abaqus第一讲：ABAQUS基础
Abaqus-基础与应用-第一章概述
Abaqus-基础与应用-第一章概述第1章概述有限元分析是使用有限元方法来分析静态或动态的物体或系统。
在这种方法中一个物体或系统被分解为由多个相互联结的、简单、独立的点所组成的几何模型。
在这种方法中这些独立的点的数量是有限的，因此被称为有限元。
1.1有限元分析简介本节首先简要介绍有限元分析的基本概念，然后简要阐述其发展和应用概况。
1.1.1有限元分析的基本概念在工程技术领域内，有许多问题归结为场问题的分析和求解，如位移场、应力场、应变场、流场和温度场等。
这些场问题虽然已经得出应遵循的基本规律（微分方程）和相应的限制条件（边界条件），但因实际问题的复杂性而无法用解析方法求出精确解。
由于这些场问题的解是工程中迫切所需要的，人们从不同角度去寻找满足工程实际要求的近似解，有限元方法就是随着计算机技术的发展和应用而出现的一种求解数理方程的非常有效的数值方法。
有限元分析的基本思想是用离散近似的概念，把连续的整体结构离散为有限多个单元，单元构成的网格就代表了整个连续介质或结构。
这种离散化的网格即为真实结构的等效计算模型，与真实结构的区别主要在于单元与单元之间除了在分割线的交点(节点)上相互连接外，再无任何连接，且这种连接要满足变形协调条件，单元间的相互作用只通过节点传递。
这种离散网格结构的节点和单元数目都是有限的，所以称为有限单元法。
在单元内，假设一个函数用来近似地表示所求场问题的分布规律。
这种近似函数一般用所求场问题未知分布函数在单元各节点上的值及其插值函数表示。
这样就将一个连续的有无限自由度的问题，变成了离散的有限自由度的问题。
根据实际问题的约束条件，解出各个节点上的未知量后，就可以用假设的近似函数确定单元内各点场问题的分布规律。
有限元方法进行结构分析主要涉及三个问题：（1）网格剖分和近似函数的选取选用合适单元类型和单元大小的问题。
合适的单元类型能在满足求解精度的条件下提高求解的效率，反之则可能会事倍功半。
ABAQUS初学者入门导读之一
ABAQUS初学者入门导读之一作者：cafe0519摘要：全文分8篇，分别就ABAQUS的基础背景，ABAQUS的文件组织和数据准备，ABAQUS的CAE回顾，ABAQUS的子程序调试，ABAQUS的批处理和程序自动化，ABAQUS的后处理以及ABAQUS与第三方Pre/Post处理器EDS FEMAP，Altair HyperMesh，MSC Patran和TNO FEMGV的亲密接触等几个最常遇到的话题。
第一篇主要讲述ABAQUS的基础资料的构成以及如何使用较快地入手了解你最关心的功能。
关键词：ABAQUS 有限元SIMWE 模块ABAQUS是一套功能强大的工程有限元软件，其解决问题的范围覆盖了从相对简单的线性分析到非常复杂的非线性问题。
ABAQUS拥有丰富可模拟任意形状的单元库和与之对应的各种类型的材料模型库，可以模拟大多数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、可压缩高弹性的泡沫材料以及类似于土和岩石等地质材料。
ABAQUS的最新版本是6.4-2，产品包括下面8个主要模块关于ABAQUS的进一步的介绍和ABAQUS的安装本文不做赘述。
ABAQUS Core ProductsABAQUS/Standard - 通用分析模块ABAQUS/Explicit - 显式分析模块ABAQUS/CAE - 前后处理模块ABAQUS Add-on ProductsABAQUS/AquaABAQUS/DesignABAQUS/FoundationABAQUS/Safe or FE/SAFEABAQUS Interface ProductsABAQUS Interface ABAQUS/C-MOLDABAQUS Interface for MoldflowABAQUS Interface for MSC.ADAMSABAQUS for CATIA V5正是由于ABAQUS的强大功能也带来了学习入门的复杂性，本文将通过简单介绍学习ABAQUS的体会，希望能对刚刚接触ABAQUS的学生一族给予一定的启示。
ABAQUS有限元软件基本操作说明
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第一讲：ABAQUS基础
数据行
572, 103, 104
节点号（对于梁B21单元）
单元号
例如：弹性材料选项数 据块定义了弹性模型的 类型和弹性材料属性。
*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC 200.0E4, 0.3, 20.0 150.0E3, 0.35, 400.0 · ·
关键字行 数据行
温度 泊松比 杨氏模量
在率无关、静态过程中，时间是增量载荷的一种方便的、单调 递增的一种度量。
坐标系
默认坐标系为直角迪卡尔坐标系。 可以利用*SYSTEM或*NODE，SYSTEM=[RECTANGULAR | CYLINDRICAL | SPHERICAL]指定其它的坐标系。 因为局部坐标系下定义的节点坐标被自动转换到总体直角坐标系， 所以局部坐标系的输入不影响载荷或输出。
ABAQUS模型通常由若干不同的部分组成，它们共同描述了所分析的物理问 题和需要获得的结果。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 荷载和边界条件 分析类型和输出要求
输入文件被分为两个部分：模型数据和历程数据。
模型数据 历程数据
几何选项—节点、单元 材料选项 其它模型选项
现在产品：
分析产品破坏原因。 检查设计缺陷。 ……
ABAQUS的结构:
ABAQUS/CAE
完整的ABAQUS环境，可以用 于建模、管理和监控ABAQUS分 析过程，并进行结果的可视化处 理。 直观的、一致的用户界面。 与普通的CAD系统相似， ABAQUS也是基于部件实例的部 件和组装件的概念。 可以在ABAQUS/CAE中创建 部件，或从其它系统中导入几何 体（在ABAQUS/CAE中分网） 或网格。 创建部件是内建的、基于特征的、 参数化的建模系统。
abaqus基础知识
连续壳，0.90.90.0
4层
一.传统复合材料建模方法
1.传统复合材料层压板建模方法简介
单元类型：壳单元、连续壳单元、实体单元 建模顺序：Material→Section→Assign section→Assign material orientation
壳单元模型
连续壳单元模型
实体单元模型
一、ABAQUS页面简介
分析该工件的应力和变形的情况：
一、在part部分创建工件模型
可通过拉伸、旋转、扫掠，生成 3D模型。
二：property定义材料参数及截面属性
“创建截面”对话框
扬氏模量与泊松比输入
“编辑截面”对话框
使用（assign section）工具 为部件（part）赋截面（ Section ）属性，即把属性装配到section上。
案例：
工程常数：
铺层顺序：
刚度矩阵：
材料模型、截面属性、网格属性以及求解器的匹配
材料模型
lamina
截面属性
Conventional shell/ continuum shell
网格类型
壳元/连续壳单元
求解器
Standard/explicit
Engineering constants
Solid
实体单元
Standard
二.用composite layup快速创建复合材料模型
传统建模方法： Material→Section→Assignsection→Assign material orientation
Composite layup建模
二维切削模型
三维切削模型
此时的part就有个独有的属 此时的 part就有个独有的属 性了。 性了。
ABAQUS基础入门与案例精通
ABAQUS基础入门与案例精通ABAQUS是一款非常强大的有限元分析软件，广泛应用于工程领域的结构、流体、热传导等多个领域的仿真分析。
本文将从基础入门开始，逐步介绍ABAQUS的使用方法，并通过案例分析来加深对其理解。
首先，我们需要了解ABAQUS的基本概念和使用方法。
ABAQUS采用了基于模型的建模方法，用户需要先创建几何模型，然后定义材料属性、边界条件和加载，最后进行网格划分和求解。
在建模过程中，用户需要熟悉ABAQUS的界面操作和常用命令，如创建模型、定义材料、设定边界条件等。
其次，我们将介绍ABAQUS的基本分析类型。
ABAQUS支持多种分析类型，包括静力学、动力学、热传导、流固耦合等。
每种分析类型都有特定的输入参数和求解方法，用户需要根据具体问题选择合适的分析类型，并进行相应的参数设置。
接下来，我们将通过实际案例来演示ABAQUS的使用方法。
以一个简单的梁模型为例，我们将逐步介绍如何在ABAQUS中进行建模、网格划分、加载设定和求解分析。
通过这个案例，读者可以更加直观地了解ABAQUS的使用流程和注意事项。
除了基础入门，我们还将介绍一些高级功能和技巧。
例如，ABAQUS支持用户自定义子程序和材料模型，用户可以根据具体需求编写自己的子程序和材料模型，从而扩展ABAQUS的功能和适用范围。
最后，我们将总结本文的内容，并展望ABAQUS在工程领域的应用前景。
随着计算机技术的不断发展和ABAQUS软件功能的不断完善，ABAQUS将在工程领域发挥越来越重要的作用，为工程师提供更加强大的仿真分析工具。
通过本文的学习，读者将能够初步掌握ABAQUS的基础知识和使用方法，为进一步深入学习和应用打下良好的基础。
同时，通过案例分析的方式，读者可以更加直观地了解ABAQUS的实际应用和操作技巧，从而提高工程仿真分析的能力和水平。
总之，ABAQUS作为一款强大的有限元分析软件，具有广泛的应用前景和市场需求。
通过系统学习和实际操作，读者可以更加深入地了解ABAQUS的功能和使用方法，为工程领域的仿真分析工作提供有力支持。
ABAQUS基本操作(一)
ABAQUS ABAQUS 基 本 操 作
.inp ABAQUS 文件，可以 ， 可以 入ABAQUS/CAE中， ABAQUS/CAE中可 命 。 ABAQUS/CAE中可以 write input inp文件。 可以用 file>inport>model inp文件 入ABAQUS/CAE。 可以 inp文件 。 .jnl 记录 模 程 的ABAQUS/CAE命
处理 一种 处理方式，通过 用户 的 处理 ，可以实 现整个分析过程的一 完成， 工作 ， 分析 。 处理 的 可以通过 完成。 处理 式要 我们 ABAQUS命令 一 的了解。这种方式形成的 和 。
二.ABAQUS中的量纲 中的量纲
2.1 单位没有具体规定，用户在整个分析使用过程中必须对所有涉及到的物 用户在整个分析使用过程中必须对所有涉及到的物 理量必须有一个统一的规划，确保所有输入的值的量纲保持统一，如： 理量必须有一个统一的规划 长度以毫米计，质量以吨计时，应力、弹性模量就必须以MPa计； 长度以米计，质量以千克计时，应力、弹性模量就必须以Pa计； 必须 用的， 的
ABAQUS ABAQUS 基 本 操 作
4.2.3 property（部件）模块简介 （部件）
定义材料 定义截面属性 分配截面属性 定义复合材料
ABAQUS ABAQUS
定义梁的方向 定义梁截面形状 定义蒙皮 定义加强梁
基 本 操 作
定义分 定义
截面属性 形 材料
1.点击 点击 2.点击 点击
ABAQUS ABAQUS 基 本 操 作
布尔运算，加或者减 布尔运算，
实例讲解与练习： 实例讲解与练习：
ABAQUS ABAQUS
为大家实例演示布尔运算的用法，而后大家独自完成案例中练习！
Abaqus教程ppt课件
和刚度
破坏模式分析
通过分析破坏过程和破坏形态 ，评估模型的稳定性和可靠性
参数敏感性分析
通过对比不同参数下的结果， 分析各参数对结果的影响程度
，为优化设计提供依据
结果图表
要点一
可视化图表
将结果以可视化图表的形式输出，如曲线图、柱状图、 散点图等
07
abaqus常见问题与解决对策
安装问题
总结词：解决对策
安装程序错误：尝试使用管理员权限安装，或关闭杀 毒软件后再进行安装
软件版本不兼容：了解系统要求，确保所下载的版本 与操作系统版本相匹配
无法启动软件：检查安装路径是否正确，安装过程中 是否出现错误提示
使用问题
总结词：基本用法
材料属性：详细描述如何设置材料属性，包括弹性模 量、泊松比等参数
软件应用领域
汽车工业
ABAQUS在汽车工业中得到了广泛的应用，被用 于车辆的结构强度和刚度分析、车辆碰撞和冲击 分析、车辆振动和噪音分析等。
生物医学工程
ABAQUS在生物医学工程中也有广泛的应用，被 用于医疗器械的性能分析和优化、人体组织的生 物力学模拟等。
航空航天
ABAQUS在航空航天领域也得到了广泛的应用， 被用于飞机结构强度和刚度分析、飞机起落架疲 劳分析、航天器热分析等。
VS
适用范围
ABAQUS被广泛应用于各种工程领域，包 括机械工程、土木工程、电气工程、水利 工程、生物医学工程等，它可以进行各种 复杂物理现象的模拟和分析，如结构力学 、流体动力学、热力学、电磁学等。
软件功能
前处理
ABAQUS提供了强大的前处理模块，可以进行复杂模型的建立和网格划分，支持各种类型 的网格，如四面体网格、六面体网格等，并且可以进行高质量的网格剖分，以满足各种复 杂分析的需求。
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*MATERIAL, NAME=material name
关键字 参数 参数值
材料选项数据块的第一行
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Innovating through simulation
数据行 为给定选项定义批量 数据；例如，单元定 义。 关键字行可以包含许 多与之相关的数据行。 例如：可以利用 单元选项数据块， 通过指定单元类 型、单元号和节 点连接关系定义 单元。
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Innovating through simulation
ABAQUS/Standard的功 能： 一般分析功能 静态的应力/位移分析： 率不相关响应和率相关（粘弹性/蠕变/粘塑性） 响应 瞬态动力学应力/位移分析 瞬态或稳态热传导分析 瞬态或稳态质量扩散分析 耦合问题 热力 热电 孔隙流-固 应力-质量扩散 压电分析 声-固 线性摄动分析 静力/位移分析 动力学应力/位移分析
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Innovating through simulation
可选的数据块
在可选的数据块中定义了所有的数据，它描述了模型定义的具体方面， 比如单元定义等等。同时，选项块数据创建了模型。
Node option block
Property reference option block Element option block Boundary conditions option block
通用分析步和线性摄动分析步的区别： General steps(通用分析步)定义的是一个接一个顺序的分析流程。前一个 通用分析步的结束状态是后一个通用分析步的初始状态。通用分析步是历 程相关的。 Linear perturbation steps(线性摄动分析步)分析“基础状态”基础上的线 性 响应，而基础状态是前溯最近的general step(通用分析步)。 下一个分析步和Linear perturbation steps是没有关系的。
Innovating through simulation
ABAQUS分析模型的组成
ABAQUS模型通常由若干不同的部分组成，它们共同描述了所分析的物理问 题和需要获得的结果。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 荷载和边界条件 分析类型和输出要求 输入文件被分为两个部分：模型数据和历程数据。
ABAQUS/Explicit 求解过程无需迭代。 有条件稳定。 适于求解高度不连续和高速的动力学问题。 对于大规模问题，不象ABAQUS/Standard 那样需要大量的硬盘空间。 更容易处理接触问题，可用准静态法解决金属成型问题。 含有网格自适应功能。 求解结果存在稳定性问题。
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*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC 200.0E4, 0.3, 20.0 150.0E3, 0.35, 400.0 · ·
关键字行 数据行 温度 泊松比 杨氏模量
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Innovating through simulation
可选数据块的顺序 每个选项数据块要么属于模型数据(Model Data)，要么属于历程数据 (History Data)，详见用户手册。 在模型数据(model data)或历程数据(history data)内部，选项数据块的顺序 和位置是任意的，除以下几个少数的特列： 例如： *HEADING 必须放在数据文件的第一行。 *ELASTIC，*DENSITY和 *PLASTIC是*MATERIAL的子选项。因 此，它们必须直接跟在*MATERIAL数据块后。子选项没有自己的 名字参考。 *STATIC，*DYNAMIC和*FREQUENCY必须在 *STEP数据块之后， 用于指定分析步对应的分析类型。
离散化
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Innovating through simulation
有限元分析的目标： 新产品设计： 现在产品：
缩短产品开发周期。 降低加工成本。 提高产品质量。 ……
分析产品破坏原因。 检查设计缺陷。 ……
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Innovating through simulation
壁厚 管子半径
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Innovating through simulation
从其它文件引用数据 ABAQUS从另外的数据文件(include file)读数据与它利 用输入文件直接读取数据文件在效果上是一致的。 引用数据文件(include file)可以包含输入文件的任何内 容，它本身也可以进一步引用其它数据文件。 引用数据文件的格式必须与直接数据文件的格式必须 保持一致。
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Innovating through simulation
节点集和单元集
允许一次引用整 个集，而不是单 个的引用节点或 单元。
例子：节点集 *NODE, NSET=TOPNODES 101, 0.345, 0.679, 0.223 102, 0.331, 0.699, 0.234 . . *BOUNDARY, TYPE=DISPLACEMENT TOPNODES, YSYMM
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Innovating through simulation
ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit的比较 ABAQUS/Standard 通用的有限元程序。 在结构模拟过程中，可以求解真正的静态平衡问题。 提供多种分析不同类型问题的功能，包括许多非结构问题。 应用牛顿－拉弗森方法求解非线性问题，应用增量迭代技术。 具有无条件稳定增量。 计算时候需要更多的物理内存空间。 存在收敛性问题。
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Innovating through simulation
求解器模块
ABAQUS/Standard
ABAQUS/Explicit
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Innovating through simulation
ABAQUS/Standard（隐式求解器）
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。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。
节点集 TOPNODES 包含 以下节点 101,102, ...
边界条件被应用到 节点集TOPNODES 中的所有节点。
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Innovating through simulation
例子：单元集 *ELEMENT, TYPE=B21, ELSET=SEATPOST 560, 101, 102, 单元集SEATPOST 包括单 564, 102, 103 元560, 564, ... . . *BEAM SECTION, SECTION=PIPE, MATERIAL=STEEL, ELSET=SEATPOST 梁的截面属性应用到单元集 0.12, 0.004 SEATPOST中的所有单元。
*ELEMENT, 560, 101, 564, 102, 572, 103,
TYPE=B21 102 103 104
关键字行 数据行
节点号（对于梁B21单元） 单元号
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Innovating through simulation
例如：弹性材料选项数 据块定义了弹性模型的 类型和弹性材料属性。
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Innovating through simulation
理解ABAQUS中的分析步
Step 3 = 提取自然频率
Step 1 =预拉伸
Step 2 =后拉
Step 4 = 释放弓箭
Step 1: 弓弦安装和预拉伸 Step 2: 弓弦后拉 Step 3: Linear perturbation step(线性摄动分析步)提取系统固有频率—对后续分析 步没有影响 Step 4: 释放弓箭
模型数据 几何选项—节点、单元 材料选项 其它模型选项 过程选项 载荷选项 输出选项
历程数据
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Innovating through simulation
ABAQUS中的分析步
一个分析历程需要进一步细分为分析步。不同的分析步包含不同的分析过 程 — 例如，动态分析步后为静态分析步。 ABAQUS分析步分为两种基本类型: 通用分析步 线性摄动分析步
nodes_at_the_top_of_the_block_next_to_the_gasket
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Innovating through simulation
关键字行 以一个*号和关键字开头，后 面跟着选项名。 可以包含若干必需的和可选 的参数以及它们的值，它们 以逗号隔开。 例子：材料选项数据块 可以定义一组材料属性。
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Innovating through simulation
例如：输入文件中引用包含文件 *HEADING *INCLUDE, INPUT=node_and_element_numbers.txt . . 包含文件中的内容 node_and_element_numbers.txt: *NODE, NSET=TOPNODES 101, 0.345, 0.679, 0.223 102, 0.331, 0.699, 0.234 *ELEMENT, TYPE=B21, ELSET=SEATPOST 560, 101, 102, 564, 102, 103
ABAQUS的结构:
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