ABAQUS使用时的点点滴滴

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 ANALYSIS 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）。----名义应力 0/F A 0/L l Δ-----名义应变

在只考虑的情况下，拉伸和压缩应变是相同的，即：

0l dl Δ→→ 00ln()l dl

d l dl l l l εε=

==∫，其中l 是当前长度，是原始长度，0l 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。