度小于典型结构尺寸的1/10,可以用壳单元模拟,否则用实体单元。
5.1单元的几何尺寸在ABAQUS中具有两种壳单元:常规的壳单元(适用于薄壳问题)和基于连续体的壳单元(适用于模拟接触问题)。
描述壳体的横截面必须要定义壳体的厚度,此外还要选择是在分析过程中还是分析开始时计算截面的刚度。
对于线弹性材料壳,选择在分析开始时计算材料刚度更为有效。
(如果选择仅在模拟开始时计算横截面刚度,那么材料行为必须是线弹性的。
)5.2厚壳或薄壳厚壳问题假设横向剪切变形对计算结果有重要的影响,而薄壳问题假设横向剪切变形非常小,可以忽略不计。
判断建议见P1155.3壳的材料方向5.4选择壳单元5.5建模要点后处理:5.8小结第六章应用梁单元横截面的尺度小于结构典型轴向尺度的1/10,可以用梁单元模拟,否则用实体单元。
6.1梁横截面的几何形状当梁的轮廓与梁的截面特性相关时,可以指定是在分析过程中计算界面的工程性质还是让ABAQUS预先计算它们(在分析开始时)。
选择前者可以应用于线性或者非线性的材料行为;选择后者只适用于线弹性材料行为。
6.1.2横截面方向对于三维梁单元,见P131.6.2计算公式和积分ABAQUS/Standard中的三次单元(假设忽略剪切变形)不能模拟剪切变形,适合模拟相对细长构件的结构。
当壁厚是典型梁横截面尺寸的1/10时,一般的薄壁假设是有效的。
ABAQUS/Standard具有剪切变形梁单元——B31OS和B32OS,它们包括了在开口薄壁横截面中翘曲的影响。
6.3选择梁单元6.4建模要点Property:定义梁截面:先创建截面轮廓;再创建梁截面(若在分析前指定截面的积分方式,材料性质定义就可以作为截面定义的组成部分,而不需要另外给出材料的定义;若材料数据的定义是独立于截面属性的,那么通过编辑材料定义可以将密度包括在内。
);再定义梁截面方向。
Interaction:螺栓连接等约束,在ABAQUS中可以用多点约束、约束方程或者连接件来定义。
其中,连接件允许模拟在模型装配件中任意两点之间(或者在装配件中的任意一点与地面之间的连接。
每一个连接件必须提供一个连接件特性一顶一它的类型(类似于在单元与截面特性之间的关系)。