第二章 ABAQUS 基础
一个完整的 ABAQUS 分析过程,通常由三个明确的步骤组成:前处理、模
拟计算和后处理。这三个步骤的联系及生成的相关文件如下:
前处理
ABAQUS/Pre 或其它软件
输入文件:
模拟
ABAQUS/Standard
输入文件:
,
后处理
ABAQUS/Post 或其它软件
前处理(ABAQUS/CAE)
在前处理阶段需定义物理问题的模型并生成一个 ABAQUS 输入文件。通常
的做法是使用 ABAQUS/CAE 或其它前处理模块,在图形环境下生成模型。而一
个简单问题也可直接用文件编辑器来生成 ABAQUS 输入文件。
模拟计算(ABAQUS/Standard)
模拟计算阶段用 ABAQUS/Standard 求解模型所定义的数值问题,它在正常情
况下是作为后台进程处理的。一个应力分析算例的输出包括位移和应力,它们存
储在二进制文件中以便进行后处理。完成一个求解过程所需的时间可以从几秒钟
到几天不等,这取决于所分析问题的复杂程度和计算机的运算能力。
后处理(ABAQUS/CAE)
一旦完成了模拟计算得到位移、应力或其它基本变量,就可以对计算结果进
行分析评估,即后处理。通常,后处理是使用 ABAQUS/CAE 或其它后处理软件
中的可视化模块在图形环境下交互式地进行,读入核心二进制输出数据库文件后,
可视化模块有多种方法显示结果,包括彩色等值线图,变形形状图和 x-y 平面
曲线图等。
ABAQUS 分析模型的组成
ABAQUS 模型通常由若干不同的部件组成,它们共同描述了所分析的物理问
题和所得到的结果。一个分析模型至少要具有如下的信息:几何形状、单元特性、
材料数据、荷载和边界条件、分析类型和输出要求。
几何形状
有限单元和节点定义了 ABAQUS 要模拟的物理结构的基本几何形状。每一
个单元都代表了结构的离散部分,许多单元依次相连就组成了结构,单元之间通
过公共节点彼此相互连结,模型的几何形状由节点坐标和节点所属单元的联结所
确定。模型中所有的单元和节点的集成称为网格。通常,网格只是实际结构几何
形状的近似表达。
网格中单元类型、形状、位置和单元的数量都会影响模拟计算的结果。网格
的密度越高(在网格中单元数量越大),计算结果就越精确。
随着网格密度增加,分析结果会收敛到唯一解,但用于分析计算所需的时间
也会增加。通常,数值解是所模拟的物理问题的近似解答,近似的程度取决于模
型的几何形状、材料特性、边界条件和载荷对物理问题的仿真程度。
单元特性
ABAQUS 拥有广泛的单元选择范围,其中许多单元的几何形状不能完全由它
们的节点坐标来定义。例如,复合材料壳的叠层或工字型截面梁的尺度划分就不
能通过单元节点来定义。这些附加的几何数据由单元的物理特性定义,且对于定
义模型整体的几何形状是非常必要的。(见第 3 章)。
材料数据
对于所有单元必须确定其材料特性,然而高质量的材料数据是很难得到的,
尤其是对于一些复杂的材料模型。ABAQUS 计算结果的有效性受材料数据的准确
程度和范围的限制。
加载和边界条件
加载使结构变形和产生应力。大部分加载的形式包括:
·点载荷
·表面载荷
·体力,如重力
·热载荷
边界条件是约束模型的某一部分保持固定不变(零位移)或移动规定量的位
称(非零位移)。在静态分析中需要足够的边界条件以防止模型在任意方向上的
刚体移动;否则,在计算过程中求解器将会发生问题而使模拟过程过早结束。
在计算过程中一旦查出求解器发生了问题,ABAQUS 将发出错误信息,非常
重要的一件事情是,用户要知道如何解释这些 ABAQUS 发出的错误信息。如果
在静态应力分析时看见警告信息“numerical singularity”(数值奇异)或“zero
pivot”(主元素为零),必须检查模型是否全部或部分地缺少限制刚体平动或转动
的约束。在动态分析中,由于结构模型中的所有分离部分都具有一定的质量,其
惯性力可防止模型产生无限制的瞬时运动,因此,在动力分析时,求解过程中的
警告通常提示其它的问题,如过度塑性问题。
分析类型
大多数模拟问题的类型是静态分析,即在外载作用下获得结构的长期响应。
在有些情况下,可能令人感兴趣的是加载结构的动态响应:例如,在结构部件上
突然加载的影响,像冲击载荷的发生,或在地震时建筑物的响应。
ABAQUS 可以实现许多不同类型的模拟,但是这本指南只涵盖两种最
Abaqus_超好详细教程 来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.