ABAQUS6.11优化模块介绍

Define Cutting Plane
定义切割平面的方法： ➢一点一法线 ➢三点 ➢一点一边（点要在边上，该边垂直于定义的切割平面）
Part可以被切割成若干个Cell。 Part里只有一个Cell，直接选好切割平面即可完成Partition操 作；当Part里的Cell超过1个时，还要选择被切割体。
2、选择边界
3、点击鼠标中键或点击
完成Partition。
Introduction to ABAQUS/CAE
PARTITION CELL
Sketch Planar Partition
对体的表面进行草绘切割
Introduction to ABAQUS/CAE
VIRTUAL TOPOLOGY
拓扑结构修改
➢Combine Faces合并面
按住Shift，依次拾取2个以上的面
➢Combine Edges合并边
按住Shift，依次拾取2个以上的边
➢Ignore Entities忽略特征
Introduction to ABAQUS/CAE
MESH CONTROLS
体网格控制
三维模型单元形状： Hex
仅包含六面体单元
Create Round or Fillet倒圆角与Creaste Chamfer倒直角。
现以Create Round or Fillet为例说明如何倒圆角： 1、选择要进行倒圆角的边（按住Shift，左键拾取可 进行多选） 2、指定圆角半径
Introduction to ABAQUS/CAE
去倒角
➢创建新Part，功能同 ➢复制Part ➢重命名Part，便于管理 ➢删除Part ➢锁定及解锁Part，锁定后Part将不能被修改 ➢修正Part ➢退出

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。

e n i l n o A E F
ABAQUS 处理热传导和接触的能力以及 用户子程序的使用使复杂模拟得以顺利 实现。例如在霍尼韦尔 (Honeywell) 中 的应用：涉及电子封装中焊点，真空条 件下接触体间碳质电阻升温的问题。
不同物理现象间的相互作用， 如热固 耦合，热电耦合，压电耦合，多孔介 质的流固耦合， 压力作用下的流体和 结构耦合， 声固耦合等分析， 也能够 进行模拟。 对于以上或其它非线性分 析，ABAQUS/Standard 会自动调 整收敛准则和时间步长来确保解的 精确性。 材料库和单元库 ABAQUS/Standard 拥有一个丰富 的材料模型库和单元库， 并能以任何 合理的形式结合使用。 除了许多常用 的材料和单元， 这些库还包括为特殊 应用而开发的材料和单元， 提供极大 的建模便利，具有代表性的有： y 具 有 穆 林 效 应 （ Mullins effect）的材料模型，可以精 确模拟橡胶材料中的损伤和 老化。 y 实体壳单元， 它拥有一个实体 单元的拓扑结构， 在接触和弯 曲交互作用的情况下它能提 供精确的解答。 y 垫片单元， 为垫圈和其它在厚 度方向上有复杂非线性行为 的组件提供一个有效的建模 方法。
此图引自 Dana 公司，显示了一个发动 机阀门盖的完全声固耦合分析结果。下 图显示了盖表面的位移，上图显示了周 围空气的声压。
e n i l n o A E F
协调传统数据和现有的分析 传统数值分析过程和工作流程是多 年之前开发的， 其中包含了一些受当 时软硬件能力限制而被迫做出的假 设。利用 ABAQUS/Standard 升级 这些分析过程可以实现生产效率和 分析精度的本质提高。总体而言，这 种提高过程是直线式的，因为 ABAQUS/Standard 很好地得到许 多常用的前后处理器的支持， 并且它 和 NASTRAN 相互兼容，具备完全 对 应 的 模 型 导 入 能 力 和 以 NASTRAN 文件格式输出结果的能 力。

14.7.7实例：基于Abaqus的结构优化现有二维壳单元模型，求解器为Abaqus，在HyperMesh中进行模型创建和工况设置。

结构下方固定，在右侧受到水平向右的分布力的作用。

希望通过优化局部形状和材料参数弹性模量让部分单元的应力最大值小于200MPa，优化目标是质量最小化。

本案例所使用的模型文件link.hm在CH14_06_abaqus_opt文件夹下，设置好的模型为abaqus_opt.hstx，可以通过HyperStudy菜单File > import archive打开。

使用HyperMesh可以非常方便地为Abaqus模型进行参数化，支持将形状变量和各类关键字卡片中的数字作为参数。

HyperMesh支持Abaqus 的*PARAMETER 关键字，定义的参数将会写入.inp文件中。

具体请参考HyperMesh帮助文档：Entities and Solver Interfaces > Named Entities > Parameters。

1.准备工作Step 01用HyperMesh打开模型文件link.hm，进入HyperMorph面板下的domains，创建2D domains，默认选择所有单元，创建图Z14-1所示的变形域。

图Z14-1 创建变形域Step 02创建形状变量。

进入HyperMorph面板下的Morph子面板，选择图Z14-2右上角的黄色控制柄，沿y轴负向移动5mm，单击Morph按钮，然后进入save shape子面板，将当前状态保存为sh1，最后单击undo all按钮返回。

创建的形状变量如图Z14-3所示，可以用shape面板下的animate shape进行动画显示。

图Z14-2创建形状变量图Z14-3 形状变量云图Step 03将材料属性进行参数化。

在左侧模型浏览器中找到并选中材料STL，在下方的对象编辑器（Entity Editor）中找到弹性模量E，单击后选择Create and Assign Parameter，进行参数设置，如图Z14-4所示。

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–静强度/刚度、动力学和模态、热力学和声学等–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–汽车碰撞、飞机坠毁、电子器件跌落, 冲击和损毁等–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–起落架收放、副翼展开、汽车悬架、微机电系统MEMS、医疗器械等–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。

211形状优化形状优化主要用于产品外形仅需微调的情况即进一步细化拓扑优化模型采用的算法与基于条件的拓扑算法类似也是在迭代循环中对指定零件表面的节点进行移动重置既定区域的表面节点位置直到此区域的应力为常数应力均匀达到减小局部应力的目的
第12章
本章主要讲解应用Abaqus进行结构优化设计和敏感性分析。
目前的产品结构设计，大多靠经验，规划几种设计方案，结合CAE分析择优选取，但规划的设计方案并不一定是最优方案，故本章前半部分讲解优化设计中的拓扑优化和形状优化，并制定操作SOP，辅以工程实例详解。
12.1.3
形状优化主要用于产品外形仅需微调的情况，即进一步细化拓扑优化模型，采用的算法与基于条件的拓扑算法类似，也是在迭代循环中对指定零件表面的节点进行移动，重置既定区域的表面节点位置，直到此区域的应力为常数（应力均匀），达到减小局部应力的目的。比如图12-2所示的连杆，其进行形状优化，表面节点移动，应力集中降低。
下面详细介绍在不同优化情况下，可用或推荐使用的设计响应。
1、
针对基于条件的拓扑优化算法，只能使用应变能和体积作为设计响应。
1）应变能（Strain energy）：即每个单元应变能的总和，可以定义为结构柔度，其是结构整体柔韧性或刚度的一种度量。众所周知，柔度是刚度的倒数，最小化柔度意味着最大化全局刚度。
分析类型：通用优化算法支持线性、非线性静力和线性特征频率分析。两种算法均支持几何非线性、接触和大部分非线性材料。
目标函数和约束：通用优化算法可以使用一个目标函数和数个约束，这些约束可以全部是不等式限制条件，多种设计响应可以被定义为目标和约束，而基于条件的优化算法仅支持应变能作为目标函数，材料体积作为等式限制条件。
设计响应（Design responses）:导入优化程序用于优化分析的输入值称之为设计响应。

abaqusv6.11全模块许可文件SERVER dell-c480089977 ID=20110609 27000VENDOR ABAQUSLMFEATURE academic ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024VENDOR_STRING=commercial ISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006NOTICE="Team AWXS" ck=160 SN=AE125930 START=03-jun-2006SIGN=4185015486C4FEATURE acp ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 VENDOR_STRING=commercialISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006 NOTICE="Team AWXS" ck=212SN=AE125930 START=03-jun-2006 SIGN=5262A2066BE4FEATURE adams ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 VENDOR_STRING=commercialISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006 NOTICE="Team AWXS" ck=181SN=AE125930 START=03-jun-2006 SIGN=CAABC3F4F698FEATURE afcv5_structural ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 VENDOR_STRING=commercial ISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006NOTICE="Team AWXS" ck=184 SN=AE125930 START=03-jun-2006SIGN=26553E70392CFEATURE afcv5_thermal ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 VENDOR_STRING=commercial ISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006NOTICE="Team AWXS" ck=243 SN=AE125930 START=03-jun-2006SIGN=4A4ACACA2E48FEATURE ams ABAQUSLM 70.0 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SIGN=1C05659A08F2FEATURE parallel ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024VENDOR_STRING=commercial ISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006NOTICE="Team AWXS" ck=13 SN=AE125930 START=03-jun-2006SIGN=265E0D8AE6D4FEATURE proe_assoc_import ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024ISSUED=03-jun-2006NOTICE="Team AWXS" ck=185 SN=AE125930 START=03-jun-2006SIGN=CC21E30EF7C6FEATURE safe ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 VENDOR_STRING=commercialISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006 NOTICE="Team AWXS" ck=181SN=AE125930 START=03-jun-2006 SIGN=C74085DE4910FEATURE standard ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024VENDOR_STRING=commercial ISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006NOTICE="Team AWXS" ck=221 SN=AE125930 START=03-jun-2006SIGN=C4A8AE72FA8AFEATURE sw_assoc_import ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024VENDOR_STRING=commercial ISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006NOTICE="Team AWXS" ck=134 SN=AE125930 START=03-jun-2006SIGN=7AB199DCE0DEFEATURE sw_import ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024VENDOR_STRING=commercial ISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006NOTICE="Team AWXS" ck=190 SN=AE125930 START=03-jun-2006SIGN=5039CE224FE2FEATURE viewer ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024ISSUED=03-jun-2006NOTICE="Team AWXS" ck=210 SN=AE125930 START=03-jun-2006SIGN=6EF0332C109C#########################################FEATURE cfd ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 VENDOR_STRING=commercialISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006 NOTICE="Team AWXS" ck=163SN=AE125930 START=03-jun-2006 SIGN=5CF3AAEAC426 FEATURE iads ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 VENDOR_STRING=commercialISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006 NOTICE="Team AWXS" ck=217SN=AE125930 START=03-jun-2006 SIGN=B9A51032EF80FEATURE cse ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 VENDOR_STRING=commercialISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006 NOTICE="Team AWXS" ck=170SN=AE125930 START=03-jun-2006 SIGN=86E1300ADE18FEATURE soliter ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024VENDOR_STRING=commercial ISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006NOTICE="Team AWXS" ck=178 SN=AE125930 START=03-jun-2006SIGN=4D6FE18279BEFEATURE euler_lagrange ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 VENDOR_STRING=commercial ISSUER=SIMULIAISSUED=03-jun-2006NOTICE="Team AWXS" ck=168 SN=AE125930 START=03-jun-2006SIGN=38B6789C93A6FEATURE atom ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 VENDOR_STRING=commercial \\ISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006 NOTICE="Team AWXS" ck=189 \\SN=AE125930 START=03-jun-2006 SIGN=8D8D0B806D7C FEATURE sph ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 VENDOR_STRING=commercial \\ISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006 NOTICE="Team AWXS" ck=178 \\SN=AE125930 START=03-jun-2006 SIGN=6D9515AA2B00 FEATURE atom_smooth ABAQUSLM 70.0 07-jul-2028 1024 \\ VENDOR_STRING=commercial ISSUER=SIMULIA ISSUED=03-jun-2006 \\NOTICE="Team AWXS" ck=190 SN=AE125930 START=03-jun-2006 \\SIGN=3580FAD21234。

Abaqus 6.11 / Marc 2010 子程序配置指南及一些安装问题测试通过环境：visual studio 2008/intel fortran 11安装步骤：1.下载安装visual studio 2008（EN）必须安装英文版，不然无法定位编译器。

另外，visual studio 2010似乎也无法定位，反正08肯定可以。

2.下载安装intel fortran 11 前后的版本应该都可以。

3.安装abaqus 6.11/Marc 20104.安装完成后，对abaqus做如下配置：修改ABAQUS CAE及ABAQUS verification的快捷方式属性中目标栏为类似下列语句："D:\Program Files\Intel\Compiler\11.1\038\bin\ia32\ifortvars_ia32.bat"&&E:\SIMULIA\Abaqus\Commands\abq611pr3.bat cae || pause所添加的路径为intel fortran的安装路径，32位系统使用ifortvars_ia32.bat文件，64为系统使用ifortvars_ia64.bat文件，该文件同样在intel fortran的安装路径里。

修改完成以后运行verification，不出意外的话应该全部显示为pass。

5.安装完成后，对marc做如下配置：修改D:\MSC.Software\Marc\2010\marc2010\tools下include_win32.bat文件（64位系统为include_win64.bat）在文件开头处添加语句：@call "D:\Program Files\Intel\Compiler\11.1\038\bin\ia32\ifortvars_ia32.bat"上述过程即可设置好abaqus及marc所需要的子程序编译器环境。

设计循环 （Design cycle） : 优化分析是一种不断更新设计变量的迭代过程， 执行 Abaqus 进行模型修改、查看结果以及确定是否达到优化目的。 其中每次迭代叫做一个设计循环。 优化任务 （Optimization task） ： 一次优化任务包含优化的定义， 比如设计响应、 目标、 限制条件和几何约束。 设计响应（Design responses）: 优化分析的输入量称之为设计响应。设计响应可以直接 从 Abaqus 的结果输出文件.odb 中读取，比如刚度、应力、特征频率及位移等。或者 Abaqus 从结果文件中计算得到模型的设计响应，例如质心、重量、相对位移等。 一个设计响应与模型紧密相关，然而，设计响应必须是一个标量，例如区域内的最大应 力或者模型体积。另外，设计响应也与特定的分析步和载荷状况有关。 目标函数（Objective functions）: 目标函数决定了优化的目标。一个目标函数是从设计 响应中提取的一个标量， 如最大位移和最大应力。 一个目标函数可以用一个包含多个设计响 应的公式来表示。如果设定目标函数为最小化或者最大化设计响应，Abaqus 拓扑优化模块 则将每个设计响应值代入目标函数进行计算。另外，如果有多个目标函数，可以用权重因子 定义每个目标函数的影响程度。 约束（Constraints）: 约束亦是从设计响应中提取的一个标量值。然而，一个约束不能 由设计响应的组合来表达。约束限定了设计响应 ，比如可以指定体积必须降低 45%或者某 个区域的位移不能超过 1mm。也可以指定跟优化无关的加工约束或者几何约束，比如，一 个零件必须保证能够浇铸或者冲压，又比如轴承面的直径不能改变。 停止条件（Stop conditions）: 全局停止条件决定了优化的最大迭代次数。 局部停止条 件在局部最大/最小达成之后指定优化应该停止。 13.1.1.2 Abaqus/CAE 结构优化步骤

1.abaqus如何调整图例的大小，就是云图左上角那个图框，字太小了 看不清！！直接设置图例的字体大小就可以： 工具栏viewport>viewport annotation options>legend(选项卡)>text(选项)>set font(按钮)>size，修改size选项中的数字，就可以修改图例大小了。

2.cohesive element ＡＢＡＱＵＳ在6.11使用cohesive element，定义cohesive材料属性的时候主要步骤：1.定义一个材料的名字，比如cohesive，不要去定义任何属性（弹性，弹塑性等等）。

2.打开工具栏model--edit keywords，在inp中手动添加材料的各种属性。

PS: 定义section的时候选cohesive，element control选sweep，element type选cohesive，这些是使用cohesive element的基本步骤。

zero thickness的cohesive section设定abaqus所谓的zero-thickness，其实就是定义cohesive section的initial thickness=1.0。

你可以在定义section的时候定义（specify），也可以用系统默认的thickness（也是1.0），这样有关cohesive element 的计算当中，就有displacement（位移）=strain（应变）*thickness ( 1.0 )=strain的数值。

我们知道从1914年Ingless和1921年Griffith提出断裂力学开始，一直到60年代都停留在线弹性断裂力学(LEFM)的层次。

后来由於发现在裂纹尖端进入塑性区后用LEFM仍然无法解决stress singularity的问题。

1960年由Barenblatt 和Dugdale率先提出了nonlinear/plastic fracture mechnics的概念，在裂纹前端引入了plastic zone,这也就是我们现在用的 cohesive fracture mechnics的前身。

美国 ABAQUS 软件公司北京代表处华贸中心 2 号写字楼，707-709 室 中国，北京 100016 电话：(8610) 6536 2345 传真：(8610) 6598 9050ABAQUS模块简介ABAQUS 有两个主分析模块——ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit，ABAQUS 也包含一个具 有交互作用的图形模块——ABAQUS/CAE,他提供了 ABAQUS 图形界面的交互作用工具。

ABAQUS/CAE（前后处理） ABAQUS/CAE 是 ABAQUS 有限元分析的前后处理模块，也是建模、分析和仿真的人机交互平台。

该模块根据结构的几何图形生成网格，将材料和截面的特性被分配到网格上，并施加载荷和边界条件。

该模块可以进一步将生成的模型投入到后台的分析模块运行，对运行情况进行监测，并对计算结果进行 后处理。

ABAQUS/CAE 的后处理支持 ABAQUS 分析模块的所有功能，并且对计算结果的描述和解释提 供了范围很广的选择，除了通常的云图，等值线和动画显示之外，还可以用列表，曲线等其他常用工具 的来完成工程显示。

该模块的许多独特功能与特点，例如 CAD 建模方式、参数化建模、适应设计者要求 的数据管理系统等极大的方便了 ABAQUS 的使用者。

ABAQUS/Standard（通用程序） ABAQUS/Standard 是一个通用分析模块，它能够求解广泛的线性和非线性问题，包括结构的静态、 动态、 热和电反应等。

对于通常同时发生作用的几何、 材料和接触非线形采用自动控制技术处理。

ABAQUS 拥有 CAE 工业领域最为广泛的材料模型，它可以模拟绝大部分工程材料的线形和非线形行为，而且任何 一种材料都可以和任何一种单元或复合材料的层一起用于任何合适的分析类型。

ABAQUS/Explicit（显示分析） ABAQUS/Explicit 是利用对事件变化的显示积分求解动态有限元方程。

Module:job
创建 编辑 工作 工作
联合 边
7、编辑网格
Module:Visualization
1 3 5 7 8 10 11 13 14 16 18 15 17 19 2 4 6 9 12
1、线框图 2、未变形图 3、变形图 4、云纹图 5、变量的大小和方向 6、材料方向 7、显示曲线图 8、按比例显示动画 9、按增量显示动画 10、谐函数显示动画 11、创建坐标系 12、编辑11 13、颜色编码 14、创建X-Y曲线图 15、编辑14
三点 移动旧 确定 坐标系 两线 确定
19、修补边
合并 部件
合并 去除平 曲线 面线
20、修补面
合并 合并 删除 小面 面 面
壳变 修补 实体 面
创建 移除 面 小面
Moduel:property
1、创建材料 2、编辑1 3、选择材料 4、编辑3 5、部件赋材 6、编辑5 7、材料取向
主要分析功能
ABAQUS主要具有以下分析功能 （1）静态应力/位移分析 包括线性、材料非线性、几何非线性、 结构断裂分析等。 （2）动态分析 包括频率提取分析、瞬态响应分析、稳态响应分 析、随机响应分析。 （3）非线性动态应力/位移分析 包括各种随时间变化的大位移分 析、接触分析等。 （4）粘弹性/粘塑性响应分析 粘弹性/粘塑性材料结构的响应分 析。 （5）热传导分析 传导、辐射和对流的瞬态或稳态分析。 （6）退火成形过程分析 对材料退火热处理过程的模拟。 （7）质量扩散分析 静水压力造成的质量扩散和渗流分析等。 （8）准静态分析 应用显示积分方法求解静态和冲压等准静态问 题。
用户操作界面
模型树 标题栏 环境栏 主菜单 工具栏 试图区
2
信息去或命令行接口 工具区

Abaqus产品模块介绍Abaqus有两个主分析模块——Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit，Abaqus也包含一个具有交互作用的图形模块——Abaqus /CAE, 它提供了Abaqus图形界面的交互作用工具。

Abaqus/CAE（前后处理）Abaqus/CAE是Abaqus有限元分析的前后处理模块，也是建模、分析和仿真的人机交互平台。

该模块根据结构的几何图形生成网格，将材料和截面的特性被分配到网格上，并施加载荷和边界条件。

该模块可以进一步将生成的模型投入到后台的分析模块运行，对运行情况进行监测，并对计算结果进行后处理。

Abaqus/CAE的后处理支持Abaqus分析模块的所有功能，并且对计算结果的描述和解释提供了范围很广的选择，除了通常的云图，等值线和动画显示之外，还可以用列表，曲线等其他常用工具的来完成工程显示。

该模块的许多独特功能与特点，例如CAD建模方式、参数化建模、适应设计者要求的数据管理系统等极大的方便了Abaqus的使用者。

Abaqus/Standard（通用程序）Abaqus/Standard是一个通用分析模块，它能够求解广泛的线性和非线性问题，包括结构的静态、动态、热和电反应等。

对于通常同时发生作用的几何、材料和接触非线形采用自动控制技术处理。

Abaqus 拥有CAE工业领域最为广泛的材料模型，它可以模拟绝大部分工程材料的线形和非线形行为，而且任何一种材料都可以和任何一种单元或复合材料的层一起用于任何合适的分析类型。

Abaqus/Explicit（显示分析）Abaqus/Explicit是利用对事件变化的显示积分求解动态有限元方程。

该模块适合于分析向冲击和爆炸这样短暂、瞬时的动态事件，对高度非线性问题也非常有效，包括模拟加工成形过程中改变接触条件的问题。

以上两种分析模块输入文件的基本格式是相同的，他们的输出是相似的。

Abaqus/CFD（流体分析）Abaqus V6.10版本新增求解器，详细介绍请参考官网内容。

Abaqus中Topology和Shape优化指南目录1. 优化模块界面......................................................................................................- 1 -2. 专业术语..............................................................................................................- 1 -3.定义拓扑优化Task(general optimization和condition-based optimization).......- 2 -3.1 General Optimization 参数设置.................................................................- 3 -3.1.1 Basic选项参数..................................................................................- 3 -3.1.2 Density选项参数..............................................................................- 4 -3.1.3 Perturbation选项参数.......................................................................- 5 -3.1.4 Advanced选项参数...........................................................................- 5 -3.2 Condition-based topology Optimization 参数设置....................................- 6 -3.2.1 Basic选项参数..................................................................................- 7 -3.2.2 Advanced选项参数...........................................................................- 7 -4 定义Shape Optimization Task方法....................................................................- 8 -4.1 Basic选项参数............................................................................................- 8 -4.2 Mesh Smoothing Quality选项参数............................................................- 9 -4.3 Mesh Smoothing Quality选项参数..........................................................- 11 -5 定义design response变量方法.........................................................................- 13 -5.1 单个design response定义方法...............................................................- 14 -5.2 combined design response定义方法........................................................- 15 -5.3 design response使用注意事项.................................................................- 17 -5.3.1 定义design response的操作.........................................................- 17 -5.3.2 condition-based topology optimization的design response............- 18 -5.3.3 general topology optimization的design response..........................- 18 -5.3.4 design response for shape optimization...........................................- 21 -6 定义objective function方法..............................................................................- 22 -6.1 目标函数定义...........................................................................................- 23 -6.2 目标函数的运算.......................................................................................- 23 -6.2.1 min运算..........................................................................................- 23 -6.2.2 max运算..........................................................................................- 24 -6.2.3 minimizing the maximum design response......................................- 24 -7 定义Constraints方法........................................................................................- 24 -8 定义Geometric restrictions方法.......................................................................- 25 -8.1 Defining a frozen area................................................................................- 26 -8.2 Specifying minimum and maximum member size....................................- 26 -8.3 maintaining a moldable structure(可拔模结构)........................................- 27 -8.4 maintaining a stampable structure(冲压成型结构)...................................- 28 -8.5 Specifying a symmetric structure...............................................................- 29 -8.6 Applying additional restrictions during a shape optimization...................- 31 -8.7 Combining geometric constraints..............................................................- 31 -9 定义Stop conditions方法..................................................................................- 32 -9.1 Global stop conditions...............................................................................- 32 -9.2 Local stop conditions.................................................................................- 33 -10 Abaqus优化模块支持.......................................................................................- 34 -10.1 Support for analysis types........................................................................- 34 -10.2 Support for geometric nonlinearities.......................................................- 34 -10.3 Support for multiple load cases................................................................- 34 -10.4 Support for acceleration loading..............................................................- 35 -10.5 Support for contact during the optimization............................................- 35 -10.6 Restrictions on an Abaqus model used for topology optimization..........- 35 -10.7 Restrictions on an Abaqus model used for shape optimization...............- 35 -10.8 Support materials in the design area........................................................- 36 -10.8.1 Materials supported by condition-based topology optimization....- 36 -10.8.2 Materials supported by general topology optimization.................- 36 -10.8.3 Material support in shape optimization..........................................- 37 -10.9 支持的单元类型.....................................................................................- 37 -10.9.1 支持的二维实体单元...................................................................- 37 -10.9.2 支持的三维实体单元...................................................................- 38 -10.9.3 支持的对称实体单元...................................................................- 39 -10.9.4 额外支持的单元...........................................................................- 39 -11. Job模块中优化过程的设置............................................................................- 40 -11.1 优化过程的理解.....................................................................................- 40 -11.2 Optimization Process Manager................................................................- 42 -12 拓扑优化理论...................................................................................................- 42 -12.1 General Topology Optimization理论......................................................- 43 -12.1．1 SIMP(Solid Isotropic Material With Penalization Method).......- 43 -12.1.2 RAMP(Rational Approximation of Material Properties)...............- 43 -12.1.3 Gradient-based methods.................................................................- 43 -12.2 General与Condition-based Topology Optimization对比.....................- 44 -13 拓扑优化结果后处理.......................................................................................- 44 -13.1 单元相对密度值.....................................................................................- 44 -13.2 Isosurfaces................................................................................................- 45 -13.3 Extraction.................................................................................................- 47 -14 形貌优化后处理...............................................................................................- 48 -14.1 向量DISP_OPT.....................................................................................- 48 -14.2 场变量DISP_OPT_V AL........................................................................- 48 -14.3 正常分析步中的优化迭代过程中的应力和位移等场变量.................- 49 -14.4 Extracting a surface mesh........................................................................- 49 -15 几何非线性的开与闭对拓扑优化结果的影响...............................................- 50 -16. 形貌优化中的几何约束..................................................................................- 53 -16.1 Demold control(脱模控制)......................................................................- 53 -16.2 Turn control(车床加工控制)...................................................................- 55 -16.3 Drill control(钻孔控制)...........................................................................- 56 -16.4 Planar symmetry(平面对称约束)............................................................- 57 -16.5 Stamp control(锻造控制)........................................................................- 58 -16.6 Growth约束............................................................................................- 58 -16.7 Design direction约束..............................................................................- 59 -16.8 Penetration check(穿越检查)..................................................................- 60 -1. 优化模块界面2. 专业术语① optimization task：对优化任务的一个定义，即定义一个优化Job；② design responses：一个设计响应可以直接从输出数据库中提取，例如模型的体积，另外，对于拓扑优化模块的设计响应不仅可以直接从输出数据库中提取，而且可以计算设计响应，如模型的应变能；③ objective function：目标函数指的是设计响应的函数值或者是一组设计响应的组合，如整个模型的应变能的最小值；④ constraints：约束是一个设计响应的函数值，但不能是多个设计响应组合的函数值；⑤ geometric restriction：A geometric restriction places restrictions on the changes that the Abaqus Topology Optimization Module can make to the topology of the model. Geometrical restrictions include frozen regions from which material cannot be removed and manufacturing constraints, such as restrictions on cavities and undercuts, that would prevent the optimized model from being removed from a mold⑥ stop condition：停止条件是对优化计算收敛的一个指示器，如当在一个指定数量的迭代后一个优化被认为完成了；global stop condition定义了优化迭代的最大数目，local stop condition指定了优化迭代达到所需最小或最大数目；⑦ optimization processes：需要在job模块中创建；⑧ design varible：对于topo优化，优化区域的每个单元的密度即为设计变量；而shape优化，优化区域表面单元的节点的位移即为设计变量；⑨ design cycle：优化过程中的每个迭代成为design cycle；【提示】：I、优化算法总是在满足了约束的基础上才开始最大或最小化目标函数；II、一个优化任务中最多只能包含一个体积约束；【附英文原版】3.定义拓扑优化Task(general optimization和condition-based optimization)3.1 General Optimization 参数设置 3.1.1 Basic选项参数3.1.2 Density选项参数3.1.3 Perturbation选项参数3.1.4 Advanced选项参数在优化计算过程中，拓扑优化模块会自动给优化区域分配一个指定的质量来满足约束和目标函数，在优化结束时，整个优化区域的结构包含了硬单元(hard elements)和软单元(soft elements)，其中软单元对结构的刚度没有任何影响，但是影响着结构的自由度，因此会影响优化计算的速度。

三点生成坐标系的方法
快捷图标，按照窗口 提示操作。
图3 创建一个数据平面
图4 创建一个局部坐标系
返回Tools说明
移动两条不平行的边生成数据点
移动两条不平行的边生 成数据点的方法：(1)点 击Tools->Datum>Point->Offset from 2 edges.（2）按照提示 选择一个放置数据点的 面，如图1红色区域。(3) 图1 选择数放置数据点的面 图2 选择第一条边 选择第一条边，如图2 中紫色的线，并在窗口 下方提示区域输入移动 的数值，敲Enter键。 （4）选择第二条边， 如图3中第二条紫色线， 并在窗口下方提示区域 输入移动的数值，敲 Enter键，完成数据点的 定义，如图4所示。
ABAQUS主要分析功能
• • • • • • • • • • 1 静态应力/位移分析 ：包括线性、几何或材料非线性、结构断裂分析等 。 2 动态分析 ：包括频率提取、瞬态响应分析、稳态响应分析、随机响应分析等。 3 非线性动态应力/位移分析：包括各种随时间变化的大位移分析、接触分析等。 4 粘弹性/粘塑性响应分析：包括粘弹性/粘塑性材料结构的响应分析。 5 热传导分析：包括传热、辐射和对流的瞬态或稳态分析。 6 退火成型过程分析：对材料退火热处理过程的模拟。 7 质量扩散分析：静水压力造成的质量扩散和渗流分析等 8 准静态分析：包括应用显示积分方法求解静态和冲压等准静态问题。 9 耦合分析：包括热/力耦合、热/点耦合、压/电耦合、流/力耦合、声/力耦合等。 10 海洋工程结构分析：包括模拟海洋工程的特殊载荷，例如流载荷、浮力、惯性力；分析海洋工程的
查 询 （ query) 快 捷 键 显 示 组 快 捷 键 帮 助 返回ABAQUS总体说明

abaqus软件现在受到大家的欢迎，但在使用过程中，还是有一些特别容易出问题的地方，我把自己的一点点体会与大家分享，欢迎会员也将自己的体会奉献出来，求共同进步！- L( Q) a7 a" A& Z( D: g1、part模块，需要注意的就是在建立刚体的时候，一定要指定参考点reference point，在后面分析过程中的位移、载荷的施加都在施加在此参考点上的。

刚体只有平动和转动，不会有变形，因此参考点的选择即可以在建立的rigid part上，也可以建立在其他你觉得方便的位置6 R$ f! Y; c3 H/ ~2、property模块，需要注意的的就是要对相应截面赋予材料特性，abaqus不同于ansys，它对单元材料属性的赋予是通过定义一个包含此材料属性的截面，并把此截面赋予到相应的part上实现的，因此它比ansys的优势就是如果你修改单元网格大小的时候，不需要重新定义材料，而ansys则是把材料直接赋予到单元上的。

这是abaqus的优势所在。

! @( F) f" b9 v 4 N4 {+ Z# r" t. Z. M; ~property模块的材料属性设置也是一个非常重要的方面，比如塑性plastic设置的时候，对应的plastic的第一个数值必须为零，且plastic strain必须是递增的。

另外材料输入的时候，必须明确自己的单位制，进行统一输入，我个人比较倾向SI单位制，根据实际情况吧，如果你的模型比较小，那么mm单位估计就是最佳选择了。

, m3 @$ x' N5 T; V b$ _$ Z" C4 m, y4 d1 H3、assembly模块，它是一个组装模块，顾名思义，就像一个复杂实体（比如汽车），它有很多part组成，有轮胎、方向盘、轴承等等等等诸多零件组成，那么对于这些零件，大家可以在part模块分别建立，那么组装就是在assembly里面实现了，在建立part的时候，大家可以精确定位（即在总体坐标系下对每个part统一定位），但是我觉得对于复杂模型不是很方便，也可以对每一个part分别建立自己的坐标系，比如方向盘可以建立拄坐标系，所有part建立完毕之后，到assembly模块的第一步就是要建立实体instance，将所有part 进行instance之后，就可以对所有这些instance进行组装定位了，定位的时候要合理利用里面的一些定位约束congstraint的使用。

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n i l n o A E F
ABAQUS/Standard
版本
广 泛 的 分 析 类 型 和 丰 富 的 材 料 库
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分析类型 ABAQUS/Standard 提供各类型的分析 程序，从常见的线性问题分析到复杂多步 非线性问题都能高效、可靠地解决。分析 程序的丰富多样性使运用变得十分方便， 一个单一的模拟可以包括多种分析类型。 例如，可以包括一个非线性静态分析，接 着进行非线性动态分析或者一系列线性摄 动分析来获得在初始预应力状态下结构的 固有频率和微振动响应。 ABAQUS/Standard 还提供了模拟多步 骤分析的能力，比如那些在组装和生产过 程中碰到的操作：在很多步骤中，引入新 组件或将现有组件移除。恰当的结合使用 ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 对一个操作中的不同 步骤模拟，可以进一步增强该功能。在此 一个分析的特定步骤的结果会被自动地传 递到后面的分析里。 ABAQUS/Standard 可以模拟大量的物 理现象，例如除了应力/位移分析之外还 有：热传导，质量扩散，和声学现象。
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快速、强健和高效的求解技术
求解器技术 ABAQUS/Standard 提供一个动态 载荷平衡的并行稀疏矩阵求解器， 这 个求解器很大程度上扩大了模型尺 寸的范围，并且能够实现多至 16 个 处理器的并行运算。 该求解器可以被 应用于各种类型的分析， 无论使用什 么单元类型，约束条件，接触定义或 其他模型特征。此外，这个求解器对 于子结构的生成和非对称刚 度矩阵问题的求解也是很有 效的。 ABAQUS/Standard 提供 一个基于域分解的并行迭代 求解器，这个求解器为特定 种类问题——如汽车动力传 动系统中的问题，提供附加 的便利功能。 ABAQUS/Standard 提供 一个并行的 Lanczos 特征 值求解器，在大规模模型中可以快 速有效提取多阶特征值。它是线性 动力学分析的重要工具，包括瞬态 响应，谐波响应，随机响应，和地 震 响 应 谱 分 析 。 ABAQUS/Standard 还有一个复特 征值求解器，可以实现对非对称系 统或带阻尼的对称系统的复特征值 提取。此外，ABAQUS/Standard 可以运用直接积分或高效的子空间 投影法（对弱的非线性问题）来解 决瞬态和谐波载荷下非线性结构的 ABAQUS/Standard 动态响应。 开创性的技术和程序 除 了 强 有 力 的 求 解 技 术 ， ABAQUS/Standard 还提供几种开 创性的求解技术以减少分析时间。 例如直接循环求解过程，它能够经 济有效的对循环加载下的结构稳态 响应进行求解。该技术对高温疲劳 问题（例如汽车动力传动系统中的 热疲劳问题）的求解非常有效。