下载文档原格式
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。
ABAQUS软件功能特点及其操作要点ABAQUS是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一，是美国ABAQUS公司(原Hibbitt,Karlsson&Sorensen,Inc）的产品。
特别是它的非线性力学（几何、材料、接触）分析功能具有世界领先水平，在北美、欧洲和亚洲许多国家的机械、化工、土木、水利、材料、航空、船舶、冶金、汽车、电气工业设计等领域中得到广泛的应用.ABAQUS的功能特点它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问题到许多复杂的非线性问题。
它可以进行结构的静态和动态分析，如应力、变形、振动、冲击、热传导和对流、质量扩散、声波、力电耦合分析等。
它具有丰富的单元模式，如杆、梁、刚架、板壳、实体、无限体元等；它可以模拟广泛的材料性能,如金属、橡胶、钢筋混凝土、弹性泡沫、岩石和土壤等。
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 分析步骤使用ABAQUS进行有限元分析包括三个步骤：使用ABAQUS/CAE或其他前处理器进行前处理使用ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit进行分析计算使用ABAQUS/Viewer进行后处理ABAQUS/CAE简介1）ABAQUS/CAE的模型数据库保存在扩展名为.cae的文件中，每个ABAQUS模型中只能有一个装配件（assembly），它是由一个或多个实体（instance）组成的，一个部件（part）可以对应多个实体。
2）ABAQUS/CAE由以下功能模块构成：Part(部件)、Property(特性)、Assembly(装配)Step(分析步)、Interaction(相互作用)、Load（载荷）Mesh(网格)、Job(分析作业)、Visualization(后处理)Sketch(绘图)。
3）Part模块的主要功能包括：创建、编辑和管理部件，通过创建特征（feature）来定义部件的几何形状，指定刚体部件的参考点。
4）Property模块的主要功能包括：创建和管理材料、截面属性、梁截面，指定部件的截面属性、取向、法线方向和切线方向。
5）Assembly模块的主要功能包括：创建、合并和切割实体，为实体定位。
6）Step模块的主要功能包括：创建分析步，设定输出数据，设定自适应网格，控制求解过程。
7）Interaction模块的主要功能是定义相互作用（例如接触）、约束、连接件、惯量、裂纹、弹簧和阻尼器。
8）Load模块的主要功能是定义载荷、边界条件、场变量和载荷状况。
9）Mesh模块的主要功能包括：布置网格种子，设置单元形状、单元类型、网格划分技术和算法、划分网格，检验网格质量。
10）Job模块的主要功能包括：创建分析作业，提交和运行分析作业，生成INP文件，监控分析作业的运行状态，中止分析作业的运行。
11）Sketch模块的主要功能是绘制二维平面图。
ABAQUS软件公司和产品应用介绍一、ABAQUS软件公司的发展历程1972年，ABAQUS的首要创始人David Hibbitt在布朗大学完成了Ph.D.论文，论文的一部分为基于有限元方法的计算力学内容。
这期间，他和他的导师创建了一个公司，产品为他们开发的有限元软件MARC。
此后，ABAQUS的另外一个创始人Paul Sorensen也加入了MARC，但之后回到布朗大学继续攻读Ph.D学位。
ABAQUS的另外一个创始人Dr. Bengt Karlsson曾经是Control Data公司的分析工程师，由于工作的关系，他逐步对当时各种有限元程序加以熟悉并产生浓厚兴趣。
1976年，他从欧洲来到美国和Hibbitt一同在MARC工作。
作为MARC的总工程师，Hibbitt越发意识到工业界对有限元软件有一种强烈的需求，将会成为工程师的日常工具，逐步取代传统的实验做法，但这要求对现有的程序进行大幅度修改，使之能够处理更大规模的模型，计算的可靠性和精度更高。
他建议导师重写MARC的内核来适应工业领域的要求，但是他的导师当时不愿意进行这样的一笔投资。
1977年，Hibbitt离开MARC开始从头编写ABAQUS。
Karlsson很快加入了他。
之后，已经从布朗大学博士毕业正在通用汽车公司工作的Sorensen也加入了他们的行列。
Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc., (HKS) 公司于1978年2月1日正式成立。
三个力学专家开始了一个强大工程分析工具的发展历程。
HKS的第一个客户是Westinghouse Hanford公司，它在华盛顿州从事核反应堆方面的开发工作。
Westinghouse Hanford需要进行复杂的分析，包括核燃料棒的接触、蠕变和松弛等问题。
ABAQUS可以进行温度相关的蠕变、塑性以及接触建模体现了其优势，很快ABAQUS在核工业领域小有名气。
ABAQUS早期的应用还包括石油、军工等其它领域。
Abaqus应用及发展趋势1 Abaqus简介随着计算机技术的发展，现代仿真软件迅速兴起，仿真分析在工程实践中占据着越来越重要的地位。
通过仿真软件模拟真实的材料属性和工作条件，计算得出最可能的结果，为实际生产提供重要的参考依据已为越来越多的相关工作者所接受。
ABAQUS软件是由法国达索SIMULIA公司开发的一款功能强大的数值仿真软件，可对复杂的结构系统进行力学和运动分析，尤其是可以处理复杂庞大问题及非线性问题[1]，ABAQUS 除了能对单一零件的力学和多物理场进行分析，还可以完成系统级的分析研究，能够模拟其他工程领域的很多问题，由于其强大的分析能力和复杂系统的模拟可靠性， Abaqus在各国的工业和研究中得到广泛的应用[2]。
2 研究现状Abaqus在诸多方面有着广泛的应用，例如：昌思[3]以深圳地铁某车辆段高陡岩质边坡为例，利用 ABAQUS 有限元分析软件，计算表明岩质边坡的破坏模式是沿着土石分界面发生滑动破坏的，边坡防护时应在土石界面处采取措施进行加固处理；蔡涛等[4]用 ABAQUS 数模软件，针对武汉某扩建项目基坑开挖问题，在放坡及护坡桩支护的条件下，进行基坑在开挖过程中边坡的应力、应变及稳定性分析，并进行了基坑隆起量以及荷载区沉降量的计算；吴凤元等[5]采用 ABAQUS 中的 Mohr-Coulomb 本构关系，并在开挖土体之前对其进行了地应力平衡,针对某双排桩支护进行了有限元的分析计算，分析了排桩支护结构水平位移以及地面沉降等计算结果的合理性，验证了 ABAQUS 在解决基坑开挖与双排桩支护问题的可行性；姜晶[6]运用 ABAQUS 有限元软件建立有限元模型，通过对建筑内部结合结构的形变情况进行反应谱分析，得到建筑结构模型的X向和Y向平动质量系数;王增辉等[7]基于 Abaqus-Isight 软件对飞机舱门密封件进行仿真分析和优化设计，同时校准了材料参数，，选取小应变常用的 Neo-Hookean 超弹性本构模型[8],提出了两种对飞机舱门密封件的优化设计方法，通过对比得到更优的密封件结构;胡烨之等[9]基于 ABAQUS 计算内核，采用 Python 计算机语言编写了二次开发程序，实现了人工边界处各节点的弹簧、阻尼器及等效节点荷载自动设置的功能，并具体阐述了程序编译流程和关键要素;李志敏等[10]基于 ABAQUS 分析软件，对某款塑料燃油箱系统进行了内压变形模拟，获得了燃油箱在内部压力下的变形量并考虑了变形量引起的失效风险[11-12];Abaqus Explicit等[13]采用ABAQUS作为数值求解器,分析了船体在不同载荷情况下的局部结构响应，包括变形、接触力和能量分布;Hemamathi A.等[14]采用ABAQUS对碾压混凝土梁的抗弯性能进行了数值研究；Sadeq Hajar等[15]使用Abaqus软件模拟了钢筋混凝土的直接牵引试验，试验表明钢筋混凝土结构比单独的混凝土结构具有更强的抗力，混凝土变形比钢筋混凝土变形更显著。
当前，ＣＡＤ在机械行业的产品辅助设计中已经日趋成熟，它为企业带来的巨大变革有目共睹，但机械制造商也越来越认识到，在工业产品日趋复杂化的今天，在创新创造价值的今天，在由“中国制造”走向“中国创造”的今天，仅靠ＣＡＤ很难提高产品的性能，为自己赢得优势地位。
在未来的产品开发过程中，机械制造商越来越需要依靠高性能计算技术和有限元分析手段来获得创新的设计。
产品的有限元分析越逼近真实，其设计水平就越高，其工业成本就能降低，产品质量就能不断提高，产品投放市场的速度就能不断加快，最终达到增强市场竞争优势的目的。
ＡＢＡＱＵＳ正是模拟真实世界的有限元工具。
ＡＢＡＱＵＳ始终领导着世界非线性ＣＡＥ领域的发展方向，其产品包括以下模块：ＡＢＡＱＵＳ／ＣＡＥ、ＡＢＡＱＵＳＦＯＲＣＡＴＩＡ（前后处理模块）和ＡＢＡＱＵＳ／Ｓｔａｎｄａｒｄ（隐式求解器模块）、ＡＢＡＱＵＳ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔ（显式求解器模块），这些技术被广泛用于航空航天、电子、医疗、耐用品、汽车、国防、石化、能源、材料工程等各个工业领域。
通过ＡＢＡＱＵＳ仿真可以帮助工程师在早期设计阶段对产品的设计及制造过程中的各种问题进行预测仿真，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到复杂的非线性问题，从而缩短设计周期，提高产品的性能质量，节约资金，赢得市场。
ＡＢＡＱＵＳ软件的功能可以归纳为线性分析、非线性和瞬态分析及机构分析三大块：一是线性静力学，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。
二是非线性和瞬态分析；汽车碰撞，飞机坠毁、电子器件跌落，冲击和损毁等；接触，塑性失效，断裂和磨损，橡胶超弹性等。
三是多体动力学分析；挖掘机机械臂运动分析、起落架收放、汽车悬架、微机电系统ＭＥＭＳ，医疗器械等。
在机械行业，ＡＢＡＱＵＳ能够提供满足各种工程应用的分析功能。
从简单线性分析到复杂非线性分析，从多刚体动力学分析到非线性柔性系统的动力学分析，从稳态分析到瞬态分析，ＡＢＡＱＵＳ软件均能提供完整的分析仿真解决方案。
abaqus自己总结Abaqus在工程分析中的应用随着科学技术的不断发展，越来越多的工程领域开始使用计算机模拟技术来分析和解决问题。
Abaqus作为一种先进的有限元分析软件，已经被广泛应用于机械、航空航天、汽车等领域的工程分析中。
Abaqus可以帮助工程师和设计师进行结构分析。
这意味着可以使用Abaqus来预测结构的响应和行为，从而优化结构设计和材料选择。
通过使用Abaqus，可以确定结构在载荷下的应力和变形，以及结构的稳定性和疲劳寿命等重要参数。
这些参数可以帮助工程师评估结构的安全性和可靠性，并为结构的优化提供指导。
Abaqus可以用于热力学分析。
这意味着可以使用Abaqus来模拟材料和结构在高温、低温、变形等条件下的行为。
热力学分析可以帮助工程师和设计师评估材料的性能，例如热膨胀系数、热导率等。
同时，它还可以用于预测材料在高温环境下的变形和破坏行为，这对于航空航天和火箭发动机等高温环境下的应用非常重要。
第三，Abaqus可以用于流体力学分析。
这意味着可以使用Abaqus来模拟流体在管道、泵、阀门等设备中的流动。
通过流体力学分析，可以预测流体的速度、压力、温度和浓度等参数，从而优化设备设计和流体控制系统。
例如，可以使用Abaqus来模拟飞机的空气动力学性能，从而优化飞机的燃油效率和稳定性。
Abaqus还可以用于多物理场耦合分析。
这意味着可以使用Abaqus来模拟不同物理场之间的相互作用，例如机械-热力学耦合、流体-结构耦合等。
通过多物理场耦合分析，可以更准确地预测结构和材料的行为，从而提高模拟的精度和可靠性。
总的来说，Abaqus在工程分析中的应用非常广泛，它可以帮助工程师和设计师优化结构设计、预测材料性能、优化流体控制系统等等。
因此，掌握Abaqus的使用方法和技巧可以帮助工程师和设计师更好地解决实际问题，提高工作效率和工作质量。
a b a q u s与f a t i g u e结合疲劳分析公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]Fatigue 分析实例为如图1所示的中心孔板，材料为LY12-CZ ，板宽50mm,孔直径为8mm ，板厚1mm 。
LY12-CZ 铝板弹性模量GPa E 68=，强度极限MPa b 482=σ。
在板的两边施加1MPa 的均布拉应力。
图1 中心孔板结构示意图1、应力计算结果与分析对上述模型进行有限元计算，结果应力云图如图2所示。
图2 应力云图2、*.Fil文件说明*.fil文件是ABAQUS的一种二进制输出文件，供其他软件（如Patran）后处理使用，如生成X-Y曲线，制作二维表格等，可以输出的项目包括：单元、节点、接触面、能量、模态、梁截面等的输出信息，输出的方法是在INP文件中增加输出指令，生成*.fil文件的步骤如下对ABAQUS/Standard，可以直接输出.fil文件，步骤如下：在inp文件中，step步骤之后， end step步骤之前，加上以下内容：*NODE FILERF,U,V**输出节点的作用力(RF)，位移(U,V)到*.fil中*EL FILES,E**输出单元应力(S)，应变(E)到*.fil中在abaqus的job界面重新运行inp文件，即可得到对应的fil文件3、疲劳寿命估算疲劳寿命估算需用到软件中的模块。
如图3所示，位于的Tools菜单下，点击Main Interface即可进入模块主界面。
图3 在中进入界面对结构施加的疲劳载荷谱见表1。
表1 名义应力谱级数Smax Smin循环次数1318-1212217641982将载荷谱导入后显示如图4所示。
图4载荷谱块谱示意图将模型的结果文件（.fil文件）导入中，点击输入材料和载荷谱信息，进行寿命估算，得到模型的对数寿命云图，如图5所示。
图5 对数寿命云图从图5上可知该结构的疲劳寿命为 2.2410174块谱。
