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邮箱：support@网站：Abaqus一、Abaqus简介ABAQUS是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。
ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。
并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料。
作为通用的模拟工具，ABAQUS 除了能解决大量结构（应力/ 位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透/ 应力耦合分析）及压电介质分析。
ABAQUS为用户提供了广泛的功能，且使用起来又非常简单。
大量的复杂问题可以通过选项块的不同组合很容易的模拟出来。
例如，对于复杂多构件问题的模拟是通过把定义每一构件的几何尺寸的选项块与相应的材料性质选项块结合起来。
在大部分模拟中，甚至高度非线性问题，用户只需提供一些工程数据，像结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况。
在一个非线性分析中，ABAQUS 能自动选择相应载荷增量和收敛限度。
他不仅能够选择合适参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。
用户通过准确的定义参数就能很好的控制数值计算结果。
ABAQUS有两个主求解器模块— ABAQUS/Standard 和ABAQUS/Explicit。
ABAQUS 还包含一个全面支持求解器的图形用户界面，即人机交互前后处理模块— ABAQUS/CAE 。
ABAQUS 对某些特殊问题还提供了专用模块来加以解决。
ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。
ABAQUS 不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。
ABAQUS 的系统级分析的特点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。
一、有限单元法的基本原理有限单元法（The Finite Element Method）简称有限元（FEM），它是利用电子计算机进行的一种数值分析方法。
它在工程技术领域中的应用十分广泛，几乎所有的弹塑性结构静力学和动力学问题都可用它求得满意的数值结果。
有限元方法的基本思路是：化整为零，积零为整。
即应用有限元法求解任意连续体时，应把连续的求解区域分割成有限个单元，并在每个单元上指定有限个结点，假设一个简单的函数（称插值函数）近似地表示其位移分布规律，再利用弹塑性理论中的变分原理或其他方法，建立单元结点的力和位移之间的力学特性关系，得到一组以结点位移为未知量的代数方程组，从而求解结点的位移分量. 进而利用插值函数确定单元集合体上的场函数。
由位移求出应变, 由应变求出应力二、ABAQUS有限元分析过程有限元分析过程可以分为以下几个阶段1.建模阶段: 建模阶段是根据结构实际形状和实际工况条件建立有限元分析的计算模型――有限元模型，从而为有限元数值计算提供必要的输入数据。
有限元建模的中心任务是结构离散，即划分网格。
但是还是要处理许多与之相关的工作：如结构形式处理、集合模型建立、单元特性定义、单元质量检查、编号顺序以及模型边界条件的定义等。
2.计算阶段:计算阶段的任务是完成有限元方法有关的数值计算。
由于这一步运算量非常大，所以这部分工作由有限元分析软件控制并在计算机上自动完成3.后处理阶段: 它的任务是对计算输出的结果惊醒必要的处理，并按一定方式显示或打印出来，以便对结构性能的好坏或设计的合理性进行评估，并作为相应的改进或优化，这是惊醒结构有限元分析的目的所在。
下列的功能模块在ABAQUS/CAE操作整个过程中常常见到，这个表简明地描述了建立模型过程中要调用的每个功能模块。
“Part（部件）用户在Part模块里生成单个部件，可以直接在ABAQUS/CAE环境下用图形工具生成部件的几何形状，也可以从其它的图形软件输入部件。
ABAQUS钢筋混凝土有限元分析钢筋混凝土作为一种常见的建筑材料，在建筑、交通、水利等领域得到了广泛应用。
然而，钢筋混凝土结构在服役期间会受到多种复杂荷载的作用，导致结构性能退化甚至破坏。
因此，对钢筋混凝土结构进行精确的分析和模拟至关重要。
ABAQUS是一款强大的工程仿真软件，能够模拟各种材料和结构的力学行为。
本文将介绍如何使用ABAQUS 对钢筋混凝土进行有限元分析。
ABAQUS是一款专业的有限元分析软件，它提供了丰富的材料模型库和边界条件设置功能，可以模拟各种复杂结构的力学行为。
ABAQUS具有强大的前后处理功能，用户可以通过直观的界面进行模型构建、材料属性设置、边界条件施加等操作。
同时，ABAQUS还提供了强大的数据分析和可视化工具，方便用户对模拟结果进行详细分析。
钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组成的复合材料。
混凝土是一种抗压强度高、抗拉强度低的材料，而钢筋具有较高的抗拉强度和塑性。
将钢筋嵌入混凝土中，可以提高结构的抗拉强度、抗压强度和韧性。
钢筋混凝土还具有较好的耐久性和防火性能。
在有限元分析中，需要对钢筋混凝土的力学性能进行适当简化。
通常假定混凝土为各向同性材料，钢筋为弹塑性材料。
同时，还应考虑混凝土的裂缝、损伤以及钢筋与混凝土之间的粘结和滑移等因素。
在ABAQUS中，可以对钢筋混凝土结构进行详细的有限元分析。
需要建立合适的计算模型，包括几何模型、材料属性、边界条件和荷载等。
模型建立完成后，可以通过ABAQUS的求解器进行计算，得到各节点位移、应力、应变等结果。
通过对计算结果的分析，可以评价结构的性能和安全性。
例如，可以通过应力和应变分布情况，分析结构的整体和局部稳定性、裂缝分布及扩展等。
还可以观察钢筋与混凝土之间的粘结性能以及评估结构的耐久性。
本文介绍了如何使用ABAQUS对钢筋混凝土进行有限元分析。
通过建立合适的计算模型，设置材料属性和边界条件，以及进行求解计算，可以得到结构的详细应力、应变和位移分布情况。
最先进的大型通用非线性有限元分析软件——ABAQUS1、概述美国ABAQUS软件公司成立于1978年，总部位于美国罗德岛博塔市，专门从事非线性有限元力学分析软件ABAQUS的开发与维护。
公司总部雇员400余人，其中近130余人具有工程或计算机博士学位，近120人具有硕士学位，被公认为世界上最大且最优秀的固体力学研究团体。
ABAQUS公司不断吸取最新的分析理论和计算机技术，领导着全世界非线性有限元技术的发展。
ABAQUS是国际著名的CAE软件，它以其强大的非线性分析功能以及解决复杂和深入的科学问题的能力赢得广泛称誉。
ABAQUS软件已被全球工业界广泛接受，并拥有世界最大的非线性力学用户群。
ABAQUS已成为国际上最先进的大型通用非线性有限元分析软件。
ABAQUS软件，除普通工业用户外，也在以高等院校、科研院所等为代表的高端用户中得到广泛。
研究水平的提高引发了用户对高水平分析工具需求的加强，作为满足这种高端需求的有力工具，ABAQUS软件在各行业用户群中所占据的地位也越来越突出。
ABAQUS是一个推崇技术的公司，它始终走在结构力学研究和软件化领域的前沿，它良好的品质和服务得到业界的广泛认可。
制造业是ABAQUS最重要的应用领域之一，拥有NASA、罗克希德-马丁、波音、空中客车等长期合作的用户。
对制造业很多复杂和特殊的问题，如热传导、爆炸冲击、流固耦合、疲劳断裂、复合材料损伤、接触连接、金属塑性等，在所有的CAE软件中，ABAQUS是最有优势的。
目前ABAQUS软件在中国的用户已超过800家，涵盖汽车、航空航天、船舶、武器、工程机械、建筑、电子、石化和核能源等各个领域，如宝山钢铁集团、长春一汽、上海泛亚、中国船级社、北京石化设计院、江钻股份、摩托罗拉和诺基亚等。
2、功能介绍ABAQUS软件的功能可以归纳为线性分析、非线性分析和机构分析三大块。
线性静力学、动力学和热传导o静强度/刚度、动力学和模态、热力学和声学等o金属和复合材料、应力、振动、声场、压电效应等∙非线性和瞬态分析o汽车碰撞、飞机坠毁、电子器件跌落, 冲击和损毁等o复合材料损伤、接触, 塑性失效, 断裂和磨损, 橡胶超弹性等∙多体动力学分析o起落架收放、副翼展开、汽车悬架、微机电系统MEMS、医疗器械等o结合刚体和柔体模拟各种连接件，进行运动过程的力学分析3、模块介绍ABAQUS软件主要由ABAQUS/CAE，ABAQUS/Standard，ABAQUS/Explicit三个模块组成。
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。
2006年 工 程 图 学 学 报2006第5期 JOURNAL OF ENGINEERING GRAPHICS No.5有限元分析系统ABAQUS中的特征技术张玉峰1，朱以文1，丁宇明2（1. 武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉 430072；2. 武汉大学城市设计学院，湖北武汉 430072）摘要： ABAQUS是目前最先进的大型通用非线性有限元分析系统，也是唯一应用了特征技术的有限元分析软件。
通过剖析其特征技术应用的特点及其问题，对自主开发基于特征的有限元建模软件具有重要的参考价值。
首先介绍了ABAQUS中基于零件和装配概念的有限元模型的建模方式，其次分析研究了ABAQUS前处理模块ABAQUS/CAE中的特征技术及其应用特点，具体分析并总结了其形状特征的分类及生成方法，剖析了ABAQUS 中分析属性（分析类型、材料、载荷和边界条件等）与特征之间的关系，网格生成与特征之间的关系，最后指出了其特征技术应用存在的不足和缺陷，并给出了进一步改进的一些建议。
关键词：计算机应用；特征技术；分析；ABAQUS软件；特征造型；有限元分析；形状特征；分析属性特征；系统集成中图分类号：TP 391文献标识码：A 文章编号：1003-0158(2006)05-0142-07Feature Technology of Finite Element Analysis System ABAQUSZHANG Yu-feng1, ZHU Yi-wen1, DING Yu-ming2( 1. School of Civil Engineering, Wuhan University, Wuhan Hubei 430072, China; 2. School of Urban Design, Wuhan University, Wuhan Hubei 430072, China )Abstract: Nowadays, ABAQUS is the most advanced finite element analysis system for solving non-linear problems in the world. It is also only one finite element analysis system which applies feature technology. Studying its characteristics and some problems of feature technology application is very important for developing feature-based finite element modeling software by ourselves. Firstly, this paper introduces the modeling mode of ABAQUS which is based on the conceptions of part and assemble, secondly, studies feature technology and its applications in ABAQUS/CAE——the preprocessing module of ABAQUS, concretely analyzes and summarizes the category of form feature and its generation methods, especially studies relationship between form feature and analysis attribute feature (analysis type, material, load and boundary conditions etc.), relationship between form feature and mesh generation, finally, the paper points out that ABAQUS has some deficiencies in applying feature technology, and provides some advice for improving the functions of ABAQUS.Key words: computer application; feature technology; analysis; ABAQUS; feature-based modeling; finite element analysis; form feature; analysis attribute feature; system integrating收稿日期：2006-04-30作者简介：张玉峰（1966-），男，甘肃礼县人，副教授，博士，主要研究方向为CG&CAD，结构工程，基于数字影像和激光扫描的三美国的非线性有限元力学分析软件ABAQUS[1]~[4]以非线性分析的专长而著称，其最新版本ABAQUS 6.4-2是目前普遍公认的世界上最先进的大型通用非线性有限元力学分析软件。
其核心模块主要有3个，即两个主分析模块：ABAQUS/Standard、ABAQUS/Explicit和一个集成化的人机交互图形工作界面ABAQUS/CAE（a Complete Abaqus Environment，一个完整的集成化工作环境），其中ABAQUS/Standard是通用分析模块，ABAQUS/Explicit是显式分析模块，ABAQUS/CAE是前后处理模块。
ABAQUS/CAE一个显著的特点是采用了当前最先进的CAD建模方式——基于特征的参数化建模方式来建立其几何模型，也是目前唯一提供这种几何建模方法的有限元前处理程序。
作者旨在通过剖析ABAQUS/CAE中的特征技术应用特点，从而揭示有限元分析建模中特征技术的重要价值和意义。
1 ABAQUS中基于零件和装配概念的有限元建模方式有限元模型的建立过程是先建立分析问题的几何模型，然后指定分析类型和材料特性、定义边界条件和施加载荷，形成具有完整分析属性的属性模型，最后进行网格划分形成用于有限元分析的离散模型，这也是最终建立的有限元分析模型[5]。
ABAQUS/CAE用10个功能模块[1]~[4]：Part、Property、Assembly、Step、Interaction、Load、Mesh、Job、Visualization、Sketch顺次完成有限元建模、分析计算、后处理等。
ABAQUS/CAE 采用了基于零件和装配概念的参数化特征有限元建模方式，即首先用Part模块创建模型的零部件，接着用Property模块定义材料属性和截面，以截面为载体将材料属性赋予零件，然后用Assembly模块将各个零件装配成完整的几何模型。
在Step模块中定义分析步和计算结果输出的变量要求。
在Interaction模块中定义部件间的接触特性，接触特性可以看成是一种特殊的载荷或边界约束。
在Load模块里指定载荷和边界条件。
在Mesh模块中完成有限元网格的划分。
网格划分完成后，完整的有限元分析模型就形成了，分析模型的所有数据全部存储于模型数据库（.cae）中。
模型生成后，可用Job模块提交分析任务，进行分析并监控和诊断分析过程，分析计算完成后，将计算结果存储在输出数据库中（.odb），用于后处理显示各种图形。
2 ABAQUS/CAE中的特征技术及其应用特点分析2.1 几何模型建立中的特征技术ABAQUS/CAE的Part模块实际上是一个基于特征的参数化造型系统，用它可以构建任何复杂的零件级几何模型。
其提供的特征管理器允许用户操作（编辑、删除、重命名、隐藏、恢复、重生成等）和查询模型的所有特征，同时可以显示特征间的继承关系（哪个是父特征哪个是子特征）。
零件可以是二维、三维或轴对称的，每个零件可以包含实体、曲面、曲线、点等特征，零件可以是变形体也可以是刚体。
其提供的零件管理器可以显示模型中所有的零件，并允许用户对零件进行拷贝、删除、重命名和编辑，同时可以方便地查询组成零件的特征和零件的几何特性（如体积、惯性矩、任意两点距离等）。
2.1.1 形状特征的分类把有限元模型中的特征分两大类分析属性特征和形状特征。
分析属性特征包括分析类型、材料、载荷、边界条件等。
通过分析，作者将ABAQUS/CAE中的形状特征概括为基础特征、正特征、负特征、虚特征、草图特征、装配特征等几类。
（1）基础特征基础特征用来创建零件的“毛坯”，在此基础上以“加”和“减”两种方式增加零件的细部特征来对一个零件造型。
基础特征分类如图1所示。
图2表示了一个零件的特征造型过程。
第5期 张玉峰等：有限元分析系统ABAQUS中的特征技术·143·（2）正特征 正特征是迭加在基础特征或其它特征上的特征，是ABAQUS 用来以“加”方式创建零件的特征。
正特征可以分为实体特征（Solid ）、壳特征或表面特征（Shell ）、线特征（Wire ）3种。
创建实体特征的方法有3种：拉伸（Extrude ）、旋转（Revolve ）、扫掠（Sweep ）。
创建表面特征的方法有6种：拉伸（Extrude ）、旋转（Revolve ）、扫掠（Sweep ）、平面（Planar ）、选择实体的表面（From Solid ）、删除实体表面法（Remove Face ）。
其中，选择实体的表面就是指定实体的某些表面将其自动转换为表面特征；删除实体表面法就是将实体的某些表面删除，使剩下的表面自动转换为表面特征。
创建线特征的方法有两种：平面（Planar ）、连接两点的直线（Two Points ），即用平面内的直线或曲线创建线特征，连接两点构造直线特征。
正特征的分类如图3所示。
（3）负特征 负特征是用来切割基础特征或其它特征的特征，是ABAQUS 用来以“减”方式创建零件其它细部特征的特征。
负特征可以分为切割特征（Cut ）和倒角特征（Blend ）或过渡特征。
切割可以用拉伸、旋转、扫掠、圆孔等方式实现，倒角特征又分为直角特征和圆角特征。
负特征的分类如图4所示。
（4） 虚特征 虚特征不是组成零件的特征，它主要用来在零件创建过程中，对特征的定位、生成等起辅助作用和对零件进行区域切分以便定义材料、载荷、边界条件和划分网格等。
在(a) 生成拉伸基础特征(b) 添加拉伸壳特征(c) 切割拉伸实体特征 图2 零件的特征造型过程举例 ·144· 工 程 图 学 学 报 2006年ABAQUS中，虚特征可分为基准特征和切分特征。
