ABAQUS 学习笔记——基础篇

2017-03-03 by:CAE仿真在线来源:互联网

ABAQUS 学习笔记——基础篇

ABAQUS的输入文件input file包含有两部分:模型数据和历史数据。

模型数据定义一个有限元模型:单元,节点,单元属性和材料属性等。历史数据定义施加于模型的一系列动作或者加载。在ABAQUS中用户把历史划分成一串连续的步骤,每个步骤代表一个特殊的响应过程:一次静力加载,一次动力反应,一个瞬间的合并?,等等。

对于步骤的定义包括该过程的类型(静态应力分析,瞬间热传递分析等),时间积分的控制参数或者非线性求解过程的控制参数,加载,输出请求。由用户来选择由哪些来组织成一个步骤。

ABAQUS对非线性分析步骤和线性扰动步骤区分的很清。非线性分析步骤定义了一系列连续的事件,模型在上一步结束时的状态就是下一步的初始状态。而线性扰动步骤则是系统相对于基准状态的一个线性反应。

在input文件里一个基本的规律就是非线性分析步骤按照事件的顺序出现,线性扰动步骤则插入在合适的位置以考察系统在某些时候的线性特性。

Option blocks

ABAQUS中所有的数据定义在option block里完成。这是一组描述一部分问题定义的数据。每个option由一个关键字行来导入。如果该option需要数据行,他们就会跟在关键字行后面。

关键字行由第一列的*开始,后面跟option的名字。例如*MATERIAL 开始了对材料属性的定义。**是注释行。关键字行采用自由格式,空格将被忽略,逗号被用来分隔参数。

有时候关键字行需要参数,例如*ELEMENT定义了一列单元,需要用参数TYPE告诉ABAQUS这些单元的类型,是solid, shell, beam还是其他。许多参数是可选的,而且参数也许有自己的数值,用符号=来连接数值跟参数。例如*MATERIAL, NAME=STEEL就把名字STEEL和材料定义联系起来了。

如果有数据行的话他们要跟在关键字行的后面。这里的数据通过列表比通过关键字的参数更加容易给出。

在一个input文件里第一个option应该是文件头*HEADING,后面可以跟任意行,第一行将被作为打印输出文件时每一页的页眉。

Sets (组)

ABAQUS的数据定义方法中一个有用的特色就是可以使用组。一个组可以是一组节点或者一组单元。用户给出每个组的名字,这个名字就用来代表该组内所有的成分。

Mesh definition (定义网格)

定义模型时并无特定的顺序,但我们一般会选择一定的顺序以方便将来划分网格。单元号和节点号不能超过7位数(9999999是最大的可用于节点号或单元号的数据)。这里的数据仅仅是标注,任何方便的编号系统都可以使用。

Material definition (材料定义)

在*MATERIAL后面的任何关键字都定义了该材料的属性。材料的属性定义可能会很复杂,如热膨胀(*EXPANSION),塑性(*PLASTIC),密度(*DENSITY)等。

Boundary conditions (边界条件)

模型定义的最后一步就是指定一些边界的条件。 ABAQUS对于结构单元在节点处的自由度使用约定的编号,1,2,3表示位移,4,5,6表示旋转,对于有些类型的单元还有其他编号,例如声音或者孔压力(自由度8),温度(自由度11)。大多数情况下边界条件包括数组节点,使用节点组可以方便地指定边界条件。

Step definition (步骤定义)

现在我们需要指定一组数据,按照什么顺序加载,或者发生什么事件,我们想看到那些反应变量。正如前面所说,历史数据被分隔成许多步骤。用*STEP开始这个步骤,用*END STEP结束。在更复杂的历史中我们也许有许多步骤,或许会使用*RESTART把分析拆分成很多次来运行。

*PERTURBATION参数表示该过程只考虑线性反应。*STATIC制定了分析过程,*CLOAD引入一个集中荷载,*DLOAD引入一个分布荷载,非零边界条件可用*BOUNDARY来给出,还可以用*TEMPERATURE给出热荷载。

如果是个大变形问题,我们就需要在*STEP里用到NLGEOM参数,来进行非线性加载。

Output requests (输出请求)

至此我们还没有要求任何输出。ABAQUS包含了默认的输出请求,会打印一份单元变量的列表(应力,应变等)和节点变量列表(位移,反力等)。然而,在实际应用中用户往往希望修改这个默认的输出,得到一些特定变量的表,或者存储结果以便后处理,所以需要对输出进行控制。请求的结果文件是进行后处理绘制X-Y图的存储媒介。*RESTAR,WRITE产生一个restart文件。这个文件可供后处理程序绘出变形形状,等高线图,X-Y图,还可被用来重新开始一个分析,从而允许复杂的分析分多步来完成。

Running the analysis (运行分析)

abaqus job=???

Output files (输出文件)

分析结束后会产生不少新的文件,有着共通的主文件名,但扩展名各不相同。其中???.dat是个文本文件,包含了输入文件的反馈信息以及ABAQUS发出的警告或者错误信号。

Postprocessing (后处理)

abaqus post restart=???

参数restart指定重启动的文件。ABAQUS/POST会从文件???.res中读取分析的结果。

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