ABAQUS中Standard分析模块和Explicit分析模块的区别比较及选择
ABAQUS简介
ABAQUS是一套功能强大的基于有限元方法的工程模拟软件ABAQUS是一套功能强大的基于有限元方法的工程模拟软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到极富挑战性的非线性模拟等各种问题。
ABAQUS具备十分丰富的、可模拟任意实际形状的单元库;ABAQUS也具有相当丰富的材料模型库，可以模拟大多数典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩的弹性泡沫，以及地质材料，例如土壤和岩石等。
作为一种通用的模拟工具，ABAQUS不仅能够解决结构分析(应力/位移)问题。
而且能够模拟和研究包括热传导、质量扩散、电子部分的热控制(热电耦合分析)、声学分析、岩土力学分析(流体渗透/应力耦合分析)及压电介质分析等广阔领域中的问题。
ABAQUS为用户提供了广泛的功能，使用起来又非常简单。
即便是最复杂的问题也可以很容易地建立模型。
例如，对于复杂多部件问题，通过对每个部件定义合适的材料模型，然后将它们组装成几何构形。
对于大多数模拟，包括高度非线性问题，用户仅需要提供如结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况这些工程数据。
在非线性分析中，ABAQUS能自动选择相应载荷增量和收敛限度。
他不仅能够选择合适参数，而且能连续调节参数以保证在分析过程中有效地得到精确解。
用户通过准确的定义参数就能很好的控制数值计算结果。
ABAQUS 有两个主求解器模块— ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit。
ABAQUS 还包含一个全面支持求解器的图形用户界面，即人机交互前后处理模块— ABAQUS/CAE 。
ABAQUS 对某些特殊问题还提供了专用模块来加以解决。
ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。
ABAQUS不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。
ABAQUS软件简介
ABAQUS软件简介ABAQUS是一个强大的有限元软件，可以计算和分析复杂的固体力学和结构力学系统，模拟大型和复杂的模型，并处理高度非线性的问题。
该软件不仅可以对单一零件进行力学和多物理场分析，还可以完成系统级的分析和研究。
由于该软件的分析能力很强大，以及在模拟复杂系统方面非常可靠，其广泛应用于各国的研究中心，在现代高科技新产品开发过程中发挥着巨大的作用。
ABAQUS的学习和运用阶段都是很快的过程，便于为比较复杂的问题建立其起来模型。
同时，ABAQUS也具有十分富厚的单元库，可以模拟非常多的几何造型，其富厚的材料模型库可以模拟非常多的工程上用到的材料，包括金属、合金材料、复合材料以及可压缩的弹性泡沫等等。
ABAQUS作为一个常用的模拟分析工具，其不仅能够解决结构分析(应力/位移)问题，而且其在分析热传导、电子元器件的热控制等领域也有广泛的运用。
ABAQUS有两个主求解器模块ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。
ABAQUS还包含一个全面支持求解器的图形用户界面，即人机交互前后处理模块ABAQUS/CAE。
ABAQUS对某些特殊问题还提供了专用模块来加以解决。
（1）ABAQUS/CAE模块是ABAQUS软件中的一个处理模块，可以通过交互式图形操作，来方便快捷地建立分析模型，为各部件定义材料属性、定义分析步、边界条件和载荷等参数。
该模块还具有强大的划分网格的功能，并可以检验所划分网格的质量。
提交分析作业后，可以对计算过程进行监视和控制。
计算完成后可以进入后处理模块查看分析结果。
（2）ABAQUS/Standard模块能够求解大多数线性和非线性问题，包括动态分析、静态分析，复杂的非线性耦合物理场分析等。
（3）ABAQUS/Explicit模块可以进行显式动态分析，它适用于求解复杂非线性动力学问题和准静态问题，将上述二者结合适用，结合二者的隐式和显式求解技术，可以求解更广泛的实际问题。
ABAQUS功能模块介绍
e n i l n o A E F
ABAQUS 处理热传导和接触的能力以及 用户子程序的使用使复杂模拟得以顺利 实现。例如在霍尼韦尔 (Honeywell) 中 的应用：涉及电子封装中焊点，真空条 件下接触体间碳质电阻升温的问题。
不同物理现象间的相互作用， 如热固 耦合，热电耦合，压电耦合，多孔介 质的流固耦合， 压力作用下的流体和 结构耦合， 声固耦合等分析， 也能够 进行模拟。 对于以上或其它非线性分 析，ABAQUS/Standard 会自动调 整收敛准则和时间步长来确保解的 精确性。 材料库和单元库 ABAQUS/Standard 拥有一个丰富 的材料模型库和单元库， 并能以任何 合理的形式结合使用。 除了许多常用 的材料和单元， 这些库还包括为特殊 应用而开发的材料和单元， 提供极大 的建模便利，具有代表性的有： y 具 有 穆 林 效 应 （ Mullins effect）的材料模型，可以精 确模拟橡胶材料中的损伤和 老化。 y 实体壳单元， 它拥有一个实体 单元的拓扑结构， 在接触和弯 曲交互作用的情况下它能提 供精确的解答。 y 垫片单元， 为垫圈和其它在厚 度方向上有复杂非线性行为 的组件提供一个有效的建模 方法。
此图引自 Dana 公司，显示了一个发动 机阀门盖的完全声固耦合分析结果。下 图显示了盖表面的位移，上图显示了周 围空气的声压。
e n i l n o A E F
协调传统数据和现有的分析 传统数值分析过程和工作流程是多 年之前开发的， 其中包含了一些受当 时软硬件能力限制而被迫做出的假 设。利用 ABAQUS/Standard 升级 这些分析过程可以实现生产效率和 分析精度的本质提高。总体而言，这 种提高过程是直线式的，因为 ABAQUS/Standard 很好地得到许 多常用的前后处理器的支持， 并且它 和 NASTRAN 相互兼容，具备完全 对 应 的 模 型 导 入 能 力 和 以 NASTRAN 文件格式输出结果的能 力。
ABAQUS简介
北京怡格明思工程技术有限公司
1.4 ABAQUS/CAE的其它特征
3D XML输出
可以输出为3D XML格式 的数据 生成的3D图像可以嵌入到 应用程序中， 例如email、 网页、word以及ppt。
• Abaqus模型的3D XML 图像 也可以在CATIA V5观看
北京怡格明思工程技术有限公司
1.3 ABAQUS/CAE的基本特征
北京怡格明思工程技术有限公司
1.3 ABAQUS/CAE的基本特征
将建模、分析、作 业管理和结果评估 无缝集成。 为可用的Abaqus求 解器提供最完整的 界面。 使用中性数据库文 件，使得数据库文 件与计算机无关。 可以为具体的应用 系统定制界面。
因为专注， 所以卓越！
第一讲 ABAQUS简介
主要内容
1.1 ABAQUS的创立与发展 1.2 ABAQUS的主要模块 1.3 ABAQUS/CAE的基本特征 1.4 ABAQUS/CAE的其它特征 1.5 启动ABAQUS/CAE 1.6 重要的ABAQUS/CAE术语 1.7 ABAQUS/CAE用户手册 1.8 模型树 练习1：利用模型树定义模型
输入文件被分为两个部分：模型数据和历程数据。
• 模型数据(*.cae) • 历程数据(*.jnl)
北京怡格明思工程技术有限公司
1.4 ABAQUS/CAE的其它特征
北京怡格明思工程技术有限公司
ABAQUS/CAE的其它特征
2005年加入达索集团(Dassault Systemes)
SIMULIA是达索的注册商标，专注于提供模拟现实世 界仿真技术的解决方案
• Unified FEA 统一的有限元 • Multiphysics 多物理场分析 • SLM 仿真生命周期管理
Abaqus显式非线性动态分析
2012-11-14 11:43 by:Abaqus教程来源:广州有道有限元Abaqus显式非线性动态分析——ABAQUS/Explicit适用的问题类型显式动态程序对于求解广泛的、各种各样的非线性固体和结构力学问题是一种非常有效的工具。
它常常对隐式求解器是一个补充，如ABAQUS/Standard；从用户的观点来看，显式与隐式方法的区别在于：•显式方法需要很小的时间增量步，它仅依赖于模型的最高固有频率，而与载荷的类型和持续的时间无关。
通常的模拟需要取10,000至1,000,000个增量步，每个增量步的计算成本相对较低。
•隐式方法对时间增量步的大小没有内在的限制；增量的大小通常取决于精度和收敛情况。
典型的隐式模拟所采用的增量步数目要比显式模拟小几个数量级。
然而，由于在每个增量步中必须求解一套全域的方程组，所以对于每一增量步的成本，隐式方法远高于显式方法。
了解两个程序的这些特性，能够帮助你确定哪一种方法是更适合于你的问题。
ABAQUS/Explicit适用的问题类型在讨论显式动态程序如何工作之前，有必要了解ABAQUS/Explicit适合于求解哪些类问题。
贯穿这本手册，我们已经提供了贴切的例题，它们一般是应用ABAQUS/Explicit求解的如下类型问题：高速动力学（high-speed dynamic）事件最初发展显式动力学方法是为了分析那些用隐式方法（如ABAQUS/Standard）分析起来可能极端费时的高速动力学事件。
作为此类模拟的例子，在第10章“材料”中分析了一块钢板在短时爆炸载荷下的响应。
因为迅速施加的巨大载荷，结构的响应变化的非常快。
对于捕获动力响应，精确地跟踪板内的应力波是非常重要的。
由于应力波与系统的最高阶频率相关联，因此为了得到精确解答需要许多小的时间增量。
复杂的接触（contact）问题应用显式动力学方法建立接触条件的公式要比应用隐式方法容易得多。
结论是ABAQUS/Explicit能够比较容易地分析包括许多独立物体相互作用的复杂接触问题。
abaqus的standard
abaqus的standard
Abaqus Standard是由达索系统公司（Dassault Systemes）开
发的有限元分析软件Abaqus的一个版本。
Abaqus Standard提供了
广泛的建模和分析功能，用于解决结构、热、电、磁、地基和多物
理场耦合等领域的工程问题。
该软件被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、能源、制造等行业。
Abaqus Standard具有强大的非线性分析能力，能够处理大变形、大应变、接触、材料非线性、几何非线性、大变位等问题。
它
支持多种材料模型，包括弹性、塑性、粘弹性、损伤、断裂等模型，可以模拟各种复杂的材料行为。
此外，Abaqus Standard还包括了
丰富的元件库，用户可以根据具体问题选择合适的元件进行建模和
分析。
在分析求解方面，Abaqus Standard采用了显式和隐式两种求
解器。
显式求解器适用于高速冲击、爆炸、碰撞等瞬态动力学问题，而隐式求解器则适用于静态、稳态、动态、热分析等问题。
用户可
以根据具体问题的特点选择合适的求解器进行分析。
总的来说，Abaqus Standard作为有限元分析领域的一款领先
软件，具有广泛的应用前景和强大的分析能力，能够帮助工程师和科研人员解决复杂的工程问题。
(仅供参考)《ABAQUS-有限元分析常见问题解答》常见问题汇总
第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题第一篇基础篇第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题1.1 Abaqus 的基本约定1.1.1 自由度的定义【常见问题1-1】Abaqus 中的自由度是如何定义的？1.1.2 选取各个量的单位【常见问题1-2】在 Abaqus 中建模时，各个量的单位应该如何选取？1.1.3 Abaqus 中的时间【常见问题1-3】怎样理解 Abaqus 中的时间概念？第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题1.1.4 Abaqus 中的重要物理常数【常见问题1-4】Abaqus 中有哪些常用的物理常数？1.1.5 Abaqus 中的坐标系【常见问题1-5】如何在 Abaqus 中定义局部坐标系？1.2 Abaqus 中的文件类型及功能【常见问题1-6】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？ 【常见问题1-7】提交分析后，应该查看 Abaqus 所生成的哪些文件？1.3 Abaqus 的帮助文档1.3.1 在帮助文档中查找信息【常见问题1-8】如何打开 Abaqus 帮助文档？第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题【常见问题1-9】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？1.3.2 在 Abaqus/CAE 中使用帮助【常见问题1-10】Abaqus/CAE 的操作界面上有哪些实时帮助功能？【常见问题1-11】Abaqus/CAE 的 Help 菜单提供了哪些帮助功能？1.4 更改工作路径【常见问题1-12】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？1.5 Abaqus 的常用 DOS 命令【常见问题1-13】Abaqus 有哪些常用的 DOS 命令？第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题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】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 F AILURE IS shell3.stt.（磁盘空间不足）或者***ERROR:SEQUENTIAL I/O ERROR ON UNIT 23, OUT OF DISK SPACE OR DISK QUOTAEXCEEDED.（磁盘空间不足）1.6.2 设置内存参数【常见问题1-15】提交分析作业时出现如下错误信息，应该如何解决？***ERROR: THE SETTING FOR PRE_MEMORY REQUIRES THAT 3 GIGABYTES OR MOREBE ALLOCATED BUT THE HARDWARE IN USE SUPPORTS ALLOCATION OF AT MOST 3GIGABYTES OF MEMORY. EITHER PRE_MEMORY MUST BE DECREASED OR THE JOBMUST BE RUN ON HARDWARE THAT SUPPORTS 64-BIT ADDRESSING.（所设置的pre_memory 参数值超过3G，超出了计算机硬件所能分配的内存上限）或者***ERROR: THE REQUESTED MEMORY CANNOT BE ALLOCATED. PLEASE CHECK THESETTING FOR PRE_MEMORY. THIS ERROR IS CAUSED BY PRE_MEMORY BEINGGREATER THAN THE MEMORY AVAILABLE TO THIS PROCESS. POSSIBLE CAUSES AREINSUFFICIENT MEMORY ON THE MACHINE, OTHER PROCESSES COMPETING FORMEMORY, OR A LIMIT ON THE AMOUNT OF MEMORY A PROCESS CAN ALLOCATE.（所设置的 pre_memory 参数值超出了计算机的可用内存大小）第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题或者***ERROR: INSUFFICIENT MEMORY. PRE_MEMORY IS CURRENTLY SET TO 10.00MBYTES. IT IS NOT POSSIBLE TO ESTIMATE THE TOTAL AMOUNT OF MEMORY THATWILL BE REQUIRED. PLEASE INCREASE THE VALUE OF PRE_MEMORY.（请增大pre_memory 参数值）或者***ERROR: THE VALUE OF 256 MB THAT HAS BEEN SPECIFIED FORSTANDARD_MEMORY IS TOO SMALL TO RUN THE ANALYSIS AND MUST BEINCREASED. THE MINIMUM POSSIBLE VALUE FOR STANDARD_MEMORY IS 560 MB.（默认的standard_memory 参数值为256 M，而运行分析所需要的standard_memory 参数值至少为560 M）1.7 影响分析时间的因素【常见问题1-16】使用 Abaqus 软件进行有限元分析时，如何缩短计算时间？【常见问题1-17】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，好像没有在执行任何工作任务，而硬盘的使用率却很高，这是什么原因？1.8 Abaqus 6.7新增功能【常见问题1-18】Abaqus 6.7 版本新增了哪些主要功能？第1章关于 Abaqus 基本知识的常见问题1.9 Abaqus 和其它有限元软件的比较【常见问题1-19】Abaqus 与其他有限元软件有何异同？第2章关于 Abaqus/CAE 操作界面的常见问题第2章关于Abaqus/CAE 操作界面的常见问题2.1 用鼠标选取对象【常见问题2-1】在 Abaqus/CAE 中进行操作时，如何更方便快捷地用鼠标选取所希望选择的对象（如顶点、线、面等）？2.2 Tools 菜单下的常用工具2.2.1 参考点【常见问题2-2】在哪些情况下需要使用参考点？2.2.2 面【常见问题2-3】面（surface）有哪些类型？在哪些情况下应该定义面？第2章关于 Abaqus/CAE 操作界面的常见问题2.2.3 集合【常见问题2-4】集合（set）有哪些种类？在哪些情况下应该定义集合？2.2.4 基准【常见问题2-5】基准（datum）的主要用途是什么？使用过程中需要注意哪些问题？2.2.5 定制界面【常见问题2-6】如何定制 Abaqus/CAE 的操作界面？【常见问题2-7】6.7版本的 Abaqus/CAE 操作界面上没有了以前版本中的视图工具条（见图2-6），操作很不方便，能否恢复此工具条？图2-6 Abaqus/CAE 6.5版本中的视图工具条第3章Part 功能模块中的常见问题第3章Part 功能模块中的常见问题3.1 创建、导入和修补部件3.1.1 创建部件【常见问题3-1】在 Abaqus/CAE 中创建部件有哪些方法？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】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】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如下提示信息：A total of 236 parts 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？第3章Part 功能模块中的常见问题3.1.3 修补几何部件【常见问题3-4】Abaqus/CAE 提供了多种几何修补工具，使用时应注意哪些问题？【常见问题3-5】将一个三维 CAD 模型导入 Abaqus/CAE 来生成几何部件，在为其划分网格时，出现如图3-2所示的错误信息，应如何解决？图3-2 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】在 Part 功能模块中经常用到三个基本概念：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 功能模块中的常见问题3.3 刚体和显示体3.3.1 刚体部件的定义【常见问题3-7】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（rigid part）、刚体约束（rigid body constraint）和显示体约束（display body constraint）都可以用来定义刚体，它们之间有何区别与联系？3.4 建模实例【常见问题3-9】一个边长 100 mm 的立方体，在其中心位置挖掉半径为20 mm 的球，应如何建模？ 『实现方法1』『实现方法2』第4章Property 功能模块中的常见问题第4章 Property 功能模块中的常见问题4.1 超弹性材料【常见问题4-1】如何在 Abaqus/CAE 中定义橡胶的超弹性（hyperelasticity）材料数据？4.2 梁截面形状、截面属性和梁横截面方位4.2.1 梁截面形状【常见问题4-2】如何定义梁截面的几何形状和尺寸?【常见问题4-3】如何在 Abaqus/CAE 中显示梁截面形状？4.2.2 截面属性【常见问题4-4】截面属性（section）和梁截面形状（profile）有何区别?第4章Property 功能模块中的常见问题【常见问题4-5】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（没有定义材料特性）”？『实 例』出错的 INP 文件如下：*NODE1, 0.0 , 0.0 , 0.02, 20.0 , 0.0 , 0.0*ELEMENT, TYPE=T3D2, ELSET=link1, 1, 2*BEAM SECTION, ELSET=link, MATERIAL= steel, SECTION=CIRC15.0,提交分析作业时，在 DAT 文件中出现下列错误信息：***ERROR:.80 elements have missing property definitions The elements have been identified inelement set ErrElemMissingSection.4.2.3 梁横截面方位【常见问题4-6】梁横截面方位（beam orientation）是如何定义的？它有什么作用？【常见问题4-7】如何在 Abaqus 中定义梁横截面方位？【常见问题4-8】使用梁单元分析问题时，为何出现下列错误信息：***ERROR: ELEMENT 16 IS CLOSE TO PARALLEL WITH ITS BEAM SECTION AXIS.第4章Property 功能模块中的常见问题DIRECTION COSINES OF ELEMENT AXIS 2.93224E-04 -8.20047E-05 1.0000. DIRECTIONCOSINES OF FIRST SECTION AXIS 0.0000 0.0000 1.0000。
Abaqus模块介绍
美国 ABAQUS 软件公司北京代表处华贸中心 2 号写字楼，707-709 室 中国，北京 100016 电话：(8610) 6536 2345 传真：(8610) 6598 9050ABAQUS模块简介ABAQUS 有两个主分析模块——ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit，ABAQUS 也包含一个具 有交互作用的图形模块——ABAQUS/CAE,他提供了 ABAQUS 图形界面的交互作用工具。
ABAQUS/CAE（前后处理） ABAQUS/CAE 是 ABAQUS 有限元分析的前后处理模块，也是建模、分析和仿真的人机交互平台。
该模块根据结构的几何图形生成网格，将材料和截面的特性被分配到网格上，并施加载荷和边界条件。
该模块可以进一步将生成的模型投入到后台的分析模块运行，对运行情况进行监测，并对计算结果进行 后处理。
ABAQUS/CAE 的后处理支持 ABAQUS 分析模块的所有功能，并且对计算结果的描述和解释提 供了范围很广的选择，除了通常的云图，等值线和动画显示之外，还可以用列表，曲线等其他常用工具 的来完成工程显示。
该模块的许多独特功能与特点，例如 CAD 建模方式、参数化建模、适应设计者要求 的数据管理系统等极大的方便了 ABAQUS 的使用者。
ABAQUS/Standard（通用程序） ABAQUS/Standard 是一个通用分析模块，它能够求解广泛的线性和非线性问题，包括结构的静态、 动态、 热和电反应等。
对于通常同时发生作用的几何、 材料和接触非线形采用自动控制技术处理。
ABAQUS 拥有 CAE 工业领域最为广泛的材料模型，它可以模拟绝大部分工程材料的线形和非线形行为，而且任何 一种材料都可以和任何一种单元或复合材料的层一起用于任何合适的分析类型。
ABAQUS/Explicit（显示分析） ABAQUS/Explicit 是利用对事件变化的显示积分求解动态有限元方程。
ABAQUS入门手册
ABAQUS⼊门⼿册ABAQUS⼊门使⽤⼿册⼀、前⾔ABAQUS是国际上最先进的⼤型通⽤有限元计算分析软件之⼀，具有惊⼈的⼴泛的模拟能⼒。
它拥有⼤量不同种类的单元模型、材料模型、分析过程等。
可以进⾏结构的静态与动态分析，如：应⼒、变形、振动、冲击、热传递与对流、质量扩散、声波、⼒电耦合分析等；它具有丰富的单元模型，如杆、梁、钢架、板壳、实体、⽆限体元等；可以模拟⼴泛的材料性能，如⾦属、橡胶、聚合物、复合材料、塑料、钢筋混凝⼟、弹性泡沫，岩⽯与⼟壤等。
对于多部件问题，可以通过对每个部件定义合适的材料模型，然后将它们组合成⼏何构形。
对于⼤多数模拟，包括⾼度⾮线性问题，⽤户仅需要提供结构的⼏何形状、材料性能、边界条件、荷载⼯况等⼯程数据。
在⾮线性分析中，ABAQUS能⾃动选择合适的荷载增量和收敛准则，它不仅能⾃动选择这些参数的值，⽽且在分析过程中也能不断调整这些参数值，以确保获得精确的解答。
⽤户⼏乎不必去定义任何参数就能控制问题的数值求解过程。
1.1 ABAQUS产品ABAQUS由两个主要的分析模块组成，ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。
前者是⼀个通⽤分析模块，它能够求解⼴泛领域的线性和⾮线性问题，包括静⼒、动⼒、构件的热和电响应的问题。
后者是⼀个具有专门⽤途的分析模块，采⽤显式动⼒学有限元格式，它适⽤于模拟短暂、瞬时的动态事件，如冲击和爆炸问题，此外，它对处理改变接触条件的⾼度⾮线性问题也⾮常有效，例如模拟成型问题。
ABAQUS/CAE(Complete ABAQUS Environment)它是ABAQUS的交互式图形环境。
通过⽣成或输⼊将要分析结构的⼏何形状，并将其分解为便于⽹格划分的若⼲区域，应⽤它可以⽅便⽽快捷地构造模型，然后对⽣成的⼏何体赋予物理和材料特性、荷载以及边界条件。
ABAQUS/CAE具有对⼏何体划分⽹格的强⼤功能，并可检验所形成的分析模型。
模型⽣成后，ABAQUS/CAE可以提交、监视和控制分析作业。
ABAQUS中Standard分析模块和Explicit分析模块的区别比较及选择
ABAQUS中Stan dard分析模块和E xplic it分析模块的区别比较及选择1、ABAQUS各模块介绍ABAQUS有两个主要的分析模块：ABAQUS/Standa rd和AB AQUS/Explic it。
其中ABAQ US/Standa rd 还有两个特殊用途的附加分析模块：ABAQUS/Aqua和A BAQUS/Design。
另外，还有ABAQ US分别与ADAMS/Flex，C-MOLD和M old flow的接口模块：ABAQUS/ADAMS， ABAQUS/C-MOLD和A BAQUS/ MOLDFL OW。
ABAQUS/CAE是完全的ABAQ US工作环境模块，它包括了AB AQUS模型的构造，交互式提交作业、监控作业过程以及评价结果的能力。
ABAQUS/Viewer是ABAQ US/CAE的子集，它具有后处理功能。
ABAQUS/Standa rd是一个通用分析模块，它能够求解领域广泛的线性和非线性问题，包括静力、动力、热和电问题的响应等。
ABAQUS/Explic it是用于特殊目的分析模块，它采用显式动力有限元列式，适用于像冲击和爆炸这类短暂，瞬时的动态事件，对加工成形过程中改变接触条件的这类高度非线性问题也非常有效。
两个分析模块的ABAQ US/CAE界面是一样的，两个模块的输出也是类似的，不论哪个模块都可以采用可视化图形进行后处理。
ABAQUS/CAE（Comple te ABAQUS Enviro nment）是ABAQU S的交互式图形环境，用它可方便而快捷地构造模型，只需生成或输入要分析结构的几何形状，并把它分解为便十网格化的若干区域。
并对几何体赋十物理和材料特性、荷载以及边界条件。
有限元仿真分析动力学-explicit总结
动力学-abaqus/explict总结动力学分为: 线性动力学和非线性动力学。
Standard适合模拟与模型的振动频率相比响应周期较长的问题；explicit：适合于模拟高速动力学问题。
线性动力学在abaqus/standard中求解，是基于模态的分析方法。
应用有：模态动力学：在时域内计算结构的线性动力学响应；可以使用直接积分稳态动力学: 计算由谐波激励引起的动态响应，可以使用直接积分。
响应谱分析：计算运动过程中的峰值响应；随即响应分析：计算随即连续激励的响应，如地震波。
非线性动力学：需要对运动方程进行直接积分；abaqus/standard中使用newmark积分方法，是隐式非线性直接积分法（无条件稳定，可以使用任意的时间增量，并且解仍然是有界的）。
Abaqus/explicit使用二阶精度的中心差分法（该方法是条件稳定的，只有在时间增量小于一定的临界值时才能给出有界的解）。
下面对explicit使用过程中的一些细节作简要的总结。
1．Abaqus/explicit：提供两种方案定义接触：1.1 General contact: 通用接触。
一般在模型中存在多个部件或复杂的拓扑结构情况下使用，该功能强大，不需像在abaqus/standard一样定义相互作用的接触对，在abaqus/explicit里会自动搜索相互作用的接触。
ExamplesThe following input specifies that the contact domain is based on self-contact of an all-inclusive, automatically generated surface but that contact (including self-contact in any overlap regions) should be ignored between the all-inclusive, automatically generated surface and surface_2:*CONTACT*CONTACT INCLUSIONS, ALL EXTERIOR 或ALL ELEMENT BASED*CONTACT PROPERTY ASSIGNMENT,,prop_1 (以全局的方式重新制定属性)*alum_surf,steel_surf,prop_2 （局部修改）*alum_surf,alum_surf,prop_3 （局部修改）*CONTACT EXCLUSIONS (不包括surface_2), surface_2Either of the following methods can be used to exclude self-contact for surface_1 fromthe contact domain:*CONTACT EXCLUSIONSsurface_1,or*CONTACT EXCLUSIONSsurface_1, surface_11.2．接触问题中调整初始节点位置Abaqus/explicit不允许接触表面的初始过盈。
11 合并Abaqus-Standard和Abaqus-Explicit
© Dassault Systèmes, 2008
5
Abaqus中的用法 • 指定导入的分析增量步
• 将模型从Abaqus/Explicit导入到Abaqus/Standard： • 导入*IMPORT选项指定了被导入重启动文件的模型状态的STEP和 INTERVAL： *IMPORT, STEP=step number, INTERVAL=interval number
Abaqus/Standard，比如： • 得到动态分析之后的最终静态构型。 • 在金属成型之后模拟回弹。 • 在变形的部件中进行特征值提取或屈曲分析。 • 更加有效的模拟刚体工具的运动。
Introduction to Abaqus/Standard and Abaqus/Explicit
© Dassault Systèmes, 2008
可以被导入的内容需要重新制定的内容不能被导入的内容材料状态边界条件一些其它材料节点位置载荷单元单元集接触条件节点节点集输出需求温度多点约束节点的转换幅值定义dassaultsystmes2008introductionabaqusexplicit简介linearelastichyperelasticmullinseffectmisesplasticityincludingkinematichardeningmodelsviscoelasticcohesiveelementsmaterialmodelsmaterialsdefineduserubroutinesumatvumat可以导入进行进一步分析
• 因为参考构型不一致，所以如果需要进行附加成型过程的分析，不应该使 用UPDATE=YES。
石亦平ABAQUS有限元分析实例详解之读后小结 (Part 4)
石亦平《ABAQUS有限元分析实例详解》之读后小结第九章动态分析实例[95] (pp280) ABAQUS包括两大类方法：振型叠加法（modal superposition procedure）：用于求解线性动态问题；直接解法（direct-solution dynamic analysis procedure）：主要用于求解非线性动态问题。
提示：ABAQUS的所有单元均可用于动态分析，选取单元的一般原则与静力分析相同。
但在模拟冲击和爆炸载荷时，应选用一阶单元，因为它们具有集中质量公式，模拟应力波的效果优于二次单元所采用的一致质量公式。
[96] (pp281) 振型叠加法的基础是结构的各阶特征模态（eigenmode），因此在建模时要首先定义一个频率提取分析步（frequency extraction），从而得到结构的振型（mode shape）和固有频率（natural frequency），然后才能定义振型叠加法的各种分析步。
振型叠加法包括4种分析类型：（1）瞬时模态动态分析（transient modal dynamic analysis）计算线性问题在时域（time domain）上的动态响应。
用此分析要满足如下5个基本条件：(a) 系统是线性的（线性材料特性，无接触行为，不考虑几何非线性）。
(b) 响应只受相对较少的频率支配。
当在响应中频率的成分增加时（例如打击和碰撞问题），振型叠加法的效率将会降低。
(c) 载荷的主要频率应该在所提取的频率范围之内，以确保对载荷的描述足够精确。
(d) 特征模态应该能精确地描述任何突然加载所产生的初始加速度。
(e) 系统的阻尼不能过大。
（2）基于模态的稳态动态分析（mode-based steady-state dynamic analysis）在用户指定频率内的谐波激励下，计算引起结构响应的振幅和相位，得到的结果是在频域（frequency domain）上的。
abaqus建模流程——学习笔记
Abaqus 建模流程Abaqus标准版共有“部件part”、“材料特性propoterty”、“装配assemble”、“计算步骤step”、“交互interaction”、“加载load”、“单元划分mesh”、“计算job”、“后处理visualization”、“草图sketch”十大模块组成;建模方法：1首先建立“部件”1根据实际模型的尺寸决定绘图区的大小,一般为模型的1.5倍,间距大小可以在edit菜单sketcher options选项里调整;2在绘图区分别建立部件中的各个特征体,建立特征体的方法主要有挤压、旋转、平扫三种;同一个模型中两个不同的部件可以有同名的特征体组成,也就是说不同部件中可以有同名的特征体,同名特征体可以相同也可以不同;部件的特征体包括用各种方法建立的基本特征体、数据点datum point、数据轴datum axis、数据平面datum plane等等;选择多个元素时,可以同时按住shift键,或者按住鼠标左键进行窗选；如果取消对某个元素的选择可以同时按住ctrl键;同时按住ctrl、shift和鼠标左键中键、右键然后平移鼠标可以进行旋转平移、缩放;如果想修改或撤销已经完成的操作,可以在窗口左侧的模型树中找到此项操作,在上面点击右键,选择Edit或delete;3编辑部件可以用部件管理器进行部件复制,重命名,删除等,部件中的特征体可以是直接建立的特征体,还可以间接手段建立,如首先建立一个数据点特征体,通过数据点建立数据轴特征体,然后建立数据平面特征体,再由此基础上建立某一特征体,最先建立的数据点特征体就是父特征体,依次往下分别为子特征体,删除或隐藏父特征体其下级所有子特征体都将被删除或隐藏;4部件类型：•可变形体：任意形状的,可以包含不同维数的特征实体、表面、线；在荷载作用下可以变形;•不连续介质刚体：任意形状的；在荷载作用下不可变形;•解析刚体：只可以用直线、圆弧和抛物线创建的形状；在荷载作用下不可变形•欧拉部件：实体区域；定义在欧拉分析中材料可以流动的区域刚体是不能够施加质量、惯性轴等特性的,建立刚体后必须给刚体指定一个参考点reference point,在加载模块里对参考点施加约束和定义其运动,对参考点施加的荷载或运动就相当于施加给了整个刚体;除了刚形体有旋转的情况或者要求绕刚体中的某一轴的反力矩情况外,参考点的位置并不重要,上述两种情况,参考点应该位于绕其转动的轴上;在创建部件时需要指定部件的类型,一旦建立后就不能更改其类型;对于形状简单的刚性部件,使用解析刚体可以精确模拟部件的几何形状,而且可以减小计算代价,但如果刚性部件的几何形状较复杂,无法用解析刚体来建模,就需要使用离散刚体;解析刚体不需要画网格,离散刚体需要画网格边界由网格节点控制,且要在发生接触的部位划分足够细的网格,以保证不出现大的尖角;创建刚体的三种方法：1.离散刚体和解析刚体；2.Interaction模块中的刚体约束和显示体约束,可以将变形体变为刚体；3.定义一块钢板,其属性定义弹模无限大、泊松比无限小,可以模拟刚体;5分区将部件再细分为不同的区域,区域可以用于创建几何集,还可以用于划分网格,一般在Assembly和Mesh 模块创建可划分网格的分区效果更好;6在修改部件几何形状时,尽量修改顶点位置或编辑尺寸,而不要创建或删除线段,这样可以减少对已定义的部件特征、集合和面的影响;在修改几何模型后,必须对原模型的截面属性、面、集合、载荷、边界条件和约束进行全面检查,以便确定原模型是否受到影响;7在创建轴对称部件时,ABAQUS/CAE要求旋转轴必须是竖直方向的辅助线,而且轴对称部件的整个平面图都要位于旋转轴的右侧;8ABAQUS/CAE 推荐的建模方法是把整个数值模型如材料、边界条件、荷载等都直接定义在几何模型上,而不是像其他前处理器那样定义在单元和节点上,这样在修改网格时不必重新定义材料和边界条件等模型参数;在处理复杂问题时,可以先简单地划分粗网格,得到初步的模拟结果,然后再在适当的区域细化网格;一般先划分网格,这样做的好处是,往往在划分网格的过程中,会发现部件的几何模型需要进一步修改,例如存在过小的圆角或线段,导致不必要的细化网格；而经过这些修改后,已经定义好的边界条件、载荷和接触等可能变为无效的,需要再重新定义;9利用Sketch模块创建独立的草图;该种方法创建的草图不与任何的部件相关联,可以保留,作后继使用;Sketch 约束定义了几何实体之间的逻辑关系,如平行、垂直、切线、一致、同心等等;2建立材料特性1输入材料特性参数如弹性模量、泊松比等大多数实验数据常常是用名义应力和名义应变的值给出的;这时,必须把塑性材料的数据从名义应力/应变的值转换为真实应力/应变的值;当应变很小时,真实值和名义值之间差别很小,而当应变很大时,二者之间就会有明显的差别；因此,如果模拟的应变比较大,就一定要向ABAQUS提供合适的应力－应变数据,这是极为重要的;对一般多维应力状态,用屈服准则确定应力属于弹性还是弹塑性范围;定义截面属性时,平面应力单元、平面应变单元和轴对称单元都应该定义为实体截面属性SOLID SECTION,而不是壳截面属性SHELL SECTION ;在进行弹塑性分析时,同样可以使用分区的方法,将部件中重要的、塑性变形较大的区域定义为弹塑性材料,将不重要的、几乎不发生塑性变形的区域定义为弹性材料,以便使分析更容易收敛,缩短计算时间;尽量不要对塑性材料施加点载荷,而是根据实际情况来使用面载荷或线载荷;如果必须在某个节点上施加点载荷,可以使用耦合约束来为载荷作用点附近的几个节点建立刚性连接,这样这些节点就会共同承担点载荷;材料方向：对于壳、梁和桁架单元,局部的材料方向总是随着变形而转动;对于实体单元,仅当单元中提供了非默认的局部材料方向时,它的局部材料方向才随着变形而转动,否则,默认的局部材料方向在整个分析中将始终保持不变;2建立截面section特性,如均质的、各项同性、平面应力平面应变等等,截面特性管理器依赖于材料参数管理器3分配截面特性给特征体,把截面特性分配给部件的某一区域就表示该区域已经和该截面特性相关联3模型装配在装配assemble模块里首先建立部件实例part instance,一个部件实例可以看作部件的代表,但并不是原部件的拷贝;实例一直和原部件保持关联,当原部件几何形状发生变化时,实例也发生相应变化;一个装配模型可以包含一个部件的多个实例,在创建第一个实例时所生成的装配模型总体坐标系是该装配模型的一个实例;同一个部件中所有特征体在装配模块中对该部件建立实例时会形成一个整体,选择该实例时,该实例在装配之前原部件中所有特征体都被选择了;后续所有模块的操作对象就是所生成的部件实例,也即装配模型中的特征体,而不是原来的部件;对于各部件的实例,可以在view菜单assembly display options选项里选择instance标签对现有的各实例决定其是否显示在当前视窗中,这一功能对选择视窗中的对象很有帮助;1部件实例有独立的和非独立的两种,缺省状态是非独立实例;2在交互模块、加载模块和单元划分模块里操作的对象都是装配模型中各个部件实例;3创建了一个部件实例后,ABAQUS需要生成一个装配体的总体坐标系定位该实例,该装配体的总体坐标系与部件的总体坐标系是两个不同的坐标系;创建部件基特征体时的绘图sketch坐标原点与装配体的总体坐标系原点重合,并且xy坐标平面和装配体总体坐标系xy平面平行;创建了第一个实例后,ABAQUS定位该实例的方法就是将该实例基特征体的坐标原点绘制平面草图的坐标原点与装配体总体坐标系原点重合;4定位各个部件实例常见的定位标准包括：平行面、面对面、平行边、边对边、共轴、点重合、坐标系平行、接触;各定位标准之间互不影响,可以用新的定位标准替换原定位标准;箭头指向相同的方向;每一个定位标准都作为装配模型的特征体而保存,可以在特征体管理器里进行编辑;5集和面如果当前的功能模块是Assembly、Interaction、Load或Mesh处在为装配件划分网格的状态下,则使用主菜单Tools定义的面或集合是属于整个装配间的；而如果当前的功能模块式Part或Mesh处在为部件划分网格的状态下,则使用主菜单Tools定义的面或集合只是属于此部件,不能在Assembly、Interaction 或Load 功能模块中使用;因此,创建集合或面时,要注意首先选择正确的功能模块恰当的做法是在需要的模块中建立集和面;在定义约束、边界条件、载荷、接触或场变量等模型参数时,都应事先定义相应的集合和面,并给出容易识别的名称,这样在建立复杂模型时,会大大降低出错的可能性;4设置分析步step51对模型施加荷载和边界条件之前或者定义模型的接触问题之前,必须定义不同的分析步骤;然后可以指定在哪一步施加荷载,在哪一步施加边界条件,哪一步确定相互关联;6 2 CAE缺省地创建初始步initial7分析步创建完成后会自动生成输出结果管理器8 3 输出结果要求9ABAQUS求解器通常计算每一个增量步的许多变量值,而往往我们只对其中某一小部分计算数据感兴趣,软件提供了指定要输出到计算结果数据库中的某些变量结果的功能;输出要求包括以下一些信息：10a所需要的变量或者变量分量；11b模型中某一特定区域和积分点的计算结果；12c写到计算结果数据库中各变量值的写入频率；建立了第一分析步后,CAE缺省地选择和相应的分析过程中输出变量集;缺省的情况下,CAE输出模型中每个节点或积分点的计算值;在一般分析步中,载荷必须以总量而不是以增量的形式给定;例如,如果在分析步1中有一个10kN的集中载荷,而在分析步2中此载荷变为40kN,那么在这两个分析步中,对载荷的定义应该分别是10kN和40kN,而不是10kN和30kN;场变量输出field和历程输出history●a场变量输出：●在通常情况下,用于绘制模型的变形、云图和X–Y图,由于ABAQUS生成的实时输出结果数据库文件都很大,因此可以通过修改输出要求来限制结果数据库的大小;●b历程输出：●ABAQYUS对模型中指定点产生历程输出数据;使用后处理模块在XY坐标系中查看历史输出结果;结果的输出频率依赖于如何使用计算生成的各种数据,输出频率可以很高;可以建立历史输出要求,通过该要求限制历史输出频率;在建立历史输出要求时可以指定某一个独立的变量写入输出结果数据库;●通用分析步general step和线性摄动分析步linear perturbation step●分析步包括通用步和线性摄动步两大类,当在已有的分析步中插入新的通用分析步或者线性摄动分析步时,其上一个分析步相应的输出结果要求会自动传递给该分析步;如果删除一个分析步,相应的结果输出要求以及其后由该步传递的各分析步的输出结果要求都将被删除;如果某一个分析步没有相应的结果输出要求,在计算模块job里生成输入文件时将会给出警告;1通用分析步定义的是一个接一个顺序的分析流程,可以用于线性和非线性分析,主要有以下类型：-static,general 使用ABAQUS/standard进行静力分析-dynamics,implicit 使用ABAQUS/standard进行隐式动力分析-dynamics,explicit 使用ABAQUS/explicit进行显式动态分析2线性摄动分析分析“基础状态”基础上的线性响应,而基础状态是前溯最近的general step通用分析步,下一个分析步和Linear perturbation steps是没有关系的;只能用于分析线性问题,在ABAQUS/explicit不能用线性摄动分析,以下类型总是采用线性摄动分析步：-buckle 线性特征值屈曲-frequency 频率提取分析-modal dynamics 瞬时模态动力分析-random response 随机响应分析-response spectrum 反应谱分析-steady-state dynamic 谐波激励稳态动力分析线性分析是基状态初始构型或当前构型的线性摄动,基状态之前的响应可以是非线性的;但是,模型必须是静态平衡的在进行线性摄动分析之前,只有先利用STATIC分析步达到静力平衡,才可以应用∗DYNAMIC 选项;在摄动分析步之后,可以继续进行非线性分析步;在Abaqus/Explicit中,只有通用分析步;●时间增量步的设置（1）增量步的类型：ABAQUS/Standard使用Newton-Raphson算法来求解非线性问题,把所有载荷按一定的要求分成若干载荷步step,每一步step根据ABAQUS自动载荷增量,分成若干增量increments,每一增量施加一定的载荷,然后每一增量通过若干迭代步iteration 进行迭代,当系统达到平衡时,迭代结束,完成一个增量;当所有的增量都完成后,计算结束,所有增量响应的总和就是非线性分析的近似解；反之,计算可能出现发散;这时,可以通过采用多钟方法如调整放大质量系数,单元网格优化等调整增量大小,使计算继续进行;ABAQUS/Explicit在求解非线性问题时不需要进行迭代,而是显示地从上一个增量步的静力学状态来推出动力学平衡方程的解;ABAQUS/Explicit 的求解过程需要大量的增量步,但由于不进行迭代,也不需要求解全体方程组,其每个增量步的计算成本很小,可以很高效地求解复杂的非线性问题;Automatic即增量步的大小由ABAQUS自动控制,根据分析结果的收敛情况自动增大或减小增量步;在默认情况下,如果经过16次迭代的解仍不能收敛或者结果显示出发散,ABAQUS/Standard就放弃当前增量步,并将增量步的值设置为原来值的25%,重新开始计算;利用比较小的载荷增量来尝试找到收敛的解答;若此增量仍不能使其收敛,ABAQUS/Standard将再次减小增量步的值;在中止分析之前,ABAQUS/Standard 默认地允许至多5次减小增量步的值;如果连续两个增量步都只需少于5次的迭代就可以得到收敛解,ABAQUS/Standard 会自动地将增量步的值提高50%;2允许的增量步最大数目：100,即如果经过100个增量步后结果还不收敛,则分析中止;3初始增量步大小：0.1;用户只需在每个分析步模拟中给出第1个增量步的值,然后,ABAQUS/Standard 自动地调整后续增量步的值;对于简单的问题,可以直接令初始增量步等于分析步时间例如令初始增量步等1;对于复杂的非线性问题例如模型中有复杂的接触或大的塑性变形,ABAQUS/Standard不得不反复减小增量步,从而导致占用了CPU时间以及甚至不能收敛,可以尝试减小初始增量步;4允许的最小增量步：10-5允许的最大增量步：15在静态分析中,如果模型中不包含阻尼或与速率相关的材料性,“时间”就没有实际的物理意义;方便起见,一般都把分析步时间设为默认的1;6对于复杂的三维问题,如果出现收敛困难,可以使用额外的分析步和边界条件,将荷载逐步施加到模型上;即在接触分析中,如果在第一个分析步中就把全部载荷施加到模型上,有可能分析无法收敛,建议先定义一个只有很小载荷或位移的分析步,让接触关系平稳地建立起来,然后在下一个分析步中再施加真实的载荷;这样虽然分析步的数目增多了,但减小了收敛的困难, 计算时间可能反而会缩短;●设定自适应网格分析锻压、拉拔和轧制等大变形问题时,模型的几何形状发生显著变化,网格会产生严重的扭曲变形,导致分析精度下降,稳定步长缩短,甚至无法达到收敛;ABAQUS的自适应网格功能允许单元网格独立于材料移动,从而在大变形分析过程中也能始终保证高质置的网格;自适应网格主要用于ABAQUS/Explicit, 以及ABAQUS/Standard中的表面磨损过程模拟;在一般的ABAQUS/Standard分析中尽管也可以设定自适应网格,但不会起到明显的作用;点击Step 功能模块的主菜单Other——Adaptive Mesh Domain可以设定自适应网格的有效区域,点击主菜单Other——Adaptive Mesh Controls可以设置自适应网格的参数;ABAQUS的自适应网格不改变网格的拓扑结构单元和连接关系,它结合了纯拉格朗日分析网格跟随材料终动和欧拉分析网格位置固定,材料在网格中流动,被称为“任意拉格朗日- 欧拉ALE 分析”; 它通常比纯拉格朗日分析更有效、更精确和更稳定;对于ABAQUS/Standard 的通用分析步,可以点击Step功能模块的主菜单Other—General Solution Controls来控制收敛算法和时间积分精度;对于静力问题的通用分析步和线性摄动分析步,以及稳态传热问题,可以点击主菜单Other->Solver Controls 来控制迭代线性方程求解器的参数;●设定几何非线性Nlgeom进行弹塑性分析时,如果模型的位移较大,则设定几何非线性为on;当然弹塑性分析中并不一定要考虑几何非线性,几何非线性的含义是位移的大小对结构的响应发生影响,例如大位移、大转动、初始应力、几何刚性化和突然翻转等;●分析控制•为Abaqus/Explicit分析定义自适应网格区域和自适应网格控制;•为接触问题定制求解控制;•定制一般求解控制,用于控制Abaqus中的收敛控制参数和时间积分精度算法;13选择监视自由度14在分析过程中,可以有效的显示求解历程,为求解过程提供简单的指示;选定某个自由度,指示当前解的位置;比如在结构突变分析过程中,监控选定薄板拱形结构的中点;15建立交互作用接触、约束ABAQUS/CAE中的接触分析主要包括以下建模步骤：1)在Interaction功能模块、Assembly功能模块或Load功能模块中定义各个接触面;2)在Interaction功能模块中定义接触属性包括法向接触属性和切向的摩擦属性;3)在Interaction功能模块中定义接触包括主面、从面、滑动公式、从面位置调整、接触属性、接触面距离和接触控制等;4)在Load功能模块中定义边界条件,保证消除模型的刚体位移;在Interaction功能模块中,主要可以定义模型的以下相互作用：1 主菜单Interaction定义模型的各部分之间或模型与外部环境之间的力学或热相互作用,例如接触、弹性地基、热辐射等;2 主菜单Constraint 定义模型各部分之间的约束关系;3 主菜单Connector 定义模型中的两点之间或模型与地面之间的连接单元,用来模拟固定连接、铰接、恒定速度连接、止动装置、内摩擦、失效条件和锁定装置等;4 主菜单Special—Inertia 定义惯量包括点质量/ 惯量、非结构质量和热容;5 主菜单Special—Crack 定义裂纹;6 主菜单Special—Springs/Dashpots 定义模型中的两点之间或模型与地面之间的弹簧和阻尼器;7 主菜单Tools常用的菜单项包括Set 集合、Surface 面和Amplitude 幅值等;•接触接触分析中的关键问题是定义接触属性、接触面和接触关系;即使两个实体之间或一个装配件的两个区域之间在空间位置上是互相接触的,ABAQUS/CAE也不会自动认为它们之间存在着接触关系,需要使用Interaction 模块中的主菜单Interaction来定义这种接触关系;相互作用与分析步有关,必须规定相互作用是在哪些分析步中起作用;在必要的时候,利用接触管理器激活/不激活接触,以分析其区别;在三维模型中可以使用自动约束探测快捷方便地定义接触和绑定约束;接触对中的slave surface 应该是材料较软,网格较细的面;接触面之间有微小的距离,定义接触时要设定“Adjust=位置误差限度”,此误差限度要大于两触面之间的距离,否则ABAQUS 会认为个面没有接触;由于模型中存在数值误差,所以一般要设置这个位置误差限度0.02;小滑移问题的接触压强总是根据未变形时的接触面积来计算的,有限滑移问题的接触压强则是根据变化的接触面积来计算;如果模型中有塑性材料,或分析过程中会发生很大的位移或局部变形,或施加载荷后会使接触状态发生很大的变化,则应设置较小的初始时间增量步;在对分析步的定义中可以使用下面关键词CONTACT PRINT将接触信息输出到DAT文件ABAQUS/CAE不支持;CPRESS和CFN的区别是：CPRESS是从面各个节点上各自的接触压强,而CFN代表接触面所有节点接触力的合力,它包含四个变量：CFNM、CFN1、CFN2和CFN3;接触面所有节点在垂直于接触面方向上接触力的合力称为法向接触力;如果接触面是曲面,就无法由CFN直接得到法向接触力,这时可以通过各个从面节点的CPRESS来计算法向接触力法向接触力=从面上所有节点的CPRESS之和X 从面的面积/从面上的节点数摩擦力=法向接触力X 摩擦系数利用MSG文件可以查看分析迭代的详细过程,从面节点有开放和闭合两种接触状态;如果在一次迭代中节点的接触状态发生了变化,称为“严重不连续迭代SDI”;如果分析能够收敛,每次严重不连续迭代中CLOSURES和OPENINGS的数目会逐渐减少,最终所有从面节点的接触状态都不再发生变化,就进入平衡迭代,直至收敛;如果CLOSURES和OPENINGS的数目逐渐减少,但最终不断重复出现“0 CLOSURES,1OPENINGS”和“1 CLOSURES,0 OPENINGS”此处的数字也可以大于1,即所谓“振颤”;如果CLOSURES和OPENINGS的数目逐渐减少,但减小的速度很慢,达到第12次严重不连续迭代后,ABAQUS 就自动减小增量步长,重新开始迭代;如果增大这个最大次数,允许ABAQUS多进行几次迭代,就有可能达到收敛;操作方法：进入Step模块,主菜单Other→General Solution Controls→Edit,选择相应的分析步,点击Continue,选中Specify,点击Time Incrementation标签页,点击第一个More,把Is由默认的12改为适当的值,然后点击OK;如果希望在MSG文件中看到更详细的接触分析信息,可以在Step模块中选择菜单Output→Diagnostic Print然后选中Contact;其相应的关键词是PRINT, CONTACT=YES;定义主面和从面的一般规则为：1选取刚度大的面作为主面;这里的“刚度”指材料特性和结构刚度;解析面或由刚性单元构成的面必须作为主面,从面则必须是柔体上的面可以是施加了刚性约束的柔体;2若两接触面刚度相似,则选取粗糙网格的面作为主面;3如果能使两接触面的网格节点位置一一对应,则能使结果更精确;4主面必须是连续的,由节点构成的面不能作为主面;如果是有限滑移,主面在发生接触的部位必须是光滑的,即不能有尖角;5若主面在发生接触的部位存在尖锐的凹角或凸角,应该在此尖角处把主面分为两部分来分别定义,即定义为两个面;对于有单元构成的主面,ABAQUS会自动进行平滑处理;6若是有限滑移,则在整个分析过程中,都尽量不要让从面节点落到主面之外尤其不要落在主面的背面,否则容易出现收敛问题;7一对接触面的法线方向应该相反,都指向实体的外部;一般来说,对于三维柔性实体,ABAQUS会自动选择正确的法线方向,而在使用梁单元、壳单元、膜单元、绗架单元或刚体单元来定义接触面时,用户往往需要自己制订法线方向,就容易出现错误;解决接触分析中的收敛问题：1检查接触关系、边界条件和约束;2消除刚体位移Numerical Singularity数值奇异,有些情况下,还会显示Negative Eigenvalue负特征值警告信息;3一般来说,如果从面上有90º的圆角,建议在此圆角处至少划分10个单元;4如果接触属性为“硬接触”,应尽可能使用六面体一阶单元C3D8;如果无法划分六面体单元网格,可以。
abaqus 显式与隐式的区别
和 U 用 U ，U ，U 表示的表达式，代入运动方 根据（6）式可给出 U t t t t t t t t
程中整理得到
ˆU R ˆ （7 ） K t t t t
其中
ˆ K
1 M C K （8 ） 2 t t
( 1 1)U ] C[ U ( 1)U ( 1)tU ] （9） ˆ t t Rt t M [ 1 U t 1 U R t t t t t 2 t t 2 t 2
ABAQUS 显式与隐式的区别
ABAQUS 中动态分析包括两大类基本方法：
振型叠加法：用于求解线性动态问题； 直接积分法：主要用于求解非线性动态问题。 ABAQUS 显式（explicit）和隐式（standard）算法分别对应着直接积分法 中的中心差分法（显式）和 Newmark（隐式）法等。 比较两种算法，显式中心差分法非常适合研究波的传播问题，如碰撞、高速 冲击、爆炸等。显式中心差分法的 M 与 C 矩阵是对角阵，如给定某些有限元节 点以初始扰动，在经过一个时间步长后，和它相关的节点进入运动，即 U 中这 些节点对应的分量成为非零量，此特点正好和波的传播特点相一致。另一方面， 研究波传播的过程需要微小的时间步长，这也正是中心差分法的特点。 而 Newmark 法更加适合于计算低频占主导的动力问题，从计算精度考虑， 允许采用较大的时间步长以节省计算时间， 同时较大的时间步长还可以过滤掉高 阶不精确特征值对系统响应的影响。隐式方法要转置刚度矩阵，增量迭代，通过 一系列线性逼近（Newton-Raphson）来求解。正因为隐式算法要对刚度矩阵 求逆，所以计算时要求整体刚度矩阵不能奇异，对于一些接触高度非线性问题， 有时无法保证收敛。 下面分别介绍这两种算法。 1 显式算法（中心差分法）
ABAQUS线性摄动分析与通用分析步的区别
载荷、边界条件和分析结果
（1）所定义的载荷、边界条件以及得到的分析结果都是总量（而不是相对于上一个分析步的增量）
（2）如果不做修改，前一分析步施加的载荷将会延续到当前分析步中
（3）前一分析步定义的载荷幅值曲线将延续到当前分析步
时间
可以使用总分析时间和分析步时间内
ABAUQS/Standard的总分析时间里不包含线性摄动分析步的时间，有在模态动力学分析时，才考虑线性摄动分析步的时间
（1）线性摄动分析步中施加的载荷要足够小，目的是使得模型的响应不会过多的偏离切线模量所预测的响应值
（2）若模拟中包含了接触问题，分析过程中接触面的接触状态不允许改变，即在基态中闭合的点始终闭合，在基态中开放的点始终开放
（3）在线性摄动分析步中定义的载荷与边界条件仅对此分析步有效
（4）所定义的载荷、边界条件以及得到的分析结果都是相对于上一个通用分析步的增量
ABAQUS线性摄动分析与通用分析步的区别
项目
通用分析步
线性摄动分析步适用范围源自ABAQUS/Standard与ABAQUS/Explicit
仅适用于ABAQUS/Standard
线性/非线性
响应可以使线性或非线性的
响应只能是线性的
分析步状态
（1）与历程相关，所定义的是一个接一个的顺序分析流程
（2）模型中的初始条件即第一个分析步的初始状态
（3）每个分析步的开始状态是前一个分析步结束时刻的模型状态
（1）线性摄动分析步开始状态称为基态。若第一个分析步是线性摄动分析步，基态就是模型初始条件所描述的状态
（2）线性摄动分析步结束时的模型状态不会延续到下一个分析步中。
ABQUS中的三种混凝土本构模型
.ABQUS中的三种混凝土本构模型ABAQUS 用连续介质的方法建立描述混凝土模型不采用宏观离散裂纹的方法描述裂纹的水平的在每一个积分点上单独计算其中。
低压力混凝土的本构关系包括：Concrete Smeared cracking model (ABAQUS/Standard)Concrete Brittle cracking model (ABAQUS/Explicit)Concrete Damage plasticity model高压力混凝土的本构关系：Cap model1、ABAQUS/Standard中的弥散裂缝模型Concrete Smeared cracking model (ABAQUS/Standard)：——只能用于ABAQUS/Standard中裂纹是影响材料行为的最关键因素，它将导致开裂以及开裂后的材料的各向异性用于描述：单调应变、在材料中表现出拉伸裂纹或者压缩时破碎的行为在进行参数定义式的Keywords：*CONCRETE*TENSION STIFFENING*SHEAR RETENTION*FAILURE RATIOS2、ABAQUS/Explicit中脆性破裂模型Concrete Brittle cracking model (ABAQUS/Explicit) ：适用于拉伸裂纹控制材料行为的应用或压缩失效不重要，此模型考虑了由于裂纹引起的材料各向异性性质，材料压缩的行为假定为线弹性，脆性断裂准则可以使得材料在拉伸应力过大时失效。
在进行参数定义式的Keywords*BRITTLE CRACKING,*BRITTLE FAILURE,*BRITTLE SHEAR3、塑性损伤模型Concrete Damage plasticity model：适用于混凝土的各种荷载分析，单调应变，循环荷载，动力载荷，包含拉伸开裂(cracking)和压缩破碎(crushing)，此模型可以模拟硬度退化机制以及反向加载刚度恢复的混凝土力学特性在进行参数定义式的Keywords：*CONCRETE DAMAGED PLASTICITY*CONCRETE TENSION STIFFENING*CONCRETE COMPRESSION HARDENING*CONCRETE TENSION DAMAGE*CONCRETE COMPRESSION DAMAGE1 / 1'.。
ABAQUS功能模块介绍
e
e
n i l n o A E F
ABAQUS/Standard
版本
广 泛 的 分 析 类 型 和 丰 富 的 材 料 库
e n i l n o A E F
分析类型 ABAQUS/Standard 提供各类型的分析 程序，从常见的线性问题分析到复杂多步 非线性问题都能高效、可靠地解决。分析 程序的丰富多样性使运用变得十分方便， 一个单一的模拟可以包括多种分析类型。 例如，可以包括一个非线性静态分析，接 着进行非线性动态分析或者一系列线性摄 动分析来获得在初始预应力状态下结构的 固有频率和微振动响应。 ABAQUS/Standard 还提供了模拟多步 骤分析的能力，比如那些在组装和生产过 程中碰到的操作：在很多步骤中，引入新 组件或将现有组件移除。恰当的结合使用 ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 对一个操作中的不同 步骤模拟，可以进一步增强该功能。在此 一个分析的特定步骤的结果会被自动地传 递到后面的分析里。 ABAQUS/Standard 可以模拟大量的物 理现象，例如除了应力/位移分析之外还 有：热传导，质量扩散，和声学现象。
e
e
n i l n o A E F
快速、强健和高效的求解技术
求解器技术 ABAQUS/Standard 提供一个动态 载荷平衡的并行稀疏矩阵求解器， 这 个求解器很大程度上扩大了模型尺 寸的范围，并且能够实现多至 16 个 处理器的并行运算。 该求解器可以被 应用于各种类型的分析， 无论使用什 么单元类型，约束条件，接触定义或 其他模型特征。此外，这个求解器对 于子结构的生成和非对称刚 度矩阵问题的求解也是很有 效的。 ABAQUS/Standard 提供 一个基于域分解的并行迭代 求解器，这个求解器为特定 种类问题——如汽车动力传 动系统中的问题，提供附加 的便利功能。 ABAQUS/Standard 提供 一个并行的 Lanczos 特征 值求解器，在大规模模型中可以快 速有效提取多阶特征值。它是线性 动力学分析的重要工具，包括瞬态 响应，谐波响应，随机响应，和地 震 响 应 谱 分 析 。 ABAQUS/Standard 还有一个复特 征值求解器，可以实现对非对称系 统或带阻尼的对称系统的复特征值 提取。此外，ABAQUS/Standard 可以运用直接积分或高效的子空间 投影法（对弱的非线性问题）来解 决瞬态和谐波载荷下非线性结构的 ABAQUS/Standard 动态响应。 开创性的技术和程序 除 了 强 有 力 的 求 解 技 术 ， ABAQUS/Standard 还提供几种开 创性的求解技术以减少分析时间。 例如直接循环求解过程，它能够经 济有效的对循环加载下的结构稳态 响应进行求解。该技术对高温疲劳 问题（例如汽车动力传动系统中的 热疲劳问题）的求解非常有效。
Abaqus有限元分析中如何选择求解器？
Abaqus有限元分析中如何选择求解器？
Abaqus有限元分析软件的核⼼是它的求解器模块，它有两个最常⽤的求解器：Abaqus/Standard（隐式求解器）和Abaqus/Explicit（显式求解器）。
那么在分析⼯作中该选择哪个求解器呢？
Abaqus/Standard是通⽤的有限元分析模块，是最常⽤的求解器。
它常⽤来做静态和类似静态问题的分析，如静⼒学分析，稳态问题分析，热⼒耦合问题分析等问题，包括很多⾮结构问题。
Abaqus/Explicit常⽤来分析瞬态的问题，如短时间的冲击、碰撞，即模拟的是⼀个短时间的过程。
可以简单地理解为，如果分析的时间⽐较短（瞬态的），适⽤于显式求解器；时间长（稳态的）适⽤于隐式求解器。
同时，两个求解器可以进⾏集成，⼀般有两种集成⽅式：顺序集成和协同仿真。
顺序集成，即Standard计算完成的结果作为Explicit的初始状态继续进⾏计算。
协同仿真，在同⼀个模型中，可以将⼀部分做成Standard的模型，⼀部分做成Explicit模型，求解过程中两部分同时进⾏，适时进⾏交互数据（6.9版本后）。
总之，两个求解器各有优势，根据情况来选择，能达到更⾼效的求解效率和更好的求解性能。
abaqus系列教程-13ABAQUSExplicit准静态分析
幅值
时间
图 13-2 采用光滑步骤幅值曲线的幅值定义
13.2.2 结构问题
在静态分析中，结构的最低模态通常控制着结构的响应。如果已知最低模态的频率 和相应的周期，你可以估计出得到适当的静态响应所需要的时间。为了说明如何确定适
13-3
当的加载速率，考虑在汽车门上的一根梁被一个刚性圆环从侧面侵入的变形，如图 13-3 所示。实际的实验是准静态的。
13-7
14.4
能量平衡
评估模拟是否产生了正确的准静态响应， 最具有普遍意义的方式是研究模型中的各 种能量。下面是在 ABAQUS/Explicit 中的能量平衡方程：
EI + EV + EKE + EFD − EW = Etotal = constant
式中，EI 是内能（包括弹性和塑性应变能），EV 是粘性耗散吸收的能量，EKE 是动能， EFD 是摩擦耗散吸收的能量，EW 是外力所做的功，Etotal 是在系统中的总能量。 为了应用一个简单的例子来说明能量平衡，考虑如图 13-6 所示的一个单轴拉伸实 验。 准静态实验的能量历史将显示在图 13-7 中。如果模拟是准静态的，那么外力所做 的功是几乎等于系统内部的能量。除非有粘弹性材料、离散的减震器、或者使用了材料 阻尼，否则粘性耗散能量一般地是很小的。由于在模型中材料的速度很小，所以在准静 态过程中，我们已经确定惯性力可以忽略不计。由这两个条件可以推论，动能也是很小 的。作为一般性的规律，在大多数过程中，变形材料的动能将不会超过它的内能的一个 小的比例（典型的为 5%到 10%）。
图 13-4 碰撞速度为 400 m/s 13-4
最低阶模态的频率大约为 250 Hz， 它对应于 4 ms 的周期。 应用在 ABAQUS/Standard 中的特征频率提取过程可以容易地计算自然频率。为了使梁在 4 ms 内发生所希望的 0.2 m 的变形，圆环的速度为 50 m/s。虽然 50 m/s 似乎仍然像是一个高速碰撞速度，而惯性 力相对于整个结构的刚度已经成为次要的了，如图 13-5 所示，变形形状显示了很好的 准静态响应。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ABAQUS中Standard分析模块和Explicit分析模块的区别比较及选择
1、ABAQUS各模块介绍
ABAQUS有两个主要的分析模块：ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。
其中ABAQUS/Standard 还有两个特殊用途的附加分析模块：ABAQUS/Aqua和ABAQUS/Design。
另外，还有ABAQUS分别与ADAMS/Flex，C-MOLD和Mold flow的接口模块：ABAQUS/ADAMS，ABAQUS/C-MOLD和ABAQUS/ MOLDFLOW。
ABAQUS/CAE是完全的ABAQUS工作环境模块，它包括了ABAQUS模型的构造，交互式提交作业、监控作业过程以及评价结果的能力。
ABAQUS/Viewer是ABAQUS/CAE的子集，它具有后处理功能。
ABAQUS/Standard是一个通用分析模块，它能够求解领域广泛的线性和非线性问题，包括静力、动力、热和电问题的响应等。
ABAQUS/Explicit是用于特殊目的分析模块，它采用显式动力有限元列式，适用于像冲击和爆炸这类短暂，瞬时的动态事件，对加工成形过程中改变接触条件的这类高度非线性问题也非常有效。
两个分析模块的ABAQUS/CAE界面是一样的，两个模块的输出也是类似的，不论哪个模块都可以采用可视化图形进行后处理。
ABAQUS/CAE（Complete ABAQUS Environment）是ABAQUS的交互式图形环境，用它可方便而快捷地构造模型，只需生成或输入要分析结构的几何形状，并把它分解为便十网格化的若干区域。
并对几何体赋十物理和材料特性、荷载以及边界条件。
ABAQUS/CAE具有对几何体划分网格的强大功能，并可检验所形成的分析模型。
一旦模型生成，ABAQUS/CAE可提交并监控要分析的作业，可视化模块就可用来显式结果。
2、ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit的比较
ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都具有解决广泛的各种类型问题的能力。
对于一个给定的间题，隐式和显式算法的特点决定了采用哪一种算法更适合。
对于采用任何算法都可以解决的间题，求解间题的效率可能决定了采用哪种产品。
下表列出了两者之间的主要区别。
此外，两者的区别还包括：
1）ABAQUS/Standard
没有稳定时间增量的限制：完成指定分析，一般需要较少的时间增量；
因为每个增量步都需要求解线性方程组，所以每个增量步的费用非常昂贵；
适合于模拟与模型的振动频率相比研究响应周期较长的问题；
由于时间增量的限制，使用显式动力学求解效率很低；
用于具有适度非线性的问题，其中非线性是平滑的（比如，塑性）；
如果是平滑的非线性响应，Abaqus/Standard需要较少次数的迭代找到收敛解。
2）ABAQUS/Explicit
有稳定时间增量的限制：完成指定分析，一般需要较多的时间增量；
因为不需要求解线性方程组，所以每个增量步的费用较低；
所有的计算费用与单元计算相关；
适合于模拟高速动力学问题；
需要较少的时间增量，隐式动力学效率较低；
对于包含不连续的非线性问题，一般更加可靠；
接触行为是不连续的，并且包含碰撞，对于隐式时间积分，接触和碰撞将产生求解问题；
其它不连续行为包括屈曲和材料失效。
3、隐式（Standard）或者显式（Explicit）方法的选择
隐式或者显式方法之间的选择，很大程度上依赖于问题的性质。
对于许多分析，应该选择ABAQUS/Standard还是ABAQUS/Explicit是比较明显的。
例如，对于求解光滑的非线性问题，ABAQUS/Standard更有效；另一方面，对于波的传播分析，应该明确地选择ABAQUS/Explicit，然而，有一些静态或准静态问题，应用任何程序都能很好地进行模拟。
特别地，有些问题一般是使用ABAQUS/Standard进行求解的，但是由于接触或者材料的复杂性，可能难以收敛，从而导致大量的迭代。
由于每次迭代都需要求解由大量线性方程组成的方程组，所以这些使用ABAQUS/Standard 的分析，其代价是相当大的。
ABAQUS/Standard必须进行通过迭代确定非线性问题的解答，而ABAQUS/Explicit通过由前一增量步的数据显式地前推动力学状态，确定解答无须进行迭代。
应用显式方法，即便对于一个给定的可能需要大量时间增量步的分析，如果同样的分析应用ABAQUS/Standard需要大量的迭代，那么应用
ABAQUS/Explicit进行分析可能是更为有效的。
对于同样的模拟，ABAQUS/Explicit的另一个优点是它需要的磁盘空间和内存远远小于
ABAQUS/Standard。
对于需要比较两个程序计算成本的问题，能节省大量的磁盘空间和内存使得ABAQUS/Explicit更具有吸引力。
从在隐式和显式分析中网格加密的成本角度来看，使用显式方法，机时消耗与单元数量成正比，并且大致与最小单元的尺寸成反比。
由于增加了单元的数量和减小了最小单元的尺寸，因此网格细划增加了
计算成本。
对于显式方法，可以很直接地预测随着网格细划带来的成本增加，而当采用隐式方法时，预测成本是非常困难的。
困难来自于在单元连接和求解成本之间的关系，而在显式方法中不存在这种关系。
应用隐式方法，经验表明对于许多间题的计算成本大致与自由度数目的平方成正比。
所以，只要网格是相对均匀的，随着模型尺寸的增长，显式方法表明比隐式法节省了大量的计算成本，也就是说在尺寸较小时，隐式方法的计算成本更小，而随着尺寸增大到一定值后，显式方法的计算成本反而更小。
4、一般的适用范围（待补充）
隐式方法（standard）
适合于模拟与振型的振动频率相比研究响应周期较长的问题；
用于具有适度非线性问题，其中非线性是平滑的；
显式方法（explicit）
模拟高速动力学问题，需要较少的时间增量；
适合求解冲击，穿透等高度非线性动力响应问题；
对于包含不连续的非线性问题，一般效率高；。