ABAQUS有限元讲座
Abaqus有限元分析从入门到精通
精彩摘录
“在Mesh模块中,用户可以选择不同的网格类型,包括一维、二维和三维网 格。对于复杂的模型,三维网格通常是最合适的选择。”
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“在Job模块中,用户可以设置分析的参数和条件。这些参数包括材料属性、 边界条件、加载条件等。用户还可以指定输出结果,例如位移、应力、应变等。”
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“在Visualization模块中,用户可以查看和分析结果。这个模块提供了多 种可视化工具,例如云图等值线图、矢量图等。”
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《Abaqus有限元分析从入门到精通》是一本全面介绍Abaqus软件及其在各种 工程领域应用的专业书籍。这本书不仅详细介绍了Abaqus的基本原理和操作方法, 还通过大量的实例和案例,展示了如何利用Abaqus进行各种类型的有限元分析。 这本书的精彩摘录如下:
精彩摘录
“在许多工程应用中,有限元分析(FEA)已经成为一种重要的工具,它可以 帮助工程师们更好地理解和预测结构的性能。Abaqus是一款功能强大的有限元分 析软件,它支持各种类型的分析,包括结构、流体、电磁、热和多物理场等。”
目录分析
书中的各个章节以模块的形式组织,每个模块专注于一个特定的主题,这使 得学习者可以更加集中注意力,逐一掌握有限元分析的基本概念和技术。
目录分析
目录中理论与实践并重。第一章至第四章主要介绍有限元法的基本理论,包 括弹性力学、塑性力学、流体动力学等。第五章至第十章则重点介绍Abaqus软件 的使用和操作,包括前处理、求解和后处理等步骤。这种安排方式使得读者可以 在理解理论的基础上掌握软件的操作,提高学习效果。
Abaqus有限元分析从入门到精通(2022版)
6.5实例:T型接头焊接分析
6.5.1问题描述 6.5.2温度场计算 6.5.3应力场计算
6.6实例:平板激光焊焊接分析
6.6.1问题描述 6.6.2求解过程
6.7生死单元技术
6.7.1单元的删除 6.7.2单元的再激活 6.7.3完整的inp语法结构
6.8实例:平板接头两层两道焊温度场
6.8.1问题描述 6.8.2求解过程
6.9焊接分析常见问题与解决思路
6.9.1没有温度场分布 6.9.2温度场分布不合理 6.9.3熔池中心温度过高但熔合线基本正确
01
7.1复合材 料分析介绍
02
7.2各向异 性材料本构
03
7.板受 力分析
06
7.6实例: 基于CMA的 构件铺层设 计
目录分析
1.1 Abaqus软件发 展
1.2 Abaqus软件组 成
1.3 Abaqus帮助文 档
1.4 Abaqus的汉化
1.3 Abaqus帮助文档
1.3.1使用EXALEAD CloudView进行搜索 1.3.2使用在线帮助文档进行搜索 1.3.3 Abaqus帮助文档的内容 1.3.4一些帮助文档相关的DOS命令
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读书笔记
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8.6实例:基于壳单元的焊缝疲劳仿真计算
ABAQUS应用培训-00 预备知识-工程中的有限元应用简介
预备知识 预备知识
方 刚
2015年7月 北京
1
本次培训的主要内容
一. 工程中的有限元应用简介 二. ABAQUS软件简介 三. 前处理 四. 线弹性分析 五. 后处理 六. 稳态传热分析 七. 接触关系定义及分析 八. 材料非线性分析 九. 瞬态传热分析 一○.几何非线性分析 一一.动态及动力学分析 一二.上机练习
32
16
2 科学与工程中的复杂问题离散化处理
离散-集成分析的过程小结1 • 第一阶段:从物理现象到数学模型(描述),例如 平衡方程,应力应变关系方程等。在一步中,又分 为离散表达,和集成装配。
N
F 0
i i 1
E
• 第二阶段:对数学模型的求解。
12
6
力学的分支
一般力学 理论力学(狭义的)、分析力 学、外弹道学、振动 理论、刚体动力学、陀螺力学、运动稳定性 力学 固体力学 材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学
流体力学 运动学 力学 静力学 动力学
空气动力学、气体动力学、多相流体力学、渗流 力学、非牛顿流体力学
13
1 力学、计算力学及有限元
Robert Hooke (1635-1703)
Sir George Gabriel Stokes (1819-1903)
Claude Louis Navier (1785-1836)
11
1 力学、计算力学及有限元
力学发展历史
从牛顿到汉密尔顿的理论体系组成了物理学中的经典力学。在弹性和流体基本方 程建立后,所给出的方程一时难于求解,工程技术中许多应用力学问题还须依靠经验 或半经验的方法解决。这使得19世纪后半叶,在材料力学、结构力学同弹性力学之间, 水力学和水动力学之间一直存在着风格上的显著差别。 20世纪初,随着新的数学理论和方法的出现,力学研究又蓬勃发展起来,创立了 许多新的理论,同时也解决了工程技术中大量的关键性问题,如航空工程中的声障问 题和航天工程中的热障问题等。 这时的先导者是普朗特和卡门,他们在力学研究工作中善于从复杂的现象中洞察 事物本质,又能寻找合适的解决问题的数学途径,逐渐形成一套特有的方法。从20世 纪60年代起,计算机的应用日益广泛,力学无论在应用上或理论上都有了新的进展。
ABAQUS有限元软件使用知识PPT教学课件
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ABAQUS6.4后处理模块界面
• ABA QUS 6.4后 处理 模块 界面 如图 所示
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后续的实例
带孔平板模型结果示意图
• 带孔 平板 模型 结果 图形 显示 如图 所示
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谢谢大家观赏!
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• 特别是它的非线性力学(几何、材料、接触)分析功能具有 世界领先水平,在北美、欧洲和亚洲许多国家的机械、化工、 土木、水利、材料、航空、船舶、冶金、汽车、电气工业设 计等领域中得到广泛的应用
• 它可以进行结构的静态和动态分析,如应力、变形、振动、 冲击、热传导和对流、质量扩散、声波、力电耦合分析等
功能模块
• Job(作业) • Visualization(可视化) • Sketch(草图)
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功能模块界面
• 功能模块 界面如图 所示
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ABAQUS/VIEWER——后处理
• 由于在模拟过程中产生了大量的数据,所以图形后处理是十分重要的 • ABAQUS/CAE的Visualization(可视化)模块(也另外授权为
第20页/共26页
连接环模型结果示意图
• 连接 环模 型结 果图 形显 示如 图所 示
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斜板模型示意图
斜板 模型 实际 情况
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斜板模型结果示意图
• 斜板 模型 结果 图形 显示 如图 所示
第23页/共26页
带孔平板模型示意图
全面介绍ABAQUS有限元分析
全面介绍ABAQUS有限元分析有限元分析软件ABAQUS介绍(一)数值模拟方法介绍一:数值模拟也叫计算机模拟。
它以电子计算机为手段,通过数值计算和图像显示的方法,达到对工程问题和物理问题乃至自然界各类问题研究的目的,节约时间、成本。
数值模拟的基本步骤:(1)建立数学模型--基本守恒方程(2)建立物理问题模型--前处理建模(3)离散方程--选择离散方法和格式(4)求解方程--选择求解算法(5)编制、调试程序(6)研究结果--后处理(7)改进模型或提出指导方案使用软件分析的优势二、有限元软件的介绍三种数值分析方法:有限元方法,有限差分,有限体积方法有限元分析是对结构力学分析迅速发展起来的一种现代计算方法。
有限元分析软件目前最流行的有:ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名比较大的公司。
有限元软件的对比ANSYS是商业化比较早的一个软件,目前公司收购了很多其他软件在旗下。
ABAQUS专注结构分析,目前没有流体模块。
MSC是比较老(1963)的一款软件目前更新速度比较慢。
ADINA是在同一体系下开发有结构、流体、热分析的一款软件,功能强大但进入中国时间比较晚市场还没有完全铺开。
结构分析能力排名:ABAQUS、ADINA、MSC、ANSYS流体分析能力排名:ANSYS、ADINA、MSC、ABAQUS耦合分析能力排名:ADINA、ANSYS、MSC、ABAQUS性价比排名:ADINA,ABAQUS、ANSYS、MSCANSYS与ABAQUS的对比应用领域:1. ANSYS软件注重应用领域的拓展,目前已覆盖流体、电磁场和多物理场耦合等十分广泛的研究领域。
2. ABAQUS则集中于结构力学和相关领域研究,致力于解决该领域的深层次实际问题。
其强大的非线性分析功能在设计和研究的高端用户群中得到了广泛的认可求解器功能(1)对于常规的线性问题,两种软件都可以较好的解决,在模型规模限制、计算流程、计算时间等方面都较为接近。
abaqus第一讲:ABAQUS基础(课堂PPT)
线性摄动分析 静力/位移分析 动力学应力/位移分析
北京怡格明思工程技术有限公司
8
Innovating through simulation
ABAQUS/Explicit(显式求解器)
ABAQUS/Explicit是利用对事件变化的显示积分求解动态有限元方程。该模块 适合于分析向冲击和爆炸这样短暂、瞬时的动态事件,对高度非线性问题也非常有 效,包括模拟加工成形过程中改变接触条件的问题。以上两种分析模块输入文件的 基本格式是相同的,他们的输出是相似的。
*ELEMENT, TYPE=B21, ELSET=SEATPOST
560, 101, 102, 564, 102, 103 .
单元集SEATPOST 包括单 元560, 564, ...
.
*BEAM SECTION, SECTION=PIPE, MATERIAL=STEEL,
ELSET=SEATPOST 0.12, 0.004
第一讲 ABAQUS基础
王慎平 北京怡格明思工程技术有限公司
北京怡格明思工程技术有限公司
1
Innovating through simulation
什么是有限元?
为了对结构进行分析计算,我们把连续的区域进行离散化,然后利 用计算机的高速计算能力,求解平衡方程组,得到结构对一系列约束和 载荷的响应,从而对结构的性能是否满足要求进行评价,从而对产品的 设计和更改起到指导作用。
北京怡格明思工程技术有限公司
7
Innovating through simulation
ABAQUS/Standard的功 能: 一般分析功能
静态的应力/位移分析: 率不相关响应和率相关(粘弹性/蠕变/粘塑性) 响应 瞬态动力学应力/位移分析 瞬态或稳态热传导分析 瞬态或稳态质量扩散分析
ABAQUS有限元分析从入门到精通(第2版)
02 第二部分 应用案例分析
6 结构静力学分析
6.1 结构静力学分析简介 6.3 轴对称结构静力分析
6.5 如何书写INP文件
6.2 桁架结构静力分析
6.4 弹性体的五个基本假设
本章小结
6 结构静力学分析
6.1 结构静力学分析简 介
6.1.1 静力学分析的特点
6.1.2 静力学分析的步骤
6 结构静力学分析
7 接触问题分析
7.1 非线性问题分 类
7.2 圆压头与平板 的接触分析
7.3 接触分析中需 要注意的问题
7.4 过盈装配过程 模拟
本章小结
7 接触问题分析
7.2 圆压头与平板的接触分 析
7.2.1 问题的描述 7.2.2 创建部件 7.2.3 创建材料和截面属性 7.2.4 定义装配件 7.2.5 划分网格 7.2.6 设置分析步
1.5 ABAQUS帮助文档
1.5.1 ABAQUS帮助文 档的内容
1.5.2 如何使用 ABAQUS帮助文档
1 ABAQUS概述
1.6 快速入门实例
1.6.1 问题的描述 1.6.2 启动ABAQUS 1.6.3 创建部件 1.6.4 创建材料和截面属性 1.6.5 定义装配件 1.6.6 设置分析步
6.2 桁架结构静力分析
6.2.1 问题的描述 6.2.2 问题的分析 6.2.3 INP文件
6 结构静力学分 析
6.3 轴对称结构静力 分析
6.3.1 轴对称结构的特点 6.3.2 对称结构分析要素 6.3.3 压力容器应力分析 实例
6 结构静力学分 析
6.5 如何书写INP文件
6.5.1 输入文件的组成和结构 6.5.2 书写input文件的语法和规则 6.5.3 从外存储器中引入模型或者历 史数据 6.5.4 举例 6.5.5 文件的执行 6.5.6 文件的类型介绍和常用指令
Abaqus有限元仿真培训教程
Create Cut(创建切除)
Create Cut的方法依次为: Extrude、Revolve、Sweep、Loft和Circular hole。
Create Cut与Create Solid类似。现以Circular hole 为例说明如何Create Cut:
1、选择孔的类型:通孔或盲孔
2、选择草绘平面
Introduction to ABAQUS/CAE
分析时最常接触的一些参数:应力σ、应变ε、屈服强度σs、抗 拉强度σb、位移U
应力σ:单位面积上的内力称为应力。
应变ε:应变表示长度的相对变化量,是形变量与原来长度尺寸的比值, 即ε=ΔL/L,无量纲,常用百分数表示。
屈服强度σs :是金属材料发生屈服现象时的屈服极限,即抵抗微量塑 性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变 形的应力值为其屈服极限。大于此极限的外力作用,将会使零件永久 失效,无法恢复,零件将会产生永久变形。
3、确定孔的方向(Flip反向)
4、选择基准边,并指定距离
Introduction to ABAQUS/CAE
5、设置孔的直径
倒角
Create Round or Fillet倒圆角与Creaste Chamfer倒直角。
现以Create Round or Fillet为例说明如何倒圆角: 1、选择要进行倒圆角的边(按住Shift,左键拾取可 进行多选) 2、指定圆角半径
Introduction to ABAQUS/CAE
在了解分析之前,我们先来熟悉一些 刚强度分析中的一些常识
静力学刚强度分析到底我们计算什么? 可以简单理解为: 1.计算工件的刚度,即变形 2.计算工件的强度,即应力
ABAQUS有限元分析实例详解 3PPT课件
L
F2EA(U2U1) L
11
既
F F1 2 E LA1 , 1,1 1 U U1 2
FKU
[K]单元刚度阵,{F}载荷,{U}位移向量
每一种类型单元都有自己的单元刚度 矩阵,对于复杂的单元是基于能量原理 来确定的。
12
3)总刚度矩阵 结构有限元是用有限个基本单元来
逼近结构模型,把有限个基本单元的单 元刚度矩阵组装到一起,形成总刚度矩 阵。
四或八节点四边形板元 CQUAD4、CQUAD8 四节点剪力板元 CSHEAR
21
体单元 六面体单元 CHEXA 五面体单元 CPENTA 四面体单元 CTETRA
约束元(刚体元 RBE2) 其它单元 质量元 CONM2
22
2、输入文件结构 执行控制(求解类型、允许时间、系统 诊断) 情况控制(输出请求、选择模型数据集) 数据:节点、单元(结构模型定义)、 几何和材料性质、载荷、约束(求解条 件参数)
一、简介
一般来说工程分析可分为两大类: 数值法
(有限元法是数值法的一种)
1
经典法:
经典法直接采用控制微分方程来求 解场问题,其方法是基于物理原理而建 立的。闭合性的精确解仅对于几何、载 荷与边界条件最简单的情况才有可能得 到。精确解离大多数实际工程问题较远。 经典法可以验证数值解的解题精度。
2
AP1_2000计算结果与理论解对比
\\ 执行控制\\
TITLE=FIXED PLATE DISP=ALL STRESS=ALL SPC=1 LOAD=1
\\4种控制\\
25
BEGIN BULK
\\数据集\\
GRID 1 0 0. 0. 0.
GRID 2 0 2. 0. 0.
Abaqus 有限元分析常见问题解答与实用技巧最新版教学大纲精品
第1篇基础篇第1章Abaqus基础知识常见问题及实用技巧第1章Abaqus基础知识常见问题及实用技巧1.1Abaqus的基本约定1.1.1自由度的定义【常见问题1-1】自由度的数字表示Abaqus中的自由度是如何定义的?1.1.2选取合适的单位制【常见问题1-2】常用的国际单位制在Abaqus中建模时,各个量的单位应该如何选取?1.1.3Abaqus中的时间【常见问题1-3】总分析时间和分析步时间怎样理解Abaqus中的时间计量?第1章Abaqus基础知识常见问题及实用技巧1.1.4Abaqus中的重要物理常数【常见问题1-4】常用物理常数Abaqus中有哪些常用的物理常数?如何定义?1.1.5Abaqus中的坐标系【常见问题1-5】定义局部坐标系如何在Abaqus中定义局部坐标系?1.2Abaqus中的文件类型及功能【常见问题1-6】文件类型及功能Abaqus建模和分析过程中会生成多种类型的文件,它们各自有什么作用?当模型出现问题时,应该查看那些文件来查找错误原因?【常见问题1-7】关注DAT文件、MSG文件和STA文件提交分析作业后,读者应该查看Abaqus生成的哪些文件?第1章Abaqus基础知识常见问题及实用技巧1.3Abaqus的帮助文档1.3.1在帮助文档中查找信息【常见问题1-8】快速查找帮助文档中的信息Abaqus帮助文档的内容非常丰富,如何在其中快速准确地找到所需要的信息?1.3.2Abaqus/CAE中的帮助功能【常见问题1-9】即时帮助功能Abaqus/CAE的中提供了哪些即时帮助功能?如何使用?【常见问题1-10】Help菜单中的帮助功能Abaqus/CAE的Help菜单提供了哪些帮助功能?【常见问题1-11】先安装软件后安装帮助文档的方法安装6.14版本Abaqus软件过程中,先安装了软件没有安装帮助文档,后来想安装帮助文档并能够通过Abaqus/CAE的Help菜单获取相关帮助信息,应该如何操作?1.4更改工作路径【常见问题1-12】更改默认工作路径Abaqus读写各种文件的默认工作路径是什么?如何修改此工作路径?第1章Abaqus基础知识常见问题及实用技巧1.5Abaqus的常用DOS命令【常见问题1-13】常用的DOS命令Abaqus软件提供了哪些常用的DOS命令?应该如何使用这些命令,让研究工作更加高效?1.6设置Abaqus的环境文件1.6.1磁盘空间不足【常见问题1-14】磁盘空间不足提交分析作业时出现如下错误信息,应该如何解决?***ERROR:UNABLE TO COMPLETE FILE WRITE.CHECK THAT SUFFICIENT DISKSPACE IS AVAILABLE.FILE IN USE AT FAILURE IS shell3.stt.(磁盘空间不足)或者***ERROR:SEQUENTIAL I/O ERROR ON UNIT23,OUT OF DISK SPACE OR DISK QUOTAEXCEEDED.(磁盘空间不足)1.7影响分析时间的因素【常见问题1-15】缩短分析时间,提高分析效率的技巧使用Abaqus软件进行有限元分析时,如何缩短分析时间,提高分析效率?第1章Abaqus基础知识常见问题及实用技巧【常见问题1-16】CPU使用率低、硬盘使用率高的原因提交分析作业后,在Windows任务管理器中看到分析作业正在运行,但CPU的使用率很低,好像没有执行任何分析任务,而硬盘的使用率却很高,这是什么原因造成的?第2章Abaqus/CAE操作界面常见问题及实用技巧2.1Abaqus/CAE操作界面【常见问题2-1】快速熟悉Abaqus/CAE操作界面Abaqus/CAE操作界面中包含菜单,工具、图标、模型树等信息,初学者如何快速熟悉界面中各部分内容,为建模分析做准备?【常见问题2-2】Abaqus/CAE的建模流程及技巧在Abaqus/CAE中建模的操作流程是怎样的?【常见问题2-3】修改Abaqus/CAE操作界面的背景色如何将Abaqus/CAE操作界面的背景色设置为白色,使得图片或动画的显示效果更好?【常见问题2-4】显示/隐藏模型树或工具栏如何显示或隐藏模型树(Model Tree)?如何显示和隐藏Abaqus/CAE界面中的工具栏?第2章Abaqus/CAE操作界面常见问题及实用技巧2.2选取对象的方法【常见问题2-5】快速选取边、面、点在Abaqus/CAE中建模时,如何更方便快捷地用鼠标选取对象(顶点、线、面等)?2.3Tools菜单的常用工具2.3.1参考点(Reference Point)【常见问题2-6】定义参考点如何定义参考点?在什么情况下需要使用参考点?2.3.2表面(Surface)【常见问题2-7】定义表面表面的类型有哪些?在什么情况下应该定义表面?2.3.3集合(Set)【常见问题2-8】定义集合集合的类型有哪些?在什么情况下应该定义集合?第2章Abaqus/CAE操作界面常见问题及实用技巧2.3.4基准(Datum)【常见问题2-9】定义基准基准(datum)的主要用途是什么?使用过程中需要注意哪些问题?2.3.5定制界面(Customize)【常见问题2-10】定制Abaqus/CAE操作界面如何定制Abaqus/CAE的操作界面?2.4Plug-ins菜单的功能【常见问题2-11】Plug-ins菜单简介Plug-ins菜单提供了哪些功能?如何使用这些功能?【常见问题2-12】快速创建图形用户界面(GUI)主菜单Plug-ins→Abaqus→RSG Dialog Builder的功能是什么?如何使用该子菜单快速构建图形用户界面,并定制插件?第3章Part功能模块常见问题及实用技巧3.1创建、导入和编辑部件3.1.1创建部件【常见问题3-1】创建部件的方法及优缺点在Abaqus/CAE中创建部件的方法有哪些?其各自的适用范围和优缺点怎样?3.1.2导入和导出几何模型【常见问题3-2】导入/导出几何模型的文件格式在Abaqus/CAE中导入或导出几何模型时,有哪些可供选择的格式?【常见问题3-3】导入部件后显示错误将STEP格式的三维CAD模型文件(*.stp)导入到Abaqus/CAE中时,在窗口底部的信息区中看到下列提示信息:A total of236parts have been created.(创建了236个部件)此信息表明CAD模型已经被成功导入,但是在Abaqus/CAE的视图区中却只显示出一条白线,看不到导入的几何部件,这是什么原因造成的?第3章Part功能模块常见问题及实用技巧3.1.3编辑几何部件【常见问题3-4】使用几何编辑工具编辑导入的不精确部件Abaqus/CAE提供了多种几何编辑工具,使用时应注意哪些问题?【常见问题3-5】无法划分网格时编辑几何部件的方法将三维CAD模型导入Abaqus/CAE中生成几何部件,在为其划分网格时,出现如图3-7所示的错误信息,应如何解决?图3-7错误信息:invalid geometry(几何部件无效),无法划分网格3.2特征之间的相互关系【常见问题3-6】基本特征、父特征和子特征及其相互关系在Part功能模块中创建零部件时经常用到3个概念:基本特征(Base feature)、父特征(Parent feature)和子特征(Children feature),它们之间的关系是怎样的?第3章Part功能模块常见问题及实用技巧3.3刚体和显示体3.3.1刚体部件的定义【常见问题3-7】定义刚体部件什么是刚体部件(rigid part)?它有何优点?在Part功能模块中可以创建哪些类型的刚体部件?3.3.2刚体部件、刚体约束和显示体约束【常见问题3-8】刚体部件、刚体约束和显示体约束的区别与联系刚体部件(rigid part)、刚体约束(rigid body constraint)和显示体约束(display body constraint)都可以定义刚体,它们之间有何区别与联系?3.4建模实例【常见问题3-9】多种方法建立几何模型一个边长100mm的立方体,在其中心位置挖掉半径为20mm的球,应如何建立几何模型?第4章Property功能模块常见问题及实用技巧4.1定义材料特性参数【常见问题4-1】为部件定义材料特性参数在Property功能模块中,如何为部件定义材料特性参数?【常见问题4-2】错误信息:missing property definition在Abaqus/CAE软件的Property功能模块中,已经定义了材料参数和截面属性,但是提交分析作业时却弹出了如图4-5的提示信息,同时DAT文件中给出了下列错误提示信息:图4-5弹出的提示信息***ERROR:20elements have missing property definitions.The elements have been identified inelement set ErrElemMissingSection.第4章Property功能模块常见问题及实用技巧请问,这是什么原因造成的?应该如何解决?【常见问题4-3】定义随温度变化的材料参数在Property功能模块中定义材料特性参数时,如果某些参数依赖于温度,应该如何定义?【常见问题4-4】同一部件包含不同材料属性同一个部件中包含多种不同的材料,应该如何为其定义材料属性?【常见问题4-5】Macro Manager录制材料参数复杂有限元模型中,包含很多种材料,而且每种材料的特性参数非常多,,在Abaqus /CAE中定义这些参数十分浪费时间,是否有更加方便省时的方法来完成参数的定义呢?4.2定义超弹性材料【常见问题4-6】定义橡胶的超弹性材料参数如何在Abaqus/CAE中定义橡胶的超弹性(hyperelasticity)材料数据?【常见问题4-7】橡胶材料的特点和力学特性橡胶材料有何特点?在Abaqus/CAE中建模时需要定义那些力学特性?第4章Property功能模块常见问题及实用技巧4.3定义梁截面形状、截面属性和横截面方位4.3.1定义梁截面形状【常见问题4-8】定义梁截面的几何形状和尺寸如何定义梁截面的几何形状和尺寸?【常见问题4-9】显示梁截面形状如何在Abaqus/CAE中显示梁截面形状?4.3.2定义截面属性【常见问题4-10】截面属性和梁截面形状的区别截面属性(section)和梁截面形状(profile)有何区别?【常见问题4-11】没有定义材料特性提交分析作业时,为何在DAT文件中出现错误提示信息“elements have missing property definitions()”?第4章Property功能模块常见问题及实用技巧4.3.3定义梁横截面方位【常见问题4-12】梁横截面方位的作用如何定义梁横截面方位(beam orientation)?它有什么作用?【常见问题4-13】定义梁横截面方位如何在Abaqus中定义梁横截面方位?【常见问题4-14】梁单元的切向和轴的方向平行使用梁单元进行有限元分析时,为何出现下列错误信息:***ERROR:ELEMENT16IS CLOSE TO PARALLEL WITH ITS BEAM SECTION AXIS.DIRECTION COSINES OF ELEMENT AXIS2.93224E-04-8.20047E-051.0000.DIRECTIONCOSINES OF FIRST SECTION AXIS0.00000.00001.0000。
郑州大学《有限元原理》课件:第六章ABAQUS用法指南
6.1.4 The Step module
Create analysis steps. Specify output requests. Specify adaptive meshing. Specify analysis controls. Within a model you define a sequence of one or more analysis steps.
Part types
Deformable
Discre
Eulerian
Deformable,Discrete rigid,Analytical rigid, Eulerian ◆Deformable Any arbitrarily shaped axisymmetric, twodimensional, or three-dimensional part that you can create or import can be specified as a deformable part. A deformable part represents a part that can deform under load; the load can be mechanical, thermal, or electrical.
6.1.2 The Property module ◆ Define a skin ◆ Define beam section reinforcement. ◆ Define inertia (point profiles. mass, rotary inertia, ◆ Define sections. and heat capacitance) ◆ Assign sections, orientations, normals, on a part. and tangents to parts. ◆ Define springs and dashpots between two ◆ Define composite points or between a layups. point and ground.
ABAQUS有限元分析实例详解 3
弹性杆具有均匀的横断面,面积为A, 长度为L,承受轴向载荷,处于静力平衡 状态,U1、U2是结点1和2处的位移。
L
F1
1
2
F2
X
U1
U2
因此,单元具有两个自由度。
下步任务是找到一个方程把力与位移相关 起来。
F F1 F2 0
F 2 F1 (1)
在轴向方向,杆长度 变化为 L 。与位移相
体单元 六面体单元 CHEXA 五面体单元 CPENTA 四面体单元 CTETRA
约束元(刚体元 RBE2) 其它单元 质量元 CONM2
2、输入文件结构
执行控制(求解类型、允许时间、系统 诊断)
情况控制(输出请求、选择模型数据集)
数据:节点、单元(结构模型定义)、 几何和材料性质、载荷、约束(求解条 件参数)
2、单元 弹簧元(拉伸或扭转)CELAS1、CELAS2、 CELAS3、CELAS4
线单元 杆元 CROD CONROD 直梁元 CBAR CBEAM 曲梁元 CBEND
面单元 三或六节点的三角形板元 CTRIA3、CTRIA6
四或八节点四边形板元 CQUAD4、CQUAD8 四节点剪力板元 CSHEAR
U 1
F
2
Ka,
(Ka
Kb),KbU
2
F 3 0,Kb, Kb
U 3
既 {F}=[K]{U} [K]总刚度阵 {F}载荷向量 {U}位移向量 求解线性代数方程组得出{U}向量
4)求解的基本步骤(线性静力) 将结构离散为单元 由单元性质,几何和材料形成单元刚度矩阵 把单刚装配成总刚 将边界条件施加与约束模型 将载荷(力、弯矩、压力等)施加于分析模型 求解矩阵方程得位移 从位移结果计算应力和反力
基于ABAQUS的有限元分析过程
4
书写input文件的语法和规则
关键词行 必须以*开始,后面接的是选项的名字,然后随之定义选项的 内容.如:*MATERIAL,NAME=STEEL 注释行是以**开始的. 如果有参数,则参数和关键词之间必须用“,”格开。 在参数之间必须用“,”格开。 关键词行中的空格可以忽略。 每行的长度不能超过256个字符 关键词和参数对大小写是不区分的。
7
.inp文件概览
单元及其类型
零件
单元属性
节点
材料
边界条件
8
接上页……
单元集
表面集 求解步
载荷
9
谢谢
Thank You For Your Attention
10
第十一讲 INP文件讲解
1
输入文件的组成
一个输入文件由模型数据和历史数据两部分组成 模型数据的作用:定义一个有限元模型,包括单元,节点, 单元性质,定义材料等等有关说明模型自身的数据;模型数 据可被组织到零件中(零件可以被组装成一个有意义的模型). 历史数据的定义是模型发生了什么----事情的进展,模型响应 的荷载,历史被分成一系列的时步层序.每一步就是一个响应 (静态加载,动态响应等),时步的定义包括过程类型(比如静 态应力分析,瞬时传热分析等)对于时间积分的控制参数或者 非线性解过程,加载和输出要求。
3
历史数据部分 定义分析的类型,荷载,输出要求等。分析的目的就是预测 模型对某些外部荷载或者某些初始条件的反映。一个 ABAQUS分析是建立在STEP的概念上的,(在历史数据中描 述)在分析中可以定义多个STEPS。每个STEP用*STEP开始, 用*END STEP结束。*STEP是历史数据和模型数据的分界点, 第一次出现*STEP的前面的是模型数据,后面的就是历史数据。
2019-ABAQUS有限元软件使用知识-文档资料
山东大学机械工程学院 2019.07
有限元法的简单回顾
任何有限元模拟的第一步都是用一个有限单元 (finite element)的集合来离散(discretize) 结构的实际几何形状,每一个单元代表这个实 际结构的一个离散部分。
这些单元通过共同节点(node)来连接。节点 和单元的集合称为网格(mesh)。在一个特定 网格中的单元数目称为网格密度(mesh density)。 在应力分析中,每个节点的位移是ABAQUS计 算的基本变量。一旦节点位移已知,这个单元 的应力和应变就可以很容易求出
功能 模块 界面 如图 所示
ABAQUS/VIEWER——后处理
由于在模拟过程中产生了大量的数据,所 以图形后处理是十分重要的 ABAQUS/CAE的Visualization(可视化)模块 (也另外授权为 ABAQUS/VIEWER)允许 用户应用各种不同的方法观察图形化的结 果,包括变形图、等值线图、矢量图、动 画和X—Y曲线图 也允许用户创建一个输出数据的表格报告
ABAQUS模型通常由若干不同的部分组成,他们共同描 述了所分析的物理问题和需要获得的结果 一个分析模型至少要包含如下的信息: 离散化的几何形体(discretized geometry) 单元截面属性(element section properties) 材料数据(material data) 载荷和边界条件(loads and boundary conditions) 分析类型(analysis type)和 输出要求 (output requests)
模拟计算 (ABAQUS/Standard、ABAQUS/Explicit) 后处理(ABAQUS/Viewer) 通常可以通过ABAQUS/CAE的可视化模块 ABAQUS/Viewer或其它后处理软件在图形环境 下人机交互式进行
超限建筑结构有限元分析讲座Abaqus精品文档
CAE – New Data Sheet For Tension Cutoff
Optional sheet for specifying cut-off stress (in tension)
*TENSION CUT-OFF
New check box: Tension Cut-off
Two data columns: 1. Tension Cut-off Stress 2. Tensile Plastic Strain
XFEM A dynamic impact analysis can be followed by a static analysis
地应力平衡
Number of Elements
27,550
Element Types
二次开发能力强
Python 特点
简单 易学 免费、开源 高层语言 可移植性 丰富的库 面向对象 可扩展性
编程领域的占有率一直处于稳步上升之中,排名第六。 Google 也大量使用Python。在Nokia智能手机所采用的Symbian 操作系统上,大量采用Python语言
Current and Future Trends in Realistic Simulation Technology
3D PLM Software (joint venture)
07年收入:$16亿美元 全球7000多名员工
25% PLM 市场份额(No.1) 注重R&D
在美国纳斯达克和巴黎两地股票市场上市
Abaqus 的主要行业用户
航空航天
Lockheed Martin – JSF Boeing – 777 Airbus – Manufacturing
GM – Powertrain Honda - Transmission BMW - Durability
abaqus系列教程-03有限单元和刚性体
3. 有限单元和刚性体有限单元和刚性体是ABAQUS模型的基本构件。
有限单元是可变形的,而刚性体在空间运动不改变形状。
有限元分析程序的用户可能多少理解有限单元,而对在有限元程序中的刚性体的一般概念可能多少会感到陌生。
为了提高计算效率,ABAQUS具有一般刚性体的功能。
任何物体或物体的局部可以定义作为刚性体;大多数的单元类型都可以用于刚性体的定义(例外的类型列出在ABAQUS分析用户手册第2.4.1节“Rigid Body definition”)。
刚性体比变形体的优越性在于对刚性体运动的完全描述只需要在一个参考点上的最多六个自由度。
相比之下,可变形的单元拥有许多自由度,需要昂贵的单元计算才能确定变形。
当这变形可以忽略或者并不感兴趣时,将模型一个部分作为刚性体可以极大地节省计算时间,并不影响整体结果。
3.1 有限单元ABAQUS提供了广泛的单元,其庞大的单元库为你提供了一套强有力的工具以解决多种不同类型的问题。
在ABAQUS/Explicit中的单元是在ABAQUS/Standard中的单元的一个子集。
本节将介绍影响每个单元特性的五个方面问题。
3.1.1 单元的表征每一个单元表征如下:●单元族●自由度(与单元族直接相关)●节点数目●数学描述●积分ABAQUS中每一个单元都有唯一的名字,例如T2D2,S4R或者C3D8I。
单元的名字标识了一个单元的五个方面问题的每一个特征。
命名的约定将在本章中说明。
单元族图3-1给出了应力分析中最常用的单元族。
在单元族之间一个主要的区别是每一个单元族所假定的几何类型不同。
实体单元壳单元梁单元刚体单元弹簧和粘壶桁架单元无限单元膜单元图3-1 常用单元族在本指南中将用到的单元族有实体单元、壳单元、梁单元、桁架和刚性体单元,这些单元将在其它章节里详细讨论。
本指南没有涉及到的单元族;读者若在模型中对应用它们感兴趣,请查阅ABAQUS分析用户手册的第V部分“Elements”。
弹塑性力学土木工程应用有限元ABAQUS分析课件
q=100Mpa
k
故应力集中因子为:
Kσφmax 279.42.794 q 100
弹塑性力学土木工程应用 有限元ABAQUS分析
误差分析
每边单元数10,最大应力288 每边单元数15,最大应力299
弹塑性力学土木工程应用 有限元ABAQUS分析
对比分析
网格划分的不同,对数据的拟合具有一定的影响, 划分的密集,计算结果更逼近理论值。
验证小孔处的应力集中系数
K σ φmax q
弹塑性力学土木工程应用 有限元ABAQUS分析
验证
基于结构和荷载的对称性,只 取结构的 1/4 进行分析。
弹塑性力学土木工程应用 有限元ABAQUS分析
验证
圆孔边缘应力最大的部位在
90°处,与理论分析的结果
一致,且最大应力279.4Mpa。
右侧施加的均布荷载为
0.09406
380
0.150
437.00
0.13976
0.13831
400
0.200
480.00
0.18232
0.18072
弹性模量E 3.00E+05
弹塑性力学土木工程应用 有限元ABAQUS分析
PART.03
有限元分析验证
弹塑性力学土木工程应用 有限元ABAQUS分析
平板圆孔应力
σρ
q 2
l0d lllnll0
lnl lnl0l
l0
l0
nom
l l0
lnl0 l0lln1nom
弹塑性力学土木工程应用 有限元ABAQUS分析
名义、真实应力(变) 真实应力与名义应力的关系
nom(1nom)
真实应变与名义应变的关系
有限元Abaqus实例讲解——压力容器不连续区域应力分析-精品资料
Abaqus实例讲解——压力容器不连续区域应力分析问题描述:某高压容器设计压力为P=16MPa,材料的弹性模量为2e5MPa,泊松比为0.3。
筒体内径为R1=775mm,壁厚t=100mm,封头内径R2=800mm,厚度t2=48mm,筒体削边长度L=95mm。
对该高压容器筒体与封头连接区域进行应力分析。
注:本实例所使用的软件为Abaqus6.10-1实例来源:中国水利水电出版社,赵腾伦,《ABAQUS6.6在机械工程中的应用》运行ABAQUS/CAE,修改模型名称为Model-1为pressure-vesel,保存模型为pressure-vessel.cae。
1.双击模型树中模型pressure-vessel下的,弹出Create Part对话框,在Modeling Space 栏中选择Axisymmetric,Type栏中选择Deformable,Base Feature栏中选择Shell,Approximate size中输入4,单击Continue按钮,进入草图环境。
2.单击工具箱中的,在提示区中依次输入下列坐标值:(0.775,1.2)、(0.775,0)、(0.875,1.2)、(0.875,1.2),每输入一个点的坐标以后回车,单击鼠标中毽。
3.单击工具箱中的,在提示区一次输入下列坐标值(输入完一个坐标值回车一次):(0.8,1.2)、(0.848,1.2)、(0.0,2.0)、(0.0,2.048)、(0.0,1.2),创建5个点。
4.单击工具箱中的,选择点(0.0,1.2)为圆心,以点(0.8,1.2)为起点,点(0.0,2.0)为终点作一条圆弧。
5.同样的方法,以点(0.0,1.2)为圆心,以点(0.848,1.2)为起点,点(0.0,2.048)为终点作另一条圆弧。
6.单击工具箱中的,单击第4步中创建的5个点(多选按Shift键),单击鼠标中键,删除这5个点。
7.单击工具箱中的,连接两个圆弧左上部的端点。
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•
ABAQUS/Explicit®, provides ABAQUS analysis technology focused on transient dynamics and quasi-static analyses using an explicit approach appropriate in many applications such as drop test, crushing and many manufacturing processes.
(From )
What is ABAQUS?
• ABAQUS/Standard®, provides ABAQUS analysis technology to solve traditional implicit finite element analyses, such as static, dynamics, thermal, all powered with the widest range of contact and nonlinear material options. ABAQUS/Standard also has optional add-on and interface products with address design sensitivity analysis, offshore engineering, and integration with third party software, e.g., plastic injection molding analysis.
Solver Structure
Command line
ABAQUS CAE
Standard
How to build a simple model
• All models are called input files. • An input file has two sections; Model and History • The Model section contains all the information about the model and comes before the history section. • The History section is what you do to the model. You work on the model in Steps. • Input files have a .inp extension and can be created in any ASCII (text) editor.
• I’ll pick B31 2-node linear beam
Simple Input file (Model data)
*HEADING CANTILEVER BEAM ** ** This is in inches ** *NODE 1, 0. 6, 100. *NGEN, NSET=allnodes 1, 6 *ELEMENT, TYPE=B31 1, 1, 2 *ELGEN, ELSET=BEAM 1, 5 *BEAM SECTION, SECTION=RECTANGULAR, ELSET=BEAM, MATERIAL=STEEL 1., 2. *MATERIAL, NAME=STEEL *ELASTIC 30.E6, *BOUNDARY 1, ENCASTRE
What is ABAQUS?
The ABAQUS suite of software for finite element analysis (FEA) is known for its high performance, quality and ability to solve more kinds of challenging simulations than any other software. The ABAQUS suite consists of three core products: ABAQUS/Standard, ABAQUS/Explicit and ABAQUS/CAE. Each of these packages offers additional optional modules that address specialized capabilities some customers may need.
A truss problem
y, 2 20 in. 100 lbs
x, 1 20 in. Steel truss segments, Young’s modulus 30x106 lbs/in2 Diameter of each truss is 1 inch 200 lbs
Beam example
I want to know stresses and strains in all truss segments due to the static loads shown in the figure.
Sketch out your FEA model
y, 2 7 6 8
7
12
9
8 13
10
9
11
10 15
12
11
17
14
19 20 4 4 5
16 x, 1
18 3
1
1
2
2
3
5
6
Steel truss segments, Young’s modulus 30x106 lbs/in2 Diameter of each truss is 1 inch
Pick your elements
(From ABAQUS documentation)
Sketch out your FEA model
y, 2 20,000 lbs
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5 6 x, 1
Nodes
Elements
Pick your elements
• ABAQUS has a large library of elements
(From ABAQUS documentation)
AE4131 ABAQUS Lecture Part I
Patrick Roberts
gt0398b@ x5-2773 Weber 201
Overview
• What is ABAQUS? • Why learn ABAQUS? • ABAQUS documentation and online resources • Solver structure • How to build a simple model
Beam example
y, 2 20,000 lbs
x, 1 Steel beam, Young’s modulus 30x106 lbs/in2 Length 100 inches, width = 1 inch, height = 2 inches
Beam example
I want to know stresses and strains along the x-direction and the forces and moments in each section of the beam due to a static load.
To run ABAQUS
• At the command line
abaqus job=filename
Use the Input File filename WITHOUT the file extension (.inp)
The results
You will get many files after your job is complete. .dat Contains results information you can read. Very important for debugging. .fil Only for the computer .com Only for the computer .odb Only for the computer but will be used by CAE .msg Contains information you can read about how the job ran. Can be important for debugging. .prt Only for the computer .sta Contains information you can read about the status of the job while running .log Contains information you can read about how the job ran. Can be important for debugging.
• I’ll pick T3D2 2-node linear displacement
Modal Section
*HEADING CANTILEVER BEAM ** ** This is in inches ** *NODE 1, 0., 0. 6, 100., 0. 7, 0., 20. 12, 100., 20. *NSET, NSET=FIXED 1, 7 *NGEN, NSET=allnodes 1, 6 7, 12 *ELEMENT, TYPE=T3D2, ELSET=BEAM 1, 1, 2 2, 2, 3 3, 3, 4 4, 4, 5 5, 5, 6 6, 7, 8 7, 8, 9 8, 9, 10 9, 10, 11 10, 11, 12 11, 1, 8 12, 2, 9 13, 3, 10 14, 4, 11 15, 5, 12 16, 6, 12 17, 2, 8 18, 3, 9 19, 4, 10 20, 5, 11 *SOLID SECTION, ELSET=BEAM, MATERIAL=STEEL 1., *MATERIAL, NAME=STEEL *ELASTIC 30.E6, *BOUNDARY FIXED, ENCASTRE