_ABAQUS学习笔记

ABAQUS学习笔记

一．AQUS－.inp编码介绍

（一）．ABAQUS头信息文件段（1－4）

1.*PREPRINT 输出求解过程所要求的信息（在dat文件中）

ie:*PREPRINT, ECHO=YES, HISTORY=YES, MODEL=YES

2.*HEADING 标题输出文件（出现在POST/VIEW窗口中，且出现在结果输出文件中）ie:*HEADING

STRESS ANAL YSIS FOR A PLATE WITH A HOLE

3.*RESTART 要求abaqus/standard输出其POST/view模块所需要的.res文件。其中的FREQ ＝？控制结果在每次迭代（或载荷步）输出的次数。

ie:*RESTART, WRITE, FREQ=1

4.*FILE FORMAT 要求abaqus/standard输出到.fil中的某些信息。它也用于post。对于在后处理中得到x-y形式的诸如应力－时间、应力－应变图有用！

ie: *FILE FORMAT, ZERO INCREMENT

（二）．ABAQUS网格生成段

定义结点、单元，常用的命令有：结点定义（*NODE，*NGEN），单元定义（*ELEMENT，*ELGEN等）。

1.*NODE 定义结点，其格式为：

*NODE

结点号，x轴坐标，y轴坐标，（z轴坐标）

2.*NGEN 在已有结点的基础上进行多个结点的生成，一般是在两结点间以某种方式（直线、圆）产生一定分布规律的结点。

如：*NGEN, LINE=C, NSET=HOLE，

119, 1919, 100, 101 在两结点（结点号为119，1919）间以圆弧形式生成多个结点，100为任意相邻结点的单元号增量，101为圆弧形成时圆心位置的结点（对于直线形式生成没有此结点）。所有这些生成的结点（包括119，1919）被命名成HOLE的集合（这样做的目的是以后的命令中使用到它，比如说对这些结点施加同等条件的边界条件或载荷等，HOLE就是这些结点的代称）。*NGEN使用的前提就是必须存在已有结点。

*NGEN, NSET=OUTER

131, 1031, 100 以线形式形成结点，结点号增量100，结点集合名为OUTER。

*NGEN, NSET=OUTER

1031, 1931, 100 同上生成结点，可以同上结点集合名，这样OUTER就包括这两次生成的所有结点

3.*NFILL 在如上生成的结点集（实际上，代表两条几何意义上的边界线）之间按一定规律（BIAS＝？）填充结点。这样所有生成的结点构成一定形状的实体（面）。

如：*NFILL, NSET=PLATE, BIAS=0.8

HOLE, OUTER, 12, 1 以HOLE为第一条边界，OUTER为第二条边界（终止边），以从疏到密的规律（BIAS小于1）分布，其生成结点数在两内外对应结点间为12，1为每组结点号的增量。所有这些结点被置于PLATE的集合中。

下面以上面生成的结点来生成单元：

4.*ELEMENT

定义单元所使用的类型（TYPE=？），然后另行定义通过联结结点形成单元，其结点数目依靠单元类型而变。

*ELEMENT, TYPE=CPS4 //采用四单元的平面应力单元

19, 119, 120, 220, 219 //定义顺序：单元号，以逆时针方向形成单元的各结点号（三）ABAQUS单元

注意：分析前要选择合适的元素，这时要考虑的问题就是：使用什么样类型的单元？有限元的基本思路就是将实际中的连续体离散化，实际结果是将众多离散分析结果的集合，这似乎有点像积分的概念。选择元素种类最重要考虑的是分析必要的现象，满足必要的准确度基础上去掉不必要的细节与准确度。是选择1-D, 2-D or 3-D单元、用于何种分析的单元、是否高阶单元等。

（四）ABAQUS材料

ABAQUS本身提供了丰富的材料库供分析使用，并已能满足常用的分析。但对于新型本构关系的材料abaqus本身是无法体现的，UMAT则为这个问题提供了解决。自己编程将材料的应力应变本构表示出来，ABAQUS调用完成分析。

ABAQUS 的材料行为模式主要分为

弹性材料：

♦Linear elasticity （线弹性）

♦No compression or tension elasticity （无压缩或位伸弹性材料，即单力性材料）

♦Plane stress orthotropic failure （平面应力单元）

♦Porous elasticity （多孔弹性）

♦Hypoelasticity （亚弹性）

♦Hyperelasticity （超弹性）

♦Foam elasticity （泡沫单元）

♦Viscoelasticity （粘弹性）

非弹性材料

♦Classical metal plasticity （塑性）

♦Metals subjected to cyclic loading （受周期荷载金属单元）

♦Rate-dependent yield（率相关屈服单元）

♦Creep and Swelling （蠕变）

♦

Anisotropic yield and creep （各向异性） ♦

Porous metal plasticity (多孔塑性) ♦

Deformation plasticity （塑变单元） ♦

Granular materials or polymers （粒状材料或复合材料） ♦

Clay plasticity （粘土塑性） ♦

Crushable foam plasticity （可压泡沫塑性） ♦ Jointed material （？……）

♦ Concrete （混凝土）

（五）ABAQUS 求解

对于一个inp 文件，不进入CAE 时，需要这样做：

1. 检查inp 文件的正确性（当然主要是指keyword 的使用），自己能做检查最好，否则可以

通过：ABAQUS datacheck job=yourjobname

2. 检查确认修正后进行计算：

通过：ABAQUS job=yourjobname

3. 检验分析结果的合理性：不只是会算，更要会对分析结果进行确认。首先要对整个分析

及分析的并键之处成竹在心。然后可以通过以下途径作结果确认：

①自已能够得到的解析解

②实验数据

③其它数值解

④别人的求解结果（当然你得信任他）

⑤直觉与经验

4. 如果迭代无法收敛：需要通过.msg,.sta 文件查看出错信息并做出判断（在CAE 中submit

分析时可以通过monitor 查看），判断依据为：

①结构约束是否足够或过多

②材料数据是否正确

③单元是否适合此分析

④网格有没有过扭曲、奇异

⑤接触单元是否足够

⑥步长是否过大

二．有限元理论

（一）关于应力应变

金属的工程应力（未变形单位面积上的力）称为名义应力，与之相对应的为名义应变（每单位未变形长度的伸长）。0/F A ----名义应力 0/L l ∆-----名义应变

在只考虑0l dl ∆→→的情况下，拉伸和压缩应变是相同的，即：

00ln()l dl

d l dl l l l εε=

==⎰，其中l 是当前长度，0l 是原始长度，ε为真实应变或对数应变。与真实应变对应的真实应力：F A

σ=，F 为材料受力，A 是当前面积。