Abaqus软件分析
ABAQUS有限元分析软件中CAE常见技巧汇总
ABAQUS有限元分析软件中CAE常见技巧汇总ABAQUS有限元分析软件是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以用于模拟和分析各种工程问题。
在使用ABAQUS软件进行分析时，一些常见技巧可以提高分析效率和结果质量。
下面是一些常见的ABAQUSCAE技巧的汇总：1.模型几何建模：在建立模型几何时，使用合适的几何建模工具可以大大简化模型的创建过程。
ABAQUSCAE提供了多种创建几何的工具和命令，比如使用草图工具构建几何，或者直接导入CAD模型。
此外，还可以使用几何操作命令（如切割、平移、镜像等）来修改和完善模型。
2.材料属性定义：在进行有限元分析之前，需要定义材料属性。
ABAQUSCAE提供了多种材料模型，包括线性弹性、塑性、热膨胀等。
选择合适的材料模型，输入正确的材料参数，可以获得准确的分析结果。
此外，还可以通过建立材料库，快速选择和定义材料属性。
3.网格划分：准确的网格划分是保证分析结果准确性的重要因素。
ABAQUSCAE提供了多种网格划分工具，可以根据模型几何形状和分析要求，自动生成合适的网格。
在划分网格时，需要注意网格单元的形状、尺寸和密度，以及模型的几何细节。
4.约束和加载定义：在定义约束和加载时，需要考虑系统边界条件、实际工况和分析目的。
ABAQUSCAE提供了多种约束和加载定义工具，可以快速、准确地描述系统边界条件和应力工况。
可以使用约束和加载约束对象、表达式、施加方向等来定义约束和加载。
5.条件设置和后处理：在进行分析之前，需要设置分析类型、时间步长、收敛准则等分析条件。
ABAQUSCAE提供了丰富的分析选项和设置，以满足不同的分析需求。
在分析完成后，还可以使用后处理功能对分析结果进行可视化、查询和导出。
6.参数化建模和模型优化：在建立模型和进行分析时，可以使用参数化建模和模型优化技术来快速调整模型几何、材料和加载条件，以获得最佳的设计结果。
ABAQUSCAE提供了参数化建模和优化工具，可以自动化地进行参数化建模和模型优化。
ABAQUS变形分析
ABAQUS变形分析引言ABAQUS是一种常用的有限元分析软件，它可以用于对各种结构在不同载荷下的变形行为进行模拟和分析。
本文将介绍ABAQUS的基本原理以及如何使用ABAQUS进行变形分析。
ABAQUS基本原理ABAQUS基于有限元法进行分析，有限元法是一种将连续物体分割成有限个单元进行离散的数值方法。
ABAQUS支持多种类型的单元，如线性和非线性单元、固体和壳单元、二维和三维单元等。
通过将结构分割成有限个单元，并对单元进行力和位移边界条件的赋值，ABAQUS可以求解出结构在给定载荷下的应力和变形情况。
ABAQUS的分析过程包括以下几个步骤： 1. 几何建模：使用ABAQUS提供的几何建模工具或者导入其他CAD软件的几何模型，创建待分析的结构模型。
2. 材料定义：为结构模型中的各个部分定义材料属性，包括弹性模量、泊松比等材料参数。
3. 网格划分：将结构模型划分成有限个单元，并为单元定义合适的网格尺寸和形状。
4. 载荷和边界条件：为结构模型施加载荷和边界条件，包括力、位移和约束等。
5. 分析设置：选择适当的分析类型、求解器设置和收敛准则等。
6. 求解分析：运行ABAQUS求解器，得到结构在给定载荷下的应力和变形结果。
7. 结果后处理：分析计算结果，进行结果后处理，包括生成应力云图、变形云图等。
ABAQUS变形分析实例下面将以一个简单的悬臂梁变形分析为例，介绍如何使用ABAQUS进行变形分析。
几何建模首先，我们使用ABAQUS的几何建模工具创建一个悬臂梁的结构模型。
在悬臂梁中，一端固定，另一端受到一个向下的集中力。
材料定义接下来，我们为结构模型中的悬臂梁定义材料属性。
假设悬臂梁是由钢材制成的，我们需要为钢材定义弹性模量和泊松比等材料参数。
网格划分然后，我们将悬臂梁划分成有限个单元，并为单元定义合适的网格尺寸和形状。
在本例中，我们可以选择简单的线性单元。
载荷和边界条件在这一步中，我们需要为悬臂梁施加载荷和边界条件。
ABAQUS非线性分析
ABAQUS非线性分析简介ABAQUS是一种广泛使用的有限元分析软件，可以进行包括线性和非线性分析在内的各种工程问题的模拟和求解。
本文将重点介绍ABAQUS中的非线性分析方法和技术。
非线性分析概述在工程实践中，许多问题涉及到材料的非线性行为，如塑性变形、接触问题、接触力等。
非线性分析方法可以更准确地描述和处理这些问题。
ABAQUS中的非线性分析包括几个主要的方面：1.材料非线性：材料的非线性行为通常通过使用适当的本构模型来表示。
ABAQUS提供了多种材料本构模型，如弹塑性、细观弹塑性、强化材料等。
2.几何非线性：在分析中，结构的几何形状和尺寸可能发生较大变化，如大变形、大变位。
ABAQUS可以处理这些几何非线性问题。
3.接触非线性：在接触分析中，结构的不同部分可能接触或相互分离。
ABAQUS提供了多种接触算法和方法，如无限接触、有限接触等。
4.非线性动力学：对于动态分析问题，结构在振动、冲击或爆炸等外界作用下可能出现非线性响应。
ABAQUS支持非线性动力学分析。
非线性分析步骤进行ABAQUS非线性分析通常需要以下步骤：1.建立几何模型：使用ABAQUS的建模工具，如CAE或命令行，创建结构的几何模型，并定义边界条件和加载。
2.材料建模：选择适当的材料模型，并定义材料的弹性和非线性性质。
根据需要，可以设置材料的非线性行为，如屈服、硬化等。
3.加载和约束：定义结构的加载条件和边界约束。
可以应用静态、动态、温度等各种类型的加载。
4.网格划分：将结构网格化为有限元网格，ABAQUS提供了多种网格划分算法和工具。
5.求解和后处理：提交计算任务后，ABAQUS将解析结构的行为，并输出结果。
可以使用ABAQUS提供的后处理工具进行结果的可视化和分析。
非线性分析注意事项在进行ABAQUS非线性分析时，有一些注意事项需要特别关注：1.材料模型选择：选择适当的材料模型对于准确描述物体的非线性行为非常重要。
根据具体问题的特点，选择合适的材料模型。
ABAQUS分析变形
ABAQUS分析变形ABAQUS是一种广泛使用的有限元分析软件，用于求解结构力学问题。
变形分析是其中的一种常见应用，用于研究结构在加载下的变形、应变和应力分布。
本文将介绍如何使用ABAQUS进行变形分析，并说明分析过程和结果的解释。
1. ABAQUS简介ABAQUS是由达索系统（Dassault Systèmes）公司开发的一款有限元分析软件，可用于求解各种复杂的结构力学问题。
它提供了高性能的有限元求解器和丰富的后处理工具，可以进行静力学、动力学、热分析等多种计算。
ABAQUS具有强大的建模和分析能力，能够准确模拟各种结构的变形和响应。
2. 变形问题的建模在进行ABAQUS变形分析之前，首先需要对问题进行建模。
建模过程包括几何建模、材料力学参数输入和边界条件的定义。
2.1 几何建模在ABAQUS中，可以通过建立基本几何对象（例如线、平面、体）和加工这些对象来建立复杂的几何模型。
使用ABAQUS提供的几何建模工具进行建模，或者导入其他CAD软件中的几何模型。
确保几何模型准确无误，符合实际结构。
2.2 材料力学参数输入进行变形分析时，需要输入材料的力学参数。
这些参数包括材料的弹性模量、泊松比等。
在ABAQUS中，可以选择合适的材料模型来描述材料的行为。
常用的模型包括线弹性模型、非线性弹性模型和塑性模型等。
2.3 边界条件定义边界条件是用于模拟实际结构的加载和约束情况。
在变形分析中，需要定义结构的边界条件，如约束、荷载等。
通过定义正确的边界条件，可以模拟结构在实际加载下的变形和响应。
3. ABAQUS变形分析流程完成几何建模、材料力学参数输入和边界条件定义后，可以进行ABAQUS的变形分析。
以下是一般的分析流程：3.1 模型网格划分在进行ABAQUS分析之前，需要将几何模型进行网格划分。
网格的精度和划分密度对分析结果的准确性和计算效率都有影响。
根据实际需求和计算资源的限制，选择合适的网格划分方法。
ABAQUS介绍
ABAQUS介绍ABAQUS是由SIMULIA公司开发的一款集结构分析、热分析、流体分析、电磁分析及耦合分析于一体的有限元分析软件。
ABAQUS具有强大的建模和分析能力，广泛应用于航空航天、汽车工业、建筑工程、能源行业等领域。
首先，ABAQUS具有强大的建模功能。
它支持多种建模方法，如几何模型、复合模型和元件模型等。
用户可以根据需要选择不同的建模方法进行分析。
ABAQUS还可以处理复杂的几何形状，并进行模型的网格划分。
这使得ABAQUS适用于各种不同的工程问题。
其次，ABAQUS具有丰富的分析能力。
它可以进行结构分析、热分析、流体分析、电磁分析等多种分析。
在结构分析方面，ABAQUS可以进行静态分析、动态分析、非线性分析等。
在热分析方面，ABAQUS可以进行传热分析和热应力分析。
在流体分析方面，ABAQUS可以进行流体流动分析和瞬态流固耦合分析。
在电磁分析方面，ABAQUS可以进行电磁场分析和电磁热耦合分析。
这些分析能力使得ABAQUS能够模拟和分析各种工程问题，包括结构的强度和刚度、热传导和热应力、流体的流动和压力、电磁场的分布和效应等。
此外，ABAQUS还支持多物理场的耦合分析。
它可以将不同的物理场耦合在一起，进行复杂的多物理场分析。
例如，可以将结构分析和热分析耦合在一起，分析由热载荷引起的变形和应力。
还可以将流体分析和结构分析耦合在一起，模拟流体对结构的冲击效应。
这些耦合分析能力使得ABAQUS在解决实际工程问题时更加准确和全面。
在ABAQUS中，用户可以根据需要选择不同的求解器来求解分析问题。
ABAQUS提供了多种求解器，包括静态求解器、稳态动力学求解器、非线性求解器等。
这些求解器都经过了精细的优化和验证，可以满足不同分析问题的要求。
此外，ABAQUS还提供了强大的后处理功能。
它可以对分析结果进行可视化，并提供多种图表和图像来展示分析结果。
用户可以根据需要选择不同的后处理功能，进行结果的筛选和分析。
用ABAQUS软件分析扭转问题
用ABAQUS软件分析扭转问题工程中承受扭转载荷的构件有很多，如车床的光杆、搅拌机和主轴、汽车传动轴、钻机和钻杆等。
本文以ABAQUS软件为平台，旨在解决两个问题，1、如何分析橡胶材料的性能，2、如何正确的完成扭转分析。
1、引言在处理扭转问题时，常规的计算方法，往往会伴随一些假设，这会降低了结果的准确程度。
根据有限元理论，使用有限元软件求解扭转问题会大大提高求解的精确度，特别是对复杂的结构，效果更为明显。
本文以橡胶产品为例，讨论的在ABAQUS软件中，如何正确完成扭转分析，并提取需要的分析结果。
2、问题描述受扭转件结构由钢筒和橡胶筒组成，产品尺寸如图1所示。
图1产品结构简图3、有限元建模加载时内芯固定，在外圈施加扭转位移。
根据产品的CAD结构建立有限元模型如图2所示：图2产品有限元模型图4、材料性质定义钢：弹性模量EX=2×105MPa，泊松比μ=0.3橡胶：橡胶是一种超弹性材料，对于超弹性材料，不用杨氏模量和泊松比，而用应变势能（U）来表达应力—应变关系。
ABAQUS软件中有两种应变势能可利用，分别是多项式模型和奥根（Ogden）模型，本例中使用多项式模型，表达式如下：式中：U—应变势能，Jel—弹性体积比；I1、I2—应变不变量；Di—定义材料的压缩性；Cij—Rinvlin系数。
本例中取N=1，以橡胶材料的单轴拉伸，单轴压缩和平面剪切实验数据为依据，并考虑到橡胶的不可压缩性，输入方程系数值：C01=0.36，C10=0.09，D1=0 注意事项: 橡胶的特性错综复杂，材料特性和几何特性均呈非线性变化的。
如果要准确预测模型中发生变形或应变部分的行为，那么提供的试验数据的范围要涵盖计算模型中可能会出现的变形状态和应变范围。
5、加载求解加载时，内钢筒的内套固定，即UX=UY=UZ=0,将外钢筒的最外层结点的坐标系定义为柱坐标系。
在此柱坐标系中施加扭转载荷。
注意事项：在分析过程中最外层结点的柱坐标系的方向始终保持与结点原始柱坐标系的方向相同，并不随着结点的移动而改变方向。
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。
定义ABAQUS分析步及输出
定义ABAQUS分析步及输出ABAQUS是一种常用的有限元分析软件，用于进行结构和材料的非线性有限元分析。
在ABAQUS中，分析步是指模拟结构在时间上的演化过程，输出则是指对分析结果的检测和处理。
一、ABAQUS的分析步ABAQUS中的分析步用于描述模型的运动和应力应变状态的演化情况，通过定义不同的分析步可以模拟不同的物理过程和加载条件。
1.静力分析步：这是最基础的分析步类型，用于模拟结构在静力加载下的行为。
静力分析步中的加载可以是恒定的或者是按照一定的时间函数变化的。
在静力分析步中，结构的应力应变状态被认为是平衡的。
2.动力分析步：该步骤用于模拟结构在动力加载下的行为。
动力分析步中的加载可以是周期性的、脉冲的、随机的等等。
在动力分析步中，结构的应力应变状态随时间而变化。
3.热分析步：用于模拟材料在不同温度条件下的热行为。
热分析步包括传热、热膨胀和热应力等。
4.接触分析步：用于模拟接触问题，例如刚性接触、摩擦接触等。
接触分析步中，通过定义接触边界条件和接触特性来模拟接触行为。
5.融合分析步：用于模拟结构在拉伸、压缩、剪切等加载下的塑性和破裂行为。
融合分析步通常包括弹塑性材料本构关系、破裂准则等。
6.稳态分析步：用于模拟结构在稳态加载下的行为，例如结构在恒定温度或恒定力加载下的应力应变状态。
除了以上常见的分析步类型，ABAQUS还提供了许多其他类型的分析步，例如电磁场分析、疲劳分析、生物力学分析等，以适应不同领域的应用需求。
二、ABAQUS的输出在分析过程中，ABAQUS会输出大量的结果数据和信息以帮助用户了解模型的应力应变状态和物理行为。
ABAQUS的输出结果可以分为以下几类：1.节点和单元数据：ABAQUS会输出模型中每个节点和单元的位移、速度、应力、应变等数据，以及其他相关属性如质量、体积等。
这些数据有助于确定结构的局部和整体行为，以及结构的应力集中区域。
2.特征数据：ABAQUS还提供一些用于描述模型行为的特征数据，如结构的自然频率、振型、模态参与因子等。
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3、网格划分的不完善性也会影响到结果的准确性，网格过少会使结果误差变大。
4、Abaqus最后读取最大位移的时候是选取路径的办法，那么选取的点不同就影响到结果的不同。 5、软件的结果数字选取的有效数字个数影响了结果的准确性。
弹性模量 E=3x10 4 N/mm 2 惯性矩 I=1/12bh 3 =3.6x10 9 mm 4 最大挠度 w max =5ql 4 /384EI=0.00579mm
图表分析
利用上表中Abaqus下求得的各网格下的数据分别做曲线图，进行精度分析
三角形自由网格
0.0025 0.002 最大挠度差 0.0015 0.001 最大挠度差 0.0025 0.002 0.0015 0.001
简支梁自重条件下的挠度分析
目录
1、问题介绍 2、Abaqus有限元软件分析 3、结构力学进行理论计算
4、图表分析
5、误差分析
问题介绍
简支梁受自重作用下的粱最大挠度值并与结构力学计算结果分析，分析计算精度和误差来源 粱的几何参数：长度l=2m，界面尺寸200mmX600mm
Abaqus有限元软件分析
三角形映射网格
0.0005
0 0 20 40 60 80 100 120
0.0005
0 0 20 40 60 80 100 120
网格近似全局尺寸
网格近似全局尺寸
四边形自由网格
0.002 0.0015 0.001 0.0005 最大挠度差 0.002 0.0015 0.001 0.0005 0 0 20 40 60 80 100 120 0
首先建立模型，选用三维壳体的平面模型，弹性模量E=3.0X10N/mm2，泊松比u=0.2，容重是25KN/m3
施加体力和支座约束后的模型
网格划分
分为三角形网格和四边形网格，其中还包含自由网格和映射网格
三角形自由网格ຫໍສະໝຸດ 三角形映射网格四边形自由网格
四边形映射网格
作业可视化
结构力学进行理论计算
根据结构力学中图乘法
四边形映射网格
最大挠度差
0
20
40
60
80
100
120
网格近似全局尺寸
网格近似全局尺寸
误差分析
根据以上的图表分析，误差的来源主要有以下几项：
1、以平面单元计算的时候，给平面施加的体力无法和实际情况完全相同。本实例是基于壳体的平面单元 计算，和实际情况有一定的误差。
2、Abaqus是一种有限元计算软件，本身就是一种近似计算的思想，所以会导致误差。