Abaqus基本操作中文教程

Abaqus基本操作中文教程

目录

1 Abaqus软件基本操作

常用的快捷键

旋转模型—Ctrl+Alt+鼠标左键

平移模型—Ctrl+Alt+鼠标中键

缩放模型—Ctrl+Alt+鼠标右键

单位的一致性

CAE软件其实是数值计算软件，没有单位的概念，常用的国际单位制如下表1所示，建议采用SI (mm)进行建模。

国际单位制SI (m) SI (mm)

长度m mm

力N N

质量kg t

时间s s

应力Pa (N/m2) MPa (N/mm2)

质量密度kg/m3t/mm3

加速度m/s2mm/s2

例如，模型的材料为钢材，采用国际单位制SI (m)时，弹性模量为m2，重力加速度m/s2，密度为7850 kg/m3，应力Pa；采用国际单位制SI (mm)时，弹性模量为mm2，重力加速度9800 mm/s2，密度为7850e-12T/mm3，应力MPa。分析流程九步走

几何建模（Part）→属性设置（Property）→建立装配体（Assembly）→定义分析步（Step）→相互作用（Interaction）→载荷边界（Load）→划分网格（Mesh）→作业（Job）→可视化（Visualization）

以上给出的是软件常

规的建模和分析的流程，

用户可以根据自己的建模

习惯进行调整。另外，草

图模块可以进行参数化建

模，建议用户可以参考相

关资料进行学习。

几何建模（Part）

关键步骤的介绍：

➢部件（Part）导入

Pro/E等CAD软件建好的模型后，另存成iges、sat、step等格式；然后导入Abaqus可以直接用，实体模型的导入通常采用sat格式文件导入。

➢部件（Part）创建

简单的部件建议直接在abaqus中完成创建，复杂的可以借助Pro/E或者Solidworks等专业软件进行建模，然后导入。

常用按键的说明：

属性设置（Property ） 建立装配体（Assembly ）

部件实例的显示控制：

替换：在区域1选择部件后，点击此按钮，则仅显示选中的部件；

添加：在区域3选择部件后，点击此按钮，则选中的部件被显示，已经显示的部件仍显示。

删除：在区域3选择部件后，点击此按钮，则选中的部件被隐藏。

可以选择多个部件进行装配

其中：

①实例类型中的独立（网格在实例上），耗用内存较多，生成的inp 文件也较大。 ②编号1和2分别是线性阵列和辐射阵列，可以对实例进行批量生成；

③编号3和4分别是平移和旋转；

④编号5是平移到，该命令只能用于实体模型；

⑤ 编号6是定位，常用： ➢ 面平行，面匹配，边平行； ➢ 边共线，共轴，点重合； ➢ 坐标系平行；

⑥编号7为合并/剪切来生成新的部件，这个命令可以将导入的多个部件合并成一个整体。

定义分析步（Step ）

相互作用 （Interaction ） 首先需要定义相互作用的属性，主要包括法向接触属性和切向的摩擦属性，关键步骤如下所示：

然后创建相互作用，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，需要注意的关键点有以下几个：

关键点：

①在静力，通用的基本设置

中，有是否打开几何非线性的选项。

几何非线性的特点是结构在载荷作用过程中产生大的位移和转动。如板壳结构的大挠度，此时材料可能仍保持为线弹性状态，但是结构的几何方程必须建立于变形后的状态，以便考虑变形对平衡的影响。

②增量选项中，类型通常使用自动；初始增量步大小可选为：，建议不要太大。 通常遇到的接触问题，在

定义接触属性定义中，将接触

面的法线行为定义为“硬”接

触，切线行为的摩擦公式定义为“罚”，钢材之间的摩擦系数取，钢材与混凝土之间的摩擦系数取。

➢ 接触分析建模主要包括以

下几个步骤：

（1）定义接触面； （2) 定义接触属性；接触面主要分为主面和从面，在选择时，有着比较严格的主从关系，需要满足如下条件：1） 选择刚度大、网格粗的为主面；2）主

面发生接触部位不能有尖角或较大的凹角；3）主面不能是由节点构成的面，并且必须是连续的。 ➢ 单元类型选为六面体一阶 单元C3D8I 时，能够很好的解决接触问题。当无法划分六面体单元网格，可以使用修正的

四面体二次单元(C3D10M)。

有限滑移：两个接触面之间可以有任意的相对滑动，在分析中需要不断的判定从面的节点和主面的哪一部分发生接触，因此计算的代价较大，同时要求主面是光滑的，即每个节点有唯一的法线方向。

小滑移：两个接触面之间只有很小的相对滑动，滑动量的大小只是单元尺寸的一小部分，在分析的开始就确定了从面节点和主面的哪一部分发生了接触，在整个分析过程中这种接触关系不会再发生变化。因此，小滑移的计算代价小于有限滑移。

离散化方法：主要有点对面和面对面两种算法。其中面对面的应力结果的精度较高，并且可以考虑板壳和膜的初始厚度，但在有些情况下计算代价比较大。

③谨慎地定义摩擦系数

对摩擦的计算会增大收敛的难度，摩擦系数越大，就越不容易收敛，因此，如果摩擦对分析结果的影响不大，例如摩擦面之间没有大的滑动，可以尝试令摩擦系数为0。

④abaqus提供了自动查找接触对的功能，在工具栏中，选择以下按键：【相互作用】→【查找接触对】。

常用的约束类型有：绑定、刚体、耦合和MPC约束。

载荷边界（Load ） 注意的关键点： ➢ 在对计算模型进行荷载施加的时候，要注意荷载的施加方向，通常 需要建立局部坐标系，荷载的数值大小应该与前面章节的单位制吻合； ➢ 为了能够与sap2000、midas 这类有限元软件更好的衔接，建议荷载和边 界约束都施加在杆件的截面中心位置。通过在截面中心位置建立参照点RP ，将参考点RP 与杆件截面建议耦合约束或者MPC 刚性梁约束。

➢ 采用整个截面施加约束与建立参考点施加约束相比，当约束为固结时， 以上两种方法是相同的；当边界约束为铰接时，在截面划分网格后的多个节点上施加铰接约束，则截面的转动会受到限制，实际产生了刚接的效果。因此建议采用第二种方法对截面进行约束的施加。 划分网格 （Mesh ）

网格划分需要注意的关键点：

① 单元的形状，四边形单元（二维区域）和六面体单元（三维区域）可以用较小的计算代价得到较高的精度，因此尽可能选择这两种单元；

① 绑定约束：

模型中的两个面被牢固的粘结在一起，在分析过程中不再分开，被绑定的两个面可以有不同的几何形状和网格。 ② 刚体约束：

在模型的某个区域和一个参考点间建立刚性连接，此区域变为一个刚体，各节点之间相对位置在分析过程中保持不变。 ③ 耦合约束：

在模型的某个区域和一个参考点间建立约束。

④ MPC 约束：

用来定义多点约束，类似主要包括：梁、绑定、链接、铰接和关节等类型，在实体模型施加荷载和边界的时候，常用的是刚性梁类型。

创建参照点，通过参照

点与施加荷

载或约束的面或线建立约束。