ABAQUS时程分析实例
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例地震反应分析是工程结构设计中非常重要的一项内容，ABAQUS是一款常用的有限元分析软件，可以用于进行地震反应分析。
下面将通过一个简单的实例来介绍ABAQUS中的时程分析法计算地震反应的方法。
假设我们要计算一个两层楼的简化结构在地震作用下的反应。
该结构由两根弹性细杆组成，分别代表两层楼板的水平支撑，两层楼板分别由质点模拟。
结构的初始状态为静力平衡，无任何位移和速度，没有外力作用。
我们将利用ABAQUS中的时程分析法来计算结构在地震作用下的运动。
1.组建模型首先，我们需要在ABAQUS中组建结构的有限元模型。
在ABAQUS中，我们可以使用CONNECTION命令来定义模型的节点和单元。
在本例中，我们定义了两个节点表示两层楼板的连接处，再使用ELEMENT命令定义两根弹性细杆，将两个节点连接起来。
这样就创建了一个简化的两层楼模型。
2.定义材料和截面属性在ABAQUS中，我们还需要定义模型的材料和截面属性。
在本例中，楼板部分可以使用线性弹性材料进行模拟，我们可以使用ELASTIC命令定义材料的弹性模量和泊松比。
而弹性细杆可以使用线性弹性的截面，我们可以使用SECTION命令定义截面的几何特性和材料特性。
3.定义边界条件为了模拟地震作用下的结构反应，我们需要定义结构的边界条件。
在本例中，我们希望模型底部节点固定，即节点的位移和旋转均为零。
我们可以使用BOUNDARY命令来定义节点的边界条件。
4.定义地震荷载在ABAQUS中，我们可以使用ACCELERATION命令来定义地震的加速度时程。
地震时程是描述地震波动过程的函数，通常由科学家通过实测数据进行获取。
在本例中，假设我们已经获取到地震波动的加速度时程，并将其转换为ABAQUS可用的格式。
5.设置时程分析参数在进行时程分析之前，我们还需要设置模型的时程分析参数。
在ABAQUS中，我们可以使用STEP命令设置分析的步数、步长和加载参数。
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例(在原反应谱模型上修改)问题描述:悬臂柱高12m,工字型截面(图1),密度7800kg/m3,EX=2、1e11Pa,泊松比0、3,所有振型的阻尼比为2%,在3m高处有一集中质量160kg,在6m、9m、12m处分别有120kg的集中质量。
反应谱按7度多遇地震,取地震影响系数为0、08,第一组,III类场地,卓越周期Tg=0、45s。
图1 计算对象第一部分:反应谱法几点说明:λ本例建模过程使用CAE;λ添加反应谱必须在inp中加关键词实现,CAE不支持反应谱;λ *Spectrum不可以在keyword editor中添加,keyword editor不支持此关键词读入。
λ ABAQUS的反应谱法计算过程以及后处理要比ANSYS方便的多。
操作过程为:(1)打开ABAQUS/CAE,点击create model database。
(2)进入Part模块,点击create part,命名为column,3D、deformation、wire。
continue(3) Create lines,在分别输入0,0回车;0,3回车;0,6回车;0,9回车;0,12回车。
(4)进入property模块,create material,name:steel,general-->>density,mass density:7800mechanical-->>elasticity-->>elastic,young‘s modulus:2、1e11,poisson’s ratio:0、3、(5) Create section,name:Section-1,category:beam,type:beam,Continuecreate profile, name:Profile-1, shape:I,按图1尺寸输入界面尺寸,ok。
ABAQUS基础与实例分析
❖ 线性单元（一阶单元）
❖ 二次单元（二阶单元）
ABAQUS基础和实例分析
单元的数学描述
❖ 1.拉格朗日或材料行 为的描述（不存在自 适应网格时）
材料不在单元间移动
❖ 2.欧拉或空间描述
材料在单元间流动 流体力学模拟
• 3.混合描述 （ABAQUS/Explicit中自适应网 格）
小知识：杂交单元的数学描述
单元名字后加“HA”B，AQU如S基C础和3实D例8分H析
ABAQUS/Viewer CAE 的一部分，又称为 Visualization模块（后 处理）
ABAQUS基础和实例分析
1 ABAQUS产品的组成
❖ 其他模块
ABAQUS/Aqua 适合于模拟离岸结构，如油 井平台，可用于分析波浪、风荷载和浮力的作 用。
ABAQUS/Design 适合于进行设计敏感性计算 ABAQUS/Foundation 适合于线性静态、动态
ABAQUS基础和实例分析
4 ABAQUS中的常用命令
❖ 用于获取信息的命令（Execution procedure for obtaining information）
abaqus {help | information={environment | local | memory | release | status | support | system | all} [job=jobname] | whereami}
SMA13 4cm 1400MPa 0.35 AC20 6cm 1200 MPa 0.3 沥青稳定碎石 24cm 1000MPa 0.3
级配碎石 15cm 500MPa 0.35 水泥稳定碎石 20cm 1500MPa 0.25
ABAQUS时程分析实例
ABAQUS时程分析实例ABAQUS是一款由达索系统公司（Dassault Systemes）开发的有限元分析软件，广泛应用于工程领域，可以进行静力学、动力学、热力学等各种类型的分析。
其中的时程分析是ABAQUS的一项重要功能，用于研究结构在时间上的响应和行为变化。
一个常见的时程分析实例是地震响应分析。
地震是自然灾害中最具破坏性的之一，对于建筑结构的安全性和可靠性来说非常重要。
通过进行地震时程分析，可以模拟结构在地震荷载下的受力情况，评估结构的抗震性能。
下面以一座建筑物的地震响应分析为例，介绍ABAQUS的时程分析步骤和相关参数设置。
首先，需要准备建筑物的有限元模型。
这一步通常包括进行几何建模、网格划分和材料特性设置等。
建筑物可以简化为一个二维平面模型，包括梁柱和板壳等。
根据实际情况，可以选择合适的元素类型和网格划分密度。
接下来，需要定义地震荷载。
地震荷载通常由地震波动力时程来表示，可以从相关地震研究机构获取或根据实际地震条件进行制定。
ABAQUS可以通过导入地震波时程文件的方式定义地震荷载。
然后，需要设置材料特性和边界条件。
材料特性包括弹性模量、泊松比、密度等，根据实际材料性质进行设置。
边界条件包括固定支撑、加载方式等，保证模型在分析过程中的力学平衡和合理约束。
接下来，设置分析步。
时程分析通常包括两个分析步：静载分析和响应谱分析。
静载分析用于确定结构在地震荷载之前的初始受力状态，响应谱分析用于模拟地震荷载作用下结构的动态响应。
在静载分析中，可以使用预加载的方法初始化结构；在响应谱分析中，需要定义谱函数和动力增益系数等参数。
最后，进行求解和后处理。
求解时程分析问题时，ABAQUS将根据定义的荷载和边界条件，对结构进行时间步积分，求解各个时间步的平衡方程。
求解完成后，可以通过ABAQUS提供的后处理功能，进行结果的可视化和分析，如位移云图、应力云图等。
总之，ABAQUS的时程分析功能可以用于研究结构在时间上的响应和行为变化。
ABAQUS实例分析
ABAQUS实例分析《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)1.2.1 Abaqus分析步骤 (2)1.2.2 Abaqus/CAE界⾯ (3)1.2.3 Abaqus/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 (6)⼆、具体步骤 (6)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1.2.1 Abaqus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。
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例
时程分析法计算地震反应的简单实例时程分析法计算地震反应的简单实例（在原反应谱模型上修改）问题描述：悬臂柱高12m，工字型截面（图1），密度78003，2.1e11，泊松比0.3，所有振型的阻尼比为2%，在3m高处有一集中质量160，在6m、9m、12m处分别有120的集中质量。
反应谱按7度多遇地震，取地震影响系数为0.08，第一组，类场地，卓越周期0.45s。
图1 计算对象第一部分：反应谱法几点说明：本例建模过程使用；添加反应谱必须在中加关键词实现，不支持反应谱；*不可以在中添加，不支持此关键词读入。
的反应谱法计算过程以及后处理要比方便的多。
操作过程为：（1）打开，点击。
（2）进入模块，点击，命名为，3D、、。
（3），在分别输入0，0回车；0，3回车；0，6回车；0，9回车；0，12回车。
（4）进入模块，，：，>>，：7800>>>>，‘s ：2.1e11，’s ：0.3.（5），：1，：，：,, : 1, ,按图1尺寸输入界面尺寸，。
在选择I，选择。
（6），选择全部，，弹出的对话框选择：1，。
（7），选择全部，默认值确定。
（8） >> ，在弹出的对话框里勾选，，以可视化梁截面形状。
（9）添加集中质量，>>>>，：1，：，，选择（0，3）位置点，：160，。
，：2，：，，选择0，6；0，9；0，12位置点（按多选），，：120，，。
（10） >> ，选（），。
（11） >> ，：1，选，在选项卡中，选择频率提取方法，本例选用法，，选，输入10。
再，，：2，选，在选项卡中，选择单向，选择（）法，：(反应谱的，后面再中添加)，方向余弦（0，0，1），：1.进入选项卡，阻尼使用直接模态（），勾选，：1，：8，：0.02。
（12）进入模块，>> ，：，选择，选择，选择，选择0，0点，，勾选u13所有6个自由度。
Abaqus分析操作实例
ABAQUS分析操作实例ABAQUS分析操作实例—For连接器行业Author:Dream flyDate: 2009-03-04操作流程介绍ABAQUS分析操作实例1.创建部件z ABAQUS CAD功能有限，对于复杂的几何模型一般都由其它CAD软件创建。
1.1 导入端子模型z在主菜单选择FileÆImportÆPart,在弹出的对话框中选择模型保存路径和格式类型。
部件导入对话框导入的端子模型1.2 创建解析刚性面z创建一解析刚性面以便对端子施加位移约束。
z在Module列表中选择Part模块，点击左侧工具区中的(Create Part),弹出Create Part 对话框，Type选择analytical rigid，把界面尺寸适当减小，点击Continue。
z在绘图环境中绘制一直线( ) ，然后点击三次中键确认，输入拉伸深度为1，完成解析刚性面创建。
z在主菜单选择ToolsÆReference point，创建一参考点来约束刚性面。
ABAQUS分析操作实例2.1 创建材料z 在Module 列表中选择Property 模块，点击左侧工具区中的(Create Material),弹出Edit Material 对话框，输入材料名称：C5210R-SH ，点击Mechanical ÆElasticity ÆElastic ，在数据表中设置材料Young’s Modulus 为110000，Poisson’s Ratio 为0.3，然后点击Mechanical ÆPlasticity ÆPlastic 输入两组材料塑性数据(710,0)，(764,0.18)，点击OK 。
2.1 创建截面属性z 点击左侧工具区中的(Create Section),点击Continue ，在弹出的Edit Section 对话框中，保持默认参数不变，点击OK 。
ABAQUS时程分析实例
ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例（在原反应谱模型上修改）问题描述：悬臂柱高12m,工字型截面（图1），密度7800kg/m3,EX=2。
1e11Pa,泊松比0。
3,所有振型的阻尼比为2％,在3m高处有一集中质量160kg，在6m、9m、12m处分别有120kg的集中质量。
反应谱按7度多遇地震，取地震影响系数为0.08,第一组，III类场地,卓越周期Tg=0。
45s。
图1 计算对象第一部分：反应谱法几点说明:λ本例建模过程使用CAE;λ添加反应谱必须在inp中加关键词实现，CAE不支持反应谱；λ *Spectrum不可以在keyword editor中添加,keyword editor不支持此关键词读入。
λ ABAQUS的反应谱法计算过程以及后处理要比ANSYS方便的多。
操作过程为:(1）打开ABAQUS/CAE，点击create model database。
（2）进入Part模块，点击create part,命名为column，3D、deformation、wire。
continue（3）Create lines，在分别输入0，0回车；0，3回车;0,6回车；0，9回车;0,12回车.（4）进入property模块，create material,name：steel，general-—>〉density，mass density：7800mechanical—->〉elasticity-->>elastic，young‘s modulus：2。
1e11,poisson's ratio：0.3。
（5）Create section，name：Section—1，category:beam，type：beam,Continuecreate profile，name：Profile—1, shape:I,按图1尺寸输入界面尺寸，ok。
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ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例ABAQUS时程分析法计算地震反应的简单实例（在原反应谱模型上修改）问题描述：悬臂柱高12m，工字型截面（图1），密度7800kg/m3，EX=2.1e11Pa，泊松比0.3，所有振型的阻尼比为2%，在3m高处有一集中质量160kg，在6m、9m、12m处分别有120kg 的集中质量。
反应谱按7度多遇地震，取地震影响系数为0.08，第一组，III类场地，卓越周期Tg=0.45s。
图1 计算对象第一部分：反应谱法几点说明：λ本例建模过程使用CAE；λ添加反应谱必须在inp中加关键词实现，CAE不支持反应谱；λ *Spectrum不可以在keyword editor中添加，keyword editor不支持此关键词读入。
λ ABAQUS的反应谱法计算过程以及后处理要比ANSYS方便的多。
操作过程为：（1）打开ABAQUS/CAE，点击create model database。
（2）进入Part模块，点击create part，命名为column，3D、deformation、wire。
continue（3）Create lines，在分别输入0，0回车；0，3回车；0，6回车；0，9回车；0，12回车。
（4）进入property模块，create material，name：steel，general-->>density，mass density：7800mechanical-->>elasticity-->>elastic，young‘s modulus：2.1e11，poisson’s ratio：0.3.（5）Create section，name：Section-1，category：beam，type：beam,Continuecreate profile, name:Profile-1, shape:I,按图1尺寸输入界面尺寸，ok。
在profile name选择I，material name 选择steel。
Ok（6）Assign section，选择全部，done，弹出的对话框选择section：Section-1，ok。
（7）Assign beam orientation，选择全部，默认值确定。
（8）View-->>part display options，在弹出的对话框里勾选，render beam profiles，以可视化梁截面形状。
（9）添加集中质量，Special-->>inertia-->>create，name：mass1，type：point mass/inertia，continue，选择（0，3）位置点done，mass：160，ok。
create，name：mass2，type：point mass/inertia，continue，选择0，6；0，9；0，12位置点（按shift多选），done，mass：120，ok，dismiss。
（10）Assembly-->>instance part，instance type选dependent（mesh on part），ok。
（11）Step-->>create step，name：step-1，procedure type选freqency，continue在basic选项卡中，eigensolver选择频率提取方法，本例选用lanczos法，number of eigenvalues request，选value，输入10.ok。
再create step，create step，name：step-2，procedure type选response spectrum，continue在basic选项卡中，excitations选择单向single direction，sumations选择square root of the sum of squares（SRSS）法，use response spectrum：sp(反应谱的name，后面再inp中添加)，方向余弦（0，0，1），scale factor：1.进入damping选项卡，阻尼使用直接模态（direct modal），勾选direct damping data，start mode：1，end mode：8，critical damping fraction：0.02.ok。
（12）进入load模块，Load-->>create boundary condition，name：fixed，step选择initial，category选择mechanical，types选择displacement/ rotation，continue选择0，0点，done，勾选u1~ur3所有6个自由度。
Ok。
（13）进入mesh模块，object选择part，点seed edge by number，选择所有杆，done，输入3，done点assign element type，选择全部杆，done，默认B31，ok。
点mesh part，yes。
（14）进入job模块，name：demo-spc，source：model，continue，默认，ok。
进入job manager，点击write input，在工作目录生成demo-spc.inp文件。
（15）进入ABAQUS工作目录，使用UltraEdit软件（或其他类似软件）打开demo-spc.inp，*Boundary关键词的后面加如下根据问题叙述确定的反应谱：*Spectrum,type=acceleration,name=sp0.1543,0.167,00.1915,0.25,00.2102,0.333,00.2241,0.444,00.25,0.5,00.3295,0.667,00.4843,1,00.5987,1.25,00.7868,1.667,01.0342,2.222,01.0342,10,00.3528,10000,0第一列为加速度，第二列为频率，第三列为阻尼比。
图2保存。
（16）进入job模块，create job，name：spc，source选择input file，input file select：工作目录下的demo-spc.inp，continue默认，ok，进入job manager，选择spc，submit，计算成功！Frequency must be increasing continuously in a spectrum definition（17）点击results进入后处理模块，可以看到最大位移为3.159cm，这与陆新征博士讲解的ansys结果3.1611cm基本一致。
可以查看工作目录下的spc.dat文件查看详细的频率和模态分析结果。
第二部分：时程分析（1）进入step模块，删除原step1、step2。
建立step1（static general），用于施加重力（2）将step1结果作为动态分析的初始状态，time period 设置为1e-10（很短时间）。
建立step2（dynamic implicit），进行动力时程分析time period 设置为20（施加的加速度记录共20s，间隔0.02s），type：automatic，最大增量数量设置为2000步，将初始时间增量设置为0.02，最小增量设置为1e-15，最大增量设置为0.02，half-step residual tolerance：100（控制automatic求解精度的值，在地震分析中应该设置多大为好？还没弄清楚！请大家赐教！）。
另外，将非线性开关打开：在Step Manager对话框中点击Nlgeom（3）将模型顶端节点设置为set-1:tools-->>set-->>create（在tools中设置，用于观察顶端节点的反应情况），同样的方法，底端节点设置为set-2在output中设置需要输出结果，在edit history output request 将domain改为set，选择set1，在displacement里面选择U。
output-->> history output request-->>manager-->>editCreat H-Output-2，选择set-2，同上（3）进入property模块，material editor-->>edit-->>mechanical-->>damping在材料中补充damping，使用瑞利阻尼，质量系数alpha为0.15，刚度系数beta为0.01。
（3）进入load模块，boundary condition manager，将fix在step2的propagated改为inactive（点击deactivate）create一个新的边界条件（在step2），取消z向位移约束（以在该方向施加加速度）再create一个边界条件（在step2），type为acceleration/ angular acceleration,continue选择基底节点，勾选A1，输入1（加速度记录单位m/s^2），在amplitude后点create，name：Amp-1，type：tabular，continuetime span：total time从excel文件ac5复制时间和加速度至date数据栏中（加速度时程按规范将最大值调整为0.35m/s^2）再amplitude下拉栏中选Amo-1，ok。
Dimiss（4）进入job模块，Create job，submit。
点击result（5） result->history output—>Special Displacement :U1 at Node 1 in NSET SET—2 和U1 at Node 5 in NSET SET—1（同时按住SHIFT键可同时选择）—>plot(6)点击左“XY Data”前的加号出现，对_temp_1,_temp_3分别单击右键，点击edit，可将时程数据导出到excel文件中，利用excel 计算功能，算出相对位移（求差），再利用excel做出相对位移的时程曲线。
注：原例中时程曲线如下本算法得到的曲线如下图。