Abaqus在卡特彼勒技术研发中的应用
ABAQUS功能简介
最先进的大型通用非线性有限元分析软件——ABAQUS1、概述美国ABAQUS软件公司成立于1978年，总部位于美国罗德岛博塔市，专门从事非线性有限元力学分析软件ABAQUS的开发与维护。
公司总部雇员400余人，其中近130余人具有工程或计算机博士学位，近120人具有硕士学位，被公认为世界上最大且最优秀的固体力学研究团体。
ABAQUS公司不断吸取最新的分析理论和计算机技术，领导着全世界非线性有限元技术的发展。
ABAQUS是国际著名的CAE软件，它以其强大的非线性分析功能以及解决复杂和深入的科学问题的能力赢得广泛称誉。
ABAQUS软件已被全球工业界广泛接受，并拥有世界最大的非线性力学用户群。
ABAQUS已成为国际上最先进的大型通用非线性有限元分析软件。
ABAQUS软件，除普通工业用户外，也在以高等院校、科研院所等为代表的高端用户中得到广泛。
研究水平的提高引发了用户对高水平分析工具需求的加强，作为满足这种高端需求的有力工具，ABAQUS软件在各行业用户群中所占据的地位也越来越突出。
ABAQUS是一个推崇技术的公司，它始终走在结构力学研究和软件化领域的前沿，它良好的品质和服务得到业界的广泛认可。
制造业是ABAQUS最重要的应用领域之一，拥有NASA、罗克希德-马丁、波音、空中客车等长期合作的用户。
对制造业很多复杂和特殊的问题，如热传导、爆炸冲击、流固耦合、疲劳断裂、复合材料损伤、接触连接、金属塑性等，在所有的CAE软件中，ABAQUS是最有优势的。
目前ABAQUS软件在中国的用户已超过800家，涵盖汽车、航空航天、船舶、武器、工程机械、建筑、电子、石化和核能源等各个领域，如宝山钢铁集团、长春一汽、上海泛亚、中国船级社、北京石化设计院、江钻股份、摩托罗拉和诺基亚等。
2、功能介绍ABAQUS软件的功能可以归纳为线性分析、非线性分析和机构分析三大块。
•线性静力学、动力学和热传导–静强度/刚度、动力学和模态、热力学和声学等–金属和复合材料、应力、振动、 声场、压电效应等•非线性和瞬态分析–汽车碰撞、飞机坠毁、电子器件跌落, 冲击和损毁等–复合材料损伤、接触, 塑性失效, 断裂和磨损, 橡胶超弹性等 •多体动力学分析–起落架收放、副翼展开、汽车悬架、微机电系统MEMS、医疗器械等–结合刚体和柔体模拟各种连接件，进行运动过程的力学分析3、模块介绍ABAQUS软件主要由ABAQUS/CAE，ABAQUS/Standard，ABAQUS/Explicit三个模块组成。
ABAQUS软件功能特点及其操作要点
ABAQUS软件功能特点及其操作要点ABAQUS是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一，是美国ABAQUS公司(原Hibbitt,Karlsson&Sorensen,Inc）的产品。
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.ABAQUS的功能特点它是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性问题到许多复杂的非线性问题。
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。
它具有丰富的单元模式，如杆、梁、刚架、板壳、实体、无限体元等；它可以模拟广泛的材料性能,如金属、橡胶、钢筋混凝土、弹性泡沫、岩石和土壤等。
ABAQUS为用户提供了广泛的功能，且使用起来又非常简单。
大量的复杂问题可以通过选项块的不同组合很容易的模拟出来。
例如,对于复杂多构件问题的模拟是通过把定义每一构件的几何尺寸的选项块与相应的材料性质选项块结合起来。
在大部分模拟中，甚至高度非线性问题，用户只需提供一些工程数据，像结构的几何形状、材料性质、边界条件及载荷工况。
在一个非线性分析中，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有限元软件使用知识
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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• ABA QUS 6.4主 窗口 如图 所示
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单位制的选取
• 一般 建议 采用 国际 单位 制
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• Part（部件） • Property（特性） • Assembly（装配） • Step（分析步） • Interaction（相互作用） • Load（载荷） • Mesh(网格)
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
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ABAQUS分析模型的组成
• 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
• 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
• 它具有丰富的单元模式 ，它具有丰富的单元模式，如杆、梁、
ABAQUS在电动工具产品开发中的应用
通 过 分 析 过程 文件 的结 果 数 据 ，我 们 可 以 看 到 ：档 位 片 的应力 主 要集 中在其 弓形 区 域 内。 在 整 个 换 档 过 程 中 ，真 正 起 变 形 作 用 的 也在 其 弓形 区域 内 ，而档 位 片 的两 翼 变 形 比较 小 ，没
先对档位片进行运动过程仿真 ，找出它 的 失效主要原 因。针对分析结果 ，改进档位片结 构，重新分析 ，提出改进意见供设计参考 。
节扭 力 大小 的作 用 。
以从 简 单 的 线 性 分 析 到 复 杂 的非 线 性 分 析 。非 线性 问题 涵 盖 了 材 料 非 线 性 、几 何 非 线 性 以及 边 界 非 线 性 。利 用 有 限 元 求 解 任 何 工 程 力 学 问 题 ，需 要 有 清 晰 的 分析 流 程 ，才 能 较 好地 模 拟 实 际的情 况 。本文 的流程 是 以 ＡＢ ＡＱＵＳ ＡＥ ／Ｃ 为 内 核 的 工程 分 析 管 理 方 面 的 流 程 ，它 能 帮 助 工 程 分析 工 程 师高 效地 工 作 。
结 构 档 位 片 的 耐 久 试 验 ，然 后 根据 试验 结 果 来
判 断 结 构 的优 劣 性 。然 而 ，耐 久 试 验 耗 时 长 ， 同时其 载荷 条 件 的不 一 致 性 严 重 影 响 了 试 验 结
果的真实性 。要进行这类试验不仅拉 Nhomakorabea长了研 发 周期，而且增加 了研发成本 。如何根据 室内试 验得 到的有 关资料 ，利用仿真分析 的方法来确 定档位片 的应力作用情况 ，进而确定档位 片的 最优化结构 ，是值得广泛关注 的问题 。
研发部 门一方 面需要尽快地解决问题 ，另 一方面 又要保 证产品的开发周 期不 受到影响。如果 在开 发验证过程中发现 某些零件没有达到设计的预期效果 ，我们 需要的是一种科学 、快捷的解决方法 ， 即能保 证方案 的如 期推进 ，又 能保 证有 效地解决 问题 。本文 以电动工具中 的档位片 的断裂为例 ， 采用非线性有限元软件 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ Ｓ进行仿真分析 ，阐述 Ａ Ａ Ｕ Ｂ Ｑ ８在产品开发中的应用。
ABAQUS基本使用方法
ABAQUS 分析步骤使用ABAQUS进行有限元分析包括三个步骤：使用ABAQUS/CAE或其他前处理器进行前处理使用ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit进行分析计算使用ABAQUS/Viewer进行后处理ABAQUS/CAE简介1）ABAQUS/CAE的模型数据库保存在扩展名为.cae的文件中，每个ABAQUS模型中只能有一个装配件（assembly），它是由一个或多个实体（instance）组成的，一个部件（part）可以对应多个实体。
2）ABAQUS/CAE由以下功能模块构成：Part(部件)、Property(特性)、Assembly(装配)Step(分析步)、Interaction(相互作用)、Load（载荷）Mesh(网格)、Job(分析作业)、Visualization(后处理)Sketch(绘图)。
3）Part模块的主要功能包括：创建、编辑和管理部件，通过创建特征（feature）来定义部件的几何形状，指定刚体部件的参考点。
4）Property模块的主要功能包括：创建和管理材料、截面属性、梁截面，指定部件的截面属性、取向、法线方向和切线方向。
5）Assembly模块的主要功能包括：创建、合并和切割实体，为实体定位。
6）Step模块的主要功能包括：创建分析步，设定输出数据，设定自适应网格，控制求解过程。
7）Interaction模块的主要功能是定义相互作用（例如接触）、约束、连接件、惯量、裂纹、弹簧和阻尼器。
8）Load模块的主要功能是定义载荷、边界条件、场变量和载荷状况。
9）Mesh模块的主要功能包括：布置网格种子，设置单元形状、单元类型、网格划分技术和算法、划分网格，检验网格质量。
10）Job模块的主要功能包括：创建分析作业，提交和运行分析作业，生成INP文件，监控分析作业的运行状态，中止分析作业的运行。
11）Sketch模块的主要功能是绘制二维平面图。
ABAQUS及Ansys概述
ABAQUS软件公司和产品应用介绍一、ABAQUS软件公司的发展历程1972年，ABAQUS的首要创始人David Hibbitt在布朗大学完成了Ph.D.论文，论文的一部分为基于有限元方法的计算力学内容。
这期间，他和他的导师创建了一个公司，产品为他们开发的有限元软件MARC。
此后，ABAQUS的另外一个创始人Paul Sorensen也加入了MARC，但之后回到布朗大学继续攻读Ph.D学位。
ABAQUS的另外一个创始人Dr. Bengt Karlsson曾经是Control Data公司的分析工程师，由于工作的关系，他逐步对当时各种有限元程序加以熟悉并产生浓厚兴趣。
1976年，他从欧洲来到美国和Hibbitt一同在MARC工作。
作为MARC的总工程师，Hibbitt越发意识到工业界对有限元软件有一种强烈的需求，将会成为工程师的日常工具，逐步取代传统的实验做法，但这要求对现有的程序进行大幅度修改，使之能够处理更大规模的模型，计算的可靠性和精度更高。
他建议导师重写MARC的内核来适应工业领域的要求，但是他的导师当时不愿意进行这样的一笔投资。
1977年，Hibbitt离开MARC开始从头编写ABAQUS。
Karlsson很快加入了他。
之后，已经从布朗大学博士毕业正在通用汽车公司工作的Sorensen也加入了他们的行列。
Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc., (HKS) 公司于1978年2月1日正式成立。
三个力学专家开始了一个强大工程分析工具的发展历程。
HKS的第一个客户是Westinghouse Hanford公司，它在华盛顿州从事核反应堆方面的开发工作。
Westinghouse Hanford需要进行复杂的分析，包括核燃料棒的接触、蠕变和松弛等问题。
ABAQUS可以进行温度相关的蠕变、塑性以及接触建模体现了其优势，很快ABAQUS在核工业领域小有名气。
ABAQUS早期的应用还包括石油、军工等其它领域。
Abaqus相关应用及发展趋势(综述)
Abaqus应用及发展趋势1 Abaqus简介随着计算机技术的发展，现代仿真软件迅速兴起，仿真分析在工程实践中占据着越来越重要的地位。
通过仿真软件模拟真实的材料属性和工作条件，计算得出最可能的结果，为实际生产提供重要的参考依据已为越来越多的相关工作者所接受。
ABAQUS软件是由法国达索SIMULIA公司开发的一款功能强大的数值仿真软件，可对复杂的结构系统进行力学和运动分析，尤其是可以处理复杂庞大问题及非线性问题[1]，ABAQUS 除了能对单一零件的力学和多物理场进行分析，还可以完成系统级的分析研究，能够模拟其他工程领域的很多问题，由于其强大的分析能力和复杂系统的模拟可靠性， Abaqus在各国的工业和研究中得到广泛的应用[2]。
2 研究现状Abaqus在诸多方面有着广泛的应用，例如：昌思[3]以深圳地铁某车辆段高陡岩质边坡为例，利用 ABAQUS 有限元分析软件，计算表明岩质边坡的破坏模式是沿着土石分界面发生滑动破坏的，边坡防护时应在土石界面处采取措施进行加固处理；蔡涛等[4]用 ABAQUS 数模软件，针对武汉某扩建项目基坑开挖问题，在放坡及护坡桩支护的条件下，进行基坑在开挖过程中边坡的应力、应变及稳定性分析，并进行了基坑隆起量以及荷载区沉降量的计算；吴凤元等[5]采用 ABAQUS 中的 Mohr-Coulomb 本构关系，并在开挖土体之前对其进行了地应力平衡,针对某双排桩支护进行了有限元的分析计算，分析了排桩支护结构水平位移以及地面沉降等计算结果的合理性，验证了 ABAQUS 在解决基坑开挖与双排桩支护问题的可行性；姜晶[6]运用 ABAQUS 有限元软件建立有限元模型，通过对建筑内部结合结构的形变情况进行反应谱分析，得到建筑结构模型的X向和Y向平动质量系数;王增辉等[7]基于 Abaqus-Isight 软件对飞机舱门密封件进行仿真分析和优化设计，同时校准了材料参数，，选取小应变常用的 Neo-Hookean 超弹性本构模型[8],提出了两种对飞机舱门密封件的优化设计方法，通过对比得到更优的密封件结构;胡烨之等[9]基于 ABAQUS 计算内核，采用 Python 计算机语言编写了二次开发程序，实现了人工边界处各节点的弹簧、阻尼器及等效节点荷载自动设置的功能，并具体阐述了程序编译流程和关键要素;李志敏等[10]基于 ABAQUS 分析软件，对某款塑料燃油箱系统进行了内压变形模拟，获得了燃油箱在内部压力下的变形量并考虑了变形量引起的失效风险[11-12];Abaqus Explicit等[13]采用ABAQUS作为数值求解器,分析了船体在不同载荷情况下的局部结构响应，包括变形、接触力和能量分布;Hemamathi A.等[14]采用ABAQUS对碾压混凝土梁的抗弯性能进行了数值研究；Sadeq Hajar等[15]使用Abaqus软件模拟了钢筋混凝土的直接牵引试验，试验表明钢筋混凝土结构比单独的混凝土结构具有更强的抗力，混凝土变形比钢筋混凝土变形更显著。
ABAQUS有限元分析软件在机械行业的应用
当前，ＣＡＤ在机械行业的产品辅助设计中已经日趋成熟，它为企业带来的巨大变革有目共睹，但机械制造商也越来越认识到，在工业产品日趋复杂化的今天，在创新创造价值的今天，在由“中国制造”走向“中国创造”的今天，仅靠ＣＡＤ很难提高产品的性能，为自己赢得优势地位。
在未来的产品开发过程中，机械制造商越来越需要依靠高性能计算技术和有限元分析手段来获得创新的设计。
产品的有限元分析越逼近真实，其设计水平就越高，其工业成本就能降低，产品质量就能不断提高，产品投放市场的速度就能不断加快，最终达到增强市场竞争优势的目的。
ＡＢＡＱＵＳ正是模拟真实世界的有限元工具。
ＡＢＡＱＵＳ始终领导着世界非线性ＣＡＥ领域的发展方向，其产品包括以下模块：ＡＢＡＱＵＳ／ＣＡＥ、ＡＢＡＱＵＳＦＯＲＣＡＴＩＡ（前后处理模块）和ＡＢＡＱＵＳ／Ｓｔａｎｄａｒｄ（隐式求解器模块）、ＡＢＡＱＵＳ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔ（显式求解器模块），这些技术被广泛用于航空航天、电子、医疗、耐用品、汽车、国防、石化、能源、材料工程等各个工业领域。
通过ＡＢＡＱＵＳ仿真可以帮助工程师在早期设计阶段对产品的设计及制造过程中的各种问题进行预测仿真，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到复杂的非线性问题，从而缩短设计周期，提高产品的性能质量，节约资金，赢得市场。
ＡＢＡＱＵＳ软件的功能可以归纳为线性分析、非线性和瞬态分析及机构分析三大块：一是线性静力学，动力学和热传导；静强度／刚度、动力学和模态、热力学和声学等；金属和复合材料、应力、振动、声场、压电效应等。
二是非线性和瞬态分析；汽车碰撞，飞机坠毁、电子器件跌落，冲击和损毁等；接触，塑性失效，断裂和磨损，橡胶超弹性等。
三是多体动力学分析；挖掘机机械臂运动分析、起落架收放、汽车悬架、微机电系统ＭＥＭＳ，医疗器械等。
在机械行业，ＡＢＡＱＵＳ能够提供满足各种工程应用的分析功能。
从简单线性分析到复杂非线性分析，从多刚体动力学分析到非线性柔性系统的动力学分析，从稳态分析到瞬态分析，ＡＢＡＱＵＳ软件均能提供完整的分析仿真解决方案。
abaqus自己总结
abaqus自己总结Abaqus在工程分析中的应用随着科学技术的不断发展，越来越多的工程领域开始使用计算机模拟技术来分析和解决问题。
Abaqus作为一种先进的有限元分析软件，已经被广泛应用于机械、航空航天、汽车等领域的工程分析中。
Abaqus可以帮助工程师和设计师进行结构分析。
这意味着可以使用Abaqus来预测结构的响应和行为，从而优化结构设计和材料选择。
通过使用Abaqus，可以确定结构在载荷下的应力和变形，以及结构的稳定性和疲劳寿命等重要参数。
这些参数可以帮助工程师评估结构的安全性和可靠性，并为结构的优化提供指导。
Abaqus可以用于热力学分析。
这意味着可以使用Abaqus来模拟材料和结构在高温、低温、变形等条件下的行为。
热力学分析可以帮助工程师和设计师评估材料的性能，例如热膨胀系数、热导率等。
同时，它还可以用于预测材料在高温环境下的变形和破坏行为，这对于航空航天和火箭发动机等高温环境下的应用非常重要。
第三，Abaqus可以用于流体力学分析。
这意味着可以使用Abaqus来模拟流体在管道、泵、阀门等设备中的流动。
通过流体力学分析，可以预测流体的速度、压力、温度和浓度等参数，从而优化设备设计和流体控制系统。
例如，可以使用Abaqus来模拟飞机的空气动力学性能，从而优化飞机的燃油效率和稳定性。
Abaqus还可以用于多物理场耦合分析。
这意味着可以使用Abaqus来模拟不同物理场之间的相互作用，例如机械-热力学耦合、流体-结构耦合等。
通过多物理场耦合分析，可以更准确地预测结构和材料的行为，从而提高模拟的精度和可靠性。
总的来说，Abaqus在工程分析中的应用非常广泛，它可以帮助工程师和设计师优化结构设计、预测材料性能、优化流体控制系统等等。
因此，掌握Abaqus的使用方法和技巧可以帮助工程师和设计师更好地解决实际问题，提高工作效率和工作质量。
abaqus与fatigue结合疲劳分析
a b a q u s与f a t i g u e结合疲劳分析公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]Fatigue 分析实例为如图1所示的中心孔板，材料为LY12-CZ ，板宽50mm,孔直径为8mm ，板厚1mm 。
LY12-CZ 铝板弹性模量GPa E 68=，强度极限MPa b 482=σ。
在板的两边施加1MPa 的均布拉应力。
图1 中心孔板结构示意图1、应力计算结果与分析对上述模型进行有限元计算，结果应力云图如图2所示。
图2 应力云图2、*.Fil文件说明*.fil文件是ABAQUS的一种二进制输出文件，供其他软件（如Patran）后处理使用，如生成X-Y曲线，制作二维表格等，可以输出的项目包括：单元、节点、接触面、能量、模态、梁截面等的输出信息，输出的方法是在INP文件中增加输出指令，生成*.fil文件的步骤如下对ABAQUS/Standard，可以直接输出.fil文件，步骤如下：在inp文件中，step步骤之后， end step步骤之前，加上以下内容：*NODE FILERF,U,V**输出节点的作用力(RF)，位移(U,V)到*.fil中*EL FILES,E**输出单元应力(S)，应变(E)到*.fil中在abaqus的job界面重新运行inp文件，即可得到对应的fil文件3、疲劳寿命估算疲劳寿命估算需用到软件中的模块。
如图3所示，位于的Tools菜单下，点击Main Interface即可进入模块主界面。
图3 在中进入界面对结构施加的疲劳载荷谱见表1。
表1 名义应力谱级数Smax Smin循环次数1318-1212217641982将载荷谱导入后显示如图4所示。
图4载荷谱块谱示意图将模型的结果文件（.fil文件）导入中，点击输入材料和载荷谱信息，进行寿命估算，得到模型的对数寿命云图，如图5所示。
图5 对数寿命云图从图5上可知该结构的疲劳寿命为 2.2410174块谱。
ABAQUS有限元分析应用与图形工作站配置方案
首先CPU和内存频率越高,计算速度就会越快。
如确保
运算,所进行运算的数据容量一定不要超过可使用的空闲内存容量算过程要被内存空间不足,从虚拟内存、硬盘中频繁数据调用读取延迟等待.
关于网络计算规模对应CPU核数
从现有规格Xeon E3、Xeon 5600处理器规格来讲，通常小规模（内）推荐4核图形工作站，中大规模（600万网格以内）推荐
超大规模（1000万网格）推荐12核图形工作站。
核与内存容量的比例
每个核与内存数据计算量大概在1:4~8比较合理
16GB~32GB，8核对应32GB~64GB，12核对应48GB~96GB
独有的内存虚拟硬盘软件可以帮助你大幅缩短数据交换时间。
方案1 中小规模网格计算配置方案
定位适合600万以内自由度(200万节点)的计算规模。
ABAQUS针对航空航天领域的解决方案
ABAQUS 软件的求解器是智能化的求解器，可以解决其它软件不收敛的非线性问题。对于 其它软件也收敛的非线性问题，ABAQUS 软件的计算收敛速度较快，并更加容易操作和使用。
综合起来，ABAQUS 软件具有： z 比其他通用有限元软件更多的单元种类，单元种类达 580 余种，提供了更多的选择
余地，并更能深入反映细微的结构现象和现象间的差别。除常规结构外，可以方便 地模拟管道、接头以及纤维加强结构等实际结构的力学行为。 z 更多的材料模型，包括材料的本构关系和失效准则等，仅橡胶材料模型就达 16 种。 除常规的金属弹塑性材料外，还可以有效地模拟高分子材料、复合材料、土体、岩 石和高温蠕变材料等特殊材料。ABAQUS 还提供灵活强大的用户自定义接口，用户可 以使用 Fortran 语言来开发自己的材料模型。 z 更多的接触和连接类型，可以是硬接触或软接触，也可以是 Hertz 接触（小滑动接 触）或有限滑动接触，还可以双面接触或自接触。接触面还可以考虑复杂的摩擦和 阻尼的情况。上述选择提供了方便地模拟密封，挤压，铰连接等工程实际结构的手 段。 z ABAQUS 的疲劳和断裂分析功能，概括了多种断裂失效准则，对分析断裂力学和裂纹 扩展问题非常有效。
abaqus软件的工程应用实例集
Abaqus软件的工程应用实例集介绍Abaqus是一种广泛应用于工程分析和仿真的计算机辅助工程软件。
它具有强大的建模能力和高精度的求解器，可以对多种工程问题进行准确的模拟和分析。
本文将介绍一些典型的工程应用实例，展示Abaqus软件在不同领域的应用。
结构分析桥梁结构分析Abaqus可以对桥梁结构进行静力和动力分析，包括荷载作用、结构参数变化等。
通过建立桥梁模型，可以得到结构的应力分布、变形情况以及模态分析结果，为桥梁的设计提供重要参考。
建筑结构分析Abaqus可以模拟建筑结构在地震、风载等复杂环境下的响应。
通过对结构的建模和加载模拟，可以计算结构的应力应变分布，评估结构的稳定性和安全性。
航空航天结构分析Abaqus可以模拟航空航天结构在起飞、飞行、降落等工况下的载荷响应。
可以对飞机、卫星等结构进行静力、动力和疲劳分析，为航空航天领域的产品设计和验收提供依据。
流体分析气动力学分析Abaqus可以模拟空气流动对物体的作用力，用于研究飞行器、汽车等在空气中的运动特性。
通过对流体流动的建模和求解，可以计算出气动力系数、升力、阻力等关键参数。
燃烧流动分析Abaqus可以模拟燃气轮机、燃料电池等燃烧流动设备的工作过程。
通过建立燃烧室的模型，可以计算出温度、压力、燃烧产物等关键参数，为燃烧设备的设计和优化提供参考。
水力学分析Abaqus可以模拟水流对水坝、船舶等结构的作用力。
通过对水流场的建模和求解，可以计算流速、压力、水位等关键参数，为水利工程和船舶设计提供重要信息。
地下工程分析地下洞室开挖Abaqus可以模拟地下洞室的开挖过程和围岩的变形和破坏。
通过建立开挖模型和围岩模型，可以计算出地下洞室周围围岩的应力应变分布，为地下工程施工和支护提供指导。
地铁隧道施工Abaqus可以模拟地铁隧道的施工过程和地下土体的变形和沉降。
通过建立隧道模型和土体模型，可以计算出施工过程中的土体位移、地表沉降等关键参数，为地铁隧道的施工和运营提供支持。
Abaqus 在电子产品开发中的应用
Abaqus在电子产品开发中的应用元春峰辛志峰联想集团创新设计中心北京市海淀区上地西路6号,100085摘要本文以某服务器产品的有限元仿真分析为例，阐述了应用大型非线性软件Abaqus进行有限元分析的CAE分析流程，从角跌落与冲击方面介绍了Abaqus在显式求解方面的强大功能，分析结果对于产品的设计改进提供了有利的支持。
关键词：Abaqus，仿真分析，冲击，跌落，有限元ABSTRACTSThis paper introduces a sever product’s simulation analysis and CAE simulation procedure by using Abaqus，the famous nonlinear software. Through the drop and shock simulation, states Abaqus’strong ability in explicit solving. The simulation result provides a useful support for the designing improvement.Keywords: Abaqus, Simulation, Shock, Drop, FEM前言Abaqus是一种大型有限元分析软件，不仅具有友好的用户使用和操作界面，更具有强大的分析功能。
其包含的Abaqus/Explicit显式求解器可以轻松求解复杂非线性问题和准静态问题，特别是用于模拟短暂、瞬时的动态事件，如冲击和爆炸问题；Abaqus/Standard通用分析模块则能够求解广泛领域的线性和非线性问题(1)。
本文即应用Abaqus/Explicit显式求解算法对于产品经常遇到的跌落和冲击进行了有限元分析与计算。
分析流程介绍随着仿真分析技术的日益普及，单个部件结构强度的分析已是十分的成熟和快捷。
仿真分析工程师也逐渐将更多注意力转向由多个部件组成的整机系统，期望通过系统的分析，考察各部件在各种工况和载荷下的表现。
ABAQUS介绍
ABAQUS/GUI用户界面简介
1 2
1 主菜单
2 工具栏 3 模型树 4 功能的图形 表示 5 功能模块选 择区 6 模型选择区 7 Part零件选 择区 8 图像显示区 9 操作提示区 10 信息区或 命令行接口
5
6
7
8 3 4
9 10 返回ABAQUS总体说明
工具栏说明
新 建 返回创建数据点
旋转选定直线生成数据轴
图1 选择要旋转的直线
图2 选择旋转轴
旋转选定直线生成数据轴方法：(1) 点击 Tools->Datum->Axis->Rotate from line 。 （2）选择要旋转的直线，如图1红色的 直线。（3）选择旋转轴，如图2中带箭 头的直线，在窗口下方提示区输入旋转 的角度。敲击Enter完成数据轴的定义。 此方法的原理：箭头方向为旋转轴的正 向，生成的数据轴按照右手法则旋转。
返回Tools说明
剖分（Partition）选项说明
用鼠标指定剖分的地方 使用参数剖分选定的边 选定中点或数据点剖分选定的边
使用建立的数据平面剖分选定的边 使用草图的方式在选定面上划线 用两点间的最短距离划线 用数据平面划线 用两条边的法向划曲线 延伸另一个面在选择的面上划线 快捷图标
快捷图标
图1 剖分边选项
此方法的原理：箭头方向为旋转轴的正 向，生成的数据面按照右手法则旋转。
图3 生成的数据面
返回创建数据面
三点生成坐标系的方法
三点生成坐标系的方法：(1) 点击 Tools->Datum->CSYS->3 points 。 （2）出现图1所示的Create Datum CSYS对话框，选择坐标 系的类型；本例以直角 （Rectangular）坐标系为例，点 击Continue，出现图2。（3）在 窗口底部提示区输入坐标系原点 的坐标值（或在图形显示区选择 一个点）；在图3所示的窗口中输 入坐标或选择一个点，作为X方 向；在图4所示的窗口输入坐标值 或选择一个点作为x-y平面。完成 坐标系的定义。 此方法的原理：第一点作为坐标 系的原点；第一点和第二点表示 的直线表明坐标系的X轴；第三 点确定后，根据象限原理生成坐 标系的y轴。然后根据右手法则自 动生成坐标系的z轴。
ABAQUS在制造行业的应用
Copyright 2008 Abaqus, Inc.
13.3 Approximating Functions for TwoDimensional Linear Triangular Elements (二维线性三角形单元的近似函数)
description of element displacement filed (单元位移场 的表达) u1 v 1 u 1 0 2 0 3 0 u2 v v 0 1 0 2 0 3 2 u3 v3
Copyright 2008 Abaqus, Inc.
例如: 左图所示,为分析齿轮上一个齿内的应 力分布,可分析图中所示的一个平面截 面内位移分布.作为近似解,可以先求出 图中各三角形顶点的位移.这里的 三角形就是单元,其顶点就是节点。 从物理角度理解, 可把一个连续的齿形截面单元之间在节 点处以铰链相链接,由单元组合而成的结构近似代替原连续结 构,在一定的约束条件下,在给定的载荷作用下,就可以求出各 节点的位移,进而求出应力. 从数学角度理解, 把这个求解区域剖分成许多三角形子域, 子域内的位移可用相应各节点的待定位移合理插值来表示.
1 i i x i y i ( x, y ) 2 Ae
Lagrange interpolation functions (拉格朗日插值函数)
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13.3 Approximating Functions for TwoDimensional Linear Triangular Elements (二维线性三角形单元的近似函数)
Where:
i ( x, y )
ABAQUS公司和软件介绍
ABAQUS软件公司和产品应用介绍一、ABAQUS软件公司的发展历程1972年，ABAQUS的首要创始人David Hibbitt在布朗大学完成了Ph.D.论文，论文的一部分为基于有限元方法的计算力学内容。
这期间，他和他的导师创建了一个公司，产品为他们开发的有限元软件MARC。
此后，ABAQUS的另外一个创始人Paul Sorensen也加入了MARC，但之后回到布朗大学继续攻读Ph.D学位。
ABAQUS的另外一个创始人Dr. Bengt Karlsson曾经是Control Data公司的分析工程师，由于工作的关系，他逐步对当时各种有限元程序加以熟悉并产生浓厚兴趣。
1976年，他从欧洲来到美国和Hibbitt一同在MARC工作。
作为MARC的总工程师，Hibbitt越发意识到工业界对有限元软件有一种强烈的需求，将会成为工程师的日常工具，逐步取代传统的实验做法，但这要求对现有的程序进行大幅度修改，使之能够处理更大规模的模型，计算的可靠性和精度更高。
他建议导师重写MARC的内核来适应工业领域的要求，但是他的导师当时不愿意进行这样的一笔投资。
1977年，Hibbitt离开MARC开始从头编写ABAQUS。
Karlsson很快加入了他。
之后，已经从布朗大学博士毕业正在通用汽车公司工作的Sorensen也加入了他们的行列。
Hibbitt, Karlsson & Sorensen, Inc., (HKS) 公司于1978年2月1日正式成立。
三个力学专家开始了一个强大工程分析工具的发展历程。
HKS的第一个客户是Westinghouse Hanford公司，它在华盛顿州从事核反应堆方面的开发工作。
Westinghouse Hanford需要进行复杂的分析，包括核燃料棒的接触、蠕变和松弛等问题。
ABAQUS可以进行温度相关的蠕变、塑性以及接触建模体现了其优势，很快ABAQUS在核工业领域小有名气。
ABAQUS早期的应用还包括石油、军工等其它领域。
abaqus在组合结构中的应用
abaqus在组合结构中的应用abaqus是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，它可以用来模拟和分析各种复杂的结构和材料的力学行为。
在组合结构中，abaqus的应用范围非常广泛，可以用于分析和优化结构的强度、刚度、振动等性能。
在组合结构中，不同材料的组合会产生各种不同的力学响应。
abaqus可以根据不同的材料性质和结构形状进行建模，并通过有限元分析方法计算出结构的应力、应变、位移等参数。
这对于设计和优化组合结构非常重要。
例如，在汽车工程中，车身结构通常由钢、铝合金和复合材料构成，abaqus可以帮助工程师评估不同材料组合下的结构强度和刚度，以及各个部件之间的相互作用。
在航空航天领域，使用abaqus可以对飞机机翼、机身等结构进行分析。
由于飞机结构往往由不同的材料组成，这些材料在不同的工作条件下会产生不同的热膨胀和收缩，从而导致结构的变形和应力集中。
abaqus可以模拟和分析这种复杂的热-力耦合问题，帮助工程师优化结构设计，减少应力集中和变形，提高结构的安全性和可靠性。
在建筑工程中，组合结构也得到了广泛的应用。
例如，高层建筑的结构通常由钢结构和混凝土结构组成，abaqus可以帮助工程师分析不同材料组合下的结构承载能力和稳定性。
此外，abaqus还可以模拟和分析建筑结构在地震、风载和温度变化等外界荷载下的响应，帮助工程师评估结构的安全性和可靠性，并优化结构设计。
除了以上几个领域外，abaqus还可以在其他领域中应用于组合结构的分析和优化。
例如，在电子设备和通信设备的设计中，通常需要将不同的材料组合在一起，abaqus可以帮助工程师分析材料组合对设备的热传导、电磁性能等方面的影响，以及材料的机械性能。
abaqus在组合结构中的应用非常广泛，可以帮助工程师分析和优化不同材料组合下的结构性能。
通过使用abaqus，工程师可以更好地理解组合结构的力学行为，提高结构的设计和优化效率，最终实现更安全、更可靠的工程结构。
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结构静强度分析- 螺栓连接，以及驾驶室，车架等重要结构件。 制造工艺仿真- 焊接变形和残余应力 PROGRESS POSSIBLE
Questions?
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Abaqus在卡特彼勒（中国） 技术研发中的应用
刘雯雯 结构分析工程师
Sep 07, 2010
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卡特彼勒公司简介
卡特彼勒是世界上最大的土方工程机械和建筑机械的生产商，卡 特彼勒（中国）投资有限公司于 1996 年在北京成立。今天，卡 特彼勒在中国投资建立了 多家生产企业，制造液压挖掘机、压实 机、柴油发动机、履带行走装置、铸件、动力平地机、履带式推 土机、轮式装载机、再造的工程机械零部件以及电力发电机组。 卡特彼勒技术研发（中国）有限公司（CRDC）成立于2005年， 在青岛，无锡，天津，和北京设有分部。其使命是提供研发及知 识产权的管理，支持卡特彼勒在中国这个新兴市场中实施并完成 其战略，并提供强有力的技术支持 。
ROPS在侧向载荷作用下的承载能力和吸收能量的能力。 ROPS在侧向载荷作用下的承载能力 ROPS在侧向载荷作用下的承载能力 ABAQUS具有强大的非线性求解功能。其非线性涵盖材料非线性、几何非线 性和状态非线性等多个方面。由abaqus作为分析工具的ROPS分析，跟试验 有很好的匹配。
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卡特彼勒产品
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Abaqus的应用
驾驶室防翻滚分析材料非线性 大变形 接触
工程机械在行驶和作业时，经常会遇到一些意外情况，危及司机的人身安全。 这种危险有两种，一种是由跌落的岩石，飞溅的建筑物碎块或伐倒的树木等 击穿司机室而伤害司机；另一种是因行驶转向时速度过高，作业场地不平， 遇有斜坡，沟坑或因驾驶室变形而被压伤。为了提高机器的可靠性，保护司 机的安全，要求安装保护装置（Roll-over Protective System）。