ABAQUS 學習筆記——基礎篇

2017-03-03 by:CAE仿真在線來源:互聯網

ABAQUS 學習筆記——基礎篇

ABAQUS的輸入文件input file包含有兩部分:模型數據和歷史數據。

模型數據定義一個有限元模型:單元,節點,單元屬性和材料屬性等。歷史數據定義施加于模型的一系列動作或者加載。在ABAQUS中用戶把歷史劃分成一串連續的步驟,每個步驟代表一個特殊的響應過程:一次靜力加載,一次動力反應,一個瞬間的合并?,等等。

對于步驟的定義包括該過程的類型(靜態應力分析,瞬間熱傳遞分析等),時間積分的控制參數或者非線性求解過程的控制參數,加載,輸出請求。由用戶來選擇由哪些來組織成一個步驟。

ABAQUS對非線性分析步驟和線性擾動步驟區分的很清。非線性分析步驟定義了一系列連續的事件,模型在上一步結束時的狀態就是下一步的初始狀態。而線性擾動步驟則是系統相對于基準狀態的一個線性反應。

在input文件里一個基本的規律就是非線性分析步驟按照事件的順序出現,線性擾動步驟則插入在合適的位置以考察系統在某些時候的線性特性。

Option blocks

ABAQUS中所有的數據定義在option block里完成。這是一組描述一部分問題定義的數據。每個option由一個關鍵字行來導入。如果該option需要數據行,他們就會跟在關鍵字行后面。

關鍵字行由第一列的*開始,后面跟option的名字。例如*MATERIAL 開始了對材料屬性的定義。**是注釋行。關鍵字行采用自由格式,空格將被忽略,逗號被用來分隔參數。

有時候關鍵字行需要參數,例如*ELEMENT定義了一列單元,需要用參數TYPE告訴ABAQUS這些單元的類型,是solid, shell, beam還是其他。許多參數是可選的,而且參數也許有自己的數值,用符號=來連接數值跟參數。例如*MATERIAL, NAME=STEEL就把名字STEEL和材料定義聯系起來了。

如果有數據行的話他們要跟在關鍵字行的后面。這里的數據通過列表比通過關鍵字的參數更加容易給出。

在一個input文件里第一個option應該是文件頭*HEADING,后面可以跟任意行,第一行將被作為打印輸出文件時每一頁的頁眉。

Sets (組)

ABAQUS的數據定義方法中一個有用的特色就是可以使用組。一個組可以是一組節點或者一組單元。用戶給出每個組的名字,這個名字就用來代表該組內所有的成分。

Mesh definition (定義網格)

定義模型時并無特定的順序,但我們一般會選擇一定的順序以方便將來劃分網格。單元號和節點號不能超過7位數(9999999是最大的可用于節點號或單元號的數據)。這里的數據僅僅是標注,任何方便的編號系統都可以使用。

Material definition (材料定義)

在*MATERIAL后面的任何關鍵字都定義了該材料的屬性。材料的屬性定義可能會很復雜,如熱膨脹(*EXPANSION),塑性(*PLASTIC),密度(*DENSITY)等。

Boundary conditions (邊界條件)

模型定義的最后一步就是指定一些邊界的條件。 ABAQUS對于結構單元在節點處的自由度使用約定的編號,1,2,3表示位移,4,5,6表示旋轉,對于有些類型的單元還有其他編號,例如聲音或者孔壓力(自由度8),溫度(自由度11)。大多數情況下邊界條件包括數組節點,使用節點組可以方便地指定邊界條件。

Step definition (步驟定義)

現在我們需要指定一組數據,按照什么順序加載,或者發生什么事件,我們想看到那些反應變量。正如前面所說,歷史數據被分隔成許多步驟。用*STEP開始這個步驟,用*END STEP結束。在更復雜的歷史中我們也許有許多步驟,或許會使用*RESTART把分析拆分成很多次來運行。

*PERTURBATION參數表示該過程只考慮線性反應。*STATIC制定了分析過程,*CLOAD引入一個集中荷載,*DLOAD引入一個分布荷載,非零邊界條件可用*BOUNDARY來給出,還可以用*TEMPERATURE給出熱荷載。

如果是個大變形問題,我們就需要在*STEP里用到NLGEOM參數,來進行非線性加載。

Output requests (輸出請求)

至此我們還沒有要求任何輸出。ABAQUS包含了默認的輸出請求,會打印一份單元變量的列表(應力,應變等)和節點變量列表(位移,反力等)。然而,在實際應用中用戶往往希望修改這個默認的輸出,得到一些特定變量的表,或者存儲結果以便后處理,所以需要對輸出進行控制。請求的結果文件是進行后處理繪制X-Y圖的存儲媒介。*RESTAR,WRITE產生一個restart文件。這個文件可供后處理程序繪出變形形狀,等高線圖,X-Y圖,還可被用來重新開始一個分析,從而允許復雜的分析分多步來完成。

Running the analysis (運行分析)

abaqus job=???

Output files (輸出文件)

分析結束后會產生不少新的文件,有著共通的主文件名,但擴展名各不相同。其中???.dat是個文本文件,包含了輸入文件的反饋信息以及ABAQUS發出的警告或者錯誤信號。

Postprocessing (后處理)

abaqus post restart=???

參數restart指定重啟動的文件。ABAQUS/POST會從文件???.res中讀取分析的結果。

開放分享：優質有限元技術文章,助你自學成才