本人学习abaqus五年的经验总结-让你比做例子快十倍

[2](pp15)快捷键:Ctrl+Alt+左键来缩放模型;Ctrl+Alt+中键来平移模型;Ctrl+Alt+右键来旋转模型。 ②(pp16)ABAQUS/CAE 不会自动保存模型数据,用户应当每隔一段时间自己保存模型以避免意外 丢失。

[3](pp17)平面应力问题的截面属性类型是Solid(实心体)而不是Shell(壳)。

ABAQUS/CAE 推荐的建模方法是把整个数值模型(如材料、边界条件、载荷等)都直接定义在几何模型上。载荷类型Pressure 的含义是单位面积上的力,正值表示压力,负值表示拉力。 [4](pp22)对于应力集中问题,使用二次单元可以提高应力结果的精度。

[5](pp23)Dismiss 和Cancel 按钮的作用都是关闭当前对话框,其区别在于:前者出现在包含只读数 据的对话框中;后者出现在允许作出修改的对话框中,点击Cancel 按钮可关闭对话框,而不保存 所修改的内容。

[6](pp26)每个模型中只能有一个装配件,它是由一个或多个实体组成的,所谓的“实体”(instance) 是部件(part)在装配件中的一种映射,一个部件可以对应多个实体。材料和截面属性定义在部件上, 相互作用(interaction)、边界条件、载荷等定义在实体上,网格可以定义在部件上或实体上,对求解过程和输出结果的控制参数定义在整个模型上。

[7](pp26) ABAQUS/CAE 中的部件有两种:几何部件(native part)和网格部件(orphan mesh part)。 创建几何部件有两种方法:(1)使用Part 功能模块中的拉伸、旋转、扫掠、倒角和放样等特征来直 接创建几何部件。(2)导入已有的CAD 模型文件,方法是:点击主菜单File→Import→Part。网格部件不包含特征,只包含节点、单元、 面、集合的信息。创建网格部件有三种方法:(1)导入ODB 文件中的网格。(2)导入INP 文件中的网格。(3)把几何部件转化为网格部件,方法是:进入Mesh 功能模块,点击主菜单Mesh→Create Mesh Part。

[8](pp31)初始分析步只有一个,名称是initial,它不能被编辑、重命名、替换、复制或删除。在初始分析步之后,需要创建一个或多个后续分析步,主要有两大类:(1)通用分析步(general analysis step)可以用于线性或非线性分析。常用的通用分析步包含以下类型: —Static, General: ABAQUS/Standard 静力分析

—Dynamics, Implicit: ABAQUS/Standard 隐式动力分析 —Dynamics, Explicit: ABAQUS/ Explicit 显式动态分析

(2)线性摄动分析步(linear perturbation step)只能用来分析线性问题。在ABAQUS/Explicit 中 不能使用线性摄动分析步。在ABAQUS/Standard 中以下分析类型总是采用线性摄动分析步。 —Buckle: 线性特征值屈曲。 —Frequency: 频率提取分析。

—Modal dynamics: 瞬时模态动态分析。 —Random response: 随机响应分析。 —Response spectrum: 反应谱分析。

—Steady-state dynamics: 稳态动态分析。

[9](pp33)在静态分析中,如果模型中不含阻尼或与速率相关的材料性质,“时间”就没有实际的物 理意义。为方便起见,一般都把分析步时间设为默认的

1。每创建一个分析步,ABAQUS/CAE 就会自动生成一个该分析步的输出要求。

[10] (pp34)自适应网格主要用于ABAQUS/Explicit 以及ABAQUS/Standard 中的表面磨损过程 模拟。在一般的ABAQUS/Standard 分析中,尽管也可设定自适应网格,但不会起到明显的作用。 Step 功能模块中,主菜单Other→Adaptive Mesh Domain 和Other→Adaptive Mesh Controls 分别

设置划分区域和参数。

[11](pp37)使用主菜单Field 可以定义场变量(包括初始速度场和温度场变量)。有些场变量与分析步

有关,也有些仅仅作用于分析的开始阶段。使用主菜单Load Case 可以定义载荷状况。载荷状况由一系列的载荷和边界条件组成,用于静力摄动分析和稳态动力分析。

[12](pp42)独立实体是对部件的复制,可以直接对独立实体划分网格,而不能对相应的部件划分网格。 非独立实体是部件的指针,不能直接对非独立实体划分网格,而只能对相应的部件划分网格。由网格部件创建的实体都是非独立实体。

[13](pp45)Quad 单元(二维区域内完全使用四边形网格)和Hex 单元(三维区域内完全使用六面体网格)可以用较小的计算代价得到较高的精度,因此应尽可能选择这两种单元。

[14](pp45)结构化网格和扫掠网格一般采用Quad 单元和Hex 单元,分析精度相对较高。因此优 先 选用这两种划分技术。使用自由网格划分技术时,一般来说,节点的位置会与种子的位置相吻合。 使用结构化网格和扫掠网格划分技术时,如果定义了受完全约束的种子,划分可能失败。 [15](pp45)划分网格的两种算法: 中性轴算法(Medial Axis):

(1)中性轴算法(Medial Axis)更易得到单元形状规则的网格,但网格与种子的位置吻合得较差。 (2)在二维区域中,使用此算法时选择Minimize the mesh transition(最小化网格的过渡)可提高网格质量,但更容易偏离种子。当种子布置得较稀疏时,使用中性轴算法得到的单元形状更规则。 (3)如果在模型的一部分边上定义了受完全约束的种子,中性轴算法会自动为其他的边选择最佳的种子分布。

(4)中性轴算法不支持由CAD 模型导入的不精确模型和虚拟拓扑。 Advancing Front 算法

(1) 网格可以与种子的位置很好地吻合,但在较窄的区域内,精确匹配每粒种子可能会使网格歪斜。 (2) 更容易得到单元大小均匀的网格。有些情况下, 单元均匀是很重要的, 例如在ABAQUS/Explicit 中,网格中的小单元会限制增量步长。 (3) 容易实现从粗网格到细网格的过渡。 (4) 支持不精确模型和二维模型的虚拟拓扑。 [16](pp50)网格划分失败时的解决办法 网格划分失败的原因:

(1) 几何模型有问题,例如模型中有自由边或很小的边、面、尖角、裂缝等。 (2) 种子布置得太稀疏。如果无法成功地划分Tet 网格,可以尝试以下措施:

(1) 在Mesh 功能模块中,选择主菜单Tools→Query 下的Geometry Diagnostics,检查模型中是否有自由边、短边、小平面、小尖角或微小的裂缝。如果几何部件是由CAD 模型导入的,则应注意检查是否模型本身就有问题(有时可能是数值误差导致的);如果几何部件是在ABAQUS/CAE 中创建的,应注意是否在进行拉伸或切割操作时,由于几何坐标的误差,出现了上述问题。

(2) 在Mesh 功能模块中,可以使用主菜单Tools→Virtual Topology(虚拟拓扑)来合并小的边或面,或忽略某些边或顶点。

(3) 在Part 功能模块中,点击主菜单Tools→Repair,可以修复存在问题的几何实体。 (4) 在无法生成网格的位置加密种子。

[17](pp51)网格质量检查在Mesh 功能模块中,点击主菜单Mesh→Verify,可以选择部件、实体、几何区域或单元,检查其网格的质量,获得节点和单元信息。在Verify Mesh 对话框,选择Statistical Checks(统计检查)可以检查单元的几何形状,选择Analysis Checks(分析检查)可以检查分析过程中会导致错误或警告信息的单元。单击Highlight 按钮,符合检查判据的单元就会以高亮度显示出来。 [18](pp51)单元类型 ABAQUS 拥有433 种单元,分8 大类:连续体单元(continuum element,即实体单元solid element)、壳单元、薄膜单元、梁单元、杆单元、刚体单元、连接单元和无限元。 (1) 线性单元(即一阶单元);二次单元(即二阶单元);修正的二次单元(只有Tri 或Tet 才有此

类型)。

(2) ABAQUS/Explicit 中没有二次完全积分的连续体单元。

(3) 线性完全积分单元的缺点:承受弯曲载荷时,会出现剪切自锁,造成单元过于刚硬,即使划分很细的网格,计算精度仍然很差。 (4) 二次完全积分单元的优点:(A)应力计算结果很精确,适合模拟应力集中问题;(B)一般情况下,没有剪切自锁问题。但使用这种单元时要注意:(A)不能用于接触分析;(B)对于弹塑性分析,如果材料不可压缩(例如金属材料),则容易产生体积自锁;(C)当单元发生扭曲或弯曲应力有梯度时,有可能出现某种程度的自锁。

(5) 线性减缩积分单元在单元中心只有一个积分点,存在沙漏数值问题而过于柔软。采用这种单元模拟承受弯曲载荷的结构时,沿厚度方向上至少应划分四个单元。优点:(A)位移计算结果较精确;(B)网格存在扭曲变形时(例如Quad 单元的角度远远大于或小于90o),分析精度不会受到明显的影响;(C)在弯曲载荷下不易发生剪切自锁。缺点:(A)需要较细网格克服沙漏问题;(B)如果希望以应力集中部位的节点应力作为分析目标,则不能选用此单元。(6) 二次减缩积分单元不但保持线性减缩积分单元的上述优点,还具有如下特点:(A)即使不划分很细的网格也不会出现严重的沙漏问题;(B)即使在复杂应力状态下,对自锁问题也不敏感。使用这种单元要注意:(A)不能用于接触分析;(B)不能用于大应变问题;(C)存在与线性减缩积分单元类似的问题,即节点应力的精度往往低于二次完全积分单元。(7) 非协调模式单元可克服线性完全积分单元中的剪切自锁问题,仅在ABAQUS/Standard 有。优点:(A)克服了剪切自锁问题,在单元扭曲比较小的情况下,得到的位移和应力结果很精确;(B)在弯曲问题中,在厚度方向上只需很少的单元,就可以得到与二次单元相当的结果,而计算成本却明显降低;(C)使用了增强变形梯度的非协调模式,单元交界处不会重叠或开洞,因此很容易扩展到非线性、有限应变得位移。但使用这种单元时要注意:如果所关心部位的单元扭曲比较大,尤其是出现交错扭曲时,分析精度会降低。 (8) 使用Tri 或Tet 单元要注意:(A)线性Tri 或Tet 单元的精度很差,不要在模型中所关心的部位及其附近区域使用;(B)二次Tri 或Tet 单元的精度较高,而且能模拟任意的几何形状,但计算代价比Quad 或Hex 单元大,因此如果能用Quad 或Hex 单元,就尽量不要使用Tri 或Tet 单元;(C)二次

Tet 单元(C3D10)适于ABAQUS/Standard 中的小位移无接触问题; 修正的二次Tet 单元(C3D10M)适于ABAQUS/Explicit 和ABAQUS/Standard 中的大变形和接触问题;(D)使用自有网格不易通过布置种子来控制实体内部的单元大小。(9) 杂交单元 在ABAQUS/Standard 中,每一种实体单元都有其对应的杂交单元,用于不可压缩材料(泊松比为,如橡胶)或近似不可压缩材料(泊松比大于)。除了平面应力问题之外,不能用普通单元来模拟不可压缩材料的响应,因为此时单元中的应力士不确定的。ABAQUS/Explicit 中没有杂交单元。

[19](pp57)在混合使用不同类型单元时,应确保其交界处远离所关心的区域,并仔细检查分析结果是否正确。对于无法完全采用Hex 单元网格的实体,还可采用以下方法:

(A)对整个实体划分Tet 单元网格,使用二次单元C3D10 或修正的二次单元C3D10M,同样可以达到所需精度,只是计算时间较长;

(B)改变实体中不重要部位的几何形状,然后对整个实体采用Hex 单元网格。 [20](pp60)三维实体单元类型的选择原则

(1)对于三维区域,尽可能采用结构化网格划分或扫掠网格划分技术,从而得到Hex 单元网格,减小计算代价,提高计算精度。当几何形状复杂时,也可以在不重要的区域使用少量楔形单元。

(2)如果使用了自由网格划分技术,Tet 单元类型应选择二次单元。在ABAQUS/Explicit 中应选择修正的Tet 单元C3D10M,在ABAQUS/Standard 中可以选择C3D10,但如果有大的塑性变形,或模型中存在接触,而且使用的是默认的硬接触关系,则也应选择修正的Tet 单元C3D10M。

(3)ABAQUS 的所有单元均可用于动态分析,选取单元的一般原则与静力分析相同。但在使用ABAQUS/Explicit 模拟冲击或爆炸载荷时,应选用线性单元,因为它们具有集中质量公式,模拟应力波

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